防止大型油輪煙灰排放入海的對策

傅毅能 尤建東

摘要：文章從國際公約、國際和國內法規(guī)對油輪惰性氣體系統(tǒng)的相關規(guī)定出發(fā)，結合2起大型油輪惰性氣體系統(tǒng)排放煙灰入海的案例，提出防止類似大型油輪事件再次發(fā)生的對策。

關鍵詞：大型油輪;情性氣體系統(tǒng);洗滌塔;煙灰排放;對策

0 引言

綠色發(fā)展，節(jié)約集約，低碳環(huán)保，強化節(jié)能減排和污染防治是“交通強國建設綱要”的重要組成部分。嚴格執(zhí)行國家和地方污染物控制標準及船舶排放區(qū)要求，推進船舶、港口污染防治。

向油輪貨艙中充惰是根據“可燃氣體在含氧量低于11%體積比的大氣環(huán)境中不能燃燒”原理，所以，防止貨油艙起火或爆炸的方法之一就是保持含氧量低于這一水平。惰性氣體系統(tǒng)是保證油輪安全有效操作的重要設備。它是將設備產生的惰氣經過處理合格后輸送到各個貨油艙中，以降低艙氣的含氧量，從而達到安全操作目的。為了留有一定的安全余地，一般以8%的含氧量在任何環(huán)境條件下艙內烴氣/空氣的混合氣體不會燃燒為標準。國際公約、國際及國內法則對油輪惰性氣體系統(tǒng)均作出了詳細規(guī)定。

1 2起大型郵輪排放煙灰入海事件簡介

1.1 “戴蒙德”（ DIAMONO）輪排放煙灰入海事件簡介

（1）船舶基本數據（見表1）

（2）事件簡介

該輪于2016年3月19日靠寧波大榭實華碼頭卸油。作業(yè)期間，船舶左舷約O.lm3煙灰經洗滌塔出舷外閥入海，造成碼頭局部水域污染，受到海事部門的處罰。碼頭監(jiān)控顯示情況見圖1、圖2、圖3、圖4。

1.2 “布拉達先鋒”（PLATA PIONEER）輪排放煙灰入海事件簡介

（1）船舶基本數據見（表2）

（2）事件簡介

該輪于2016年3月22日靠寧波大榭實華碼頭卸油。作業(yè)期間，船舶左舷約O.hr13煙灰經洗滌塔出舷外閥入海，造成碼頭局部水域污染，受到海事部門的處罰。碼頭監(jiān)控顯示情況見圖5、圖6。

2 對煙灰排放入海事件的分析

經寧波大榭海事處執(zhí)法人員登輪詢問、調查以及現場查看相關記錄與相關設備取證分析，煙灰排放入海事件的主要原因如下：

（1）2艘船舶均為大型油輪，且船齡都在10年以上，洗滌塔水均是直接排出舷外;

（2）鍋爐燃燒質量差，煙囪冒黑煙，煙氣質量明顯下降;

（3）鍋爐至洗滌塔煙道內壁積灰過多，船舶對煙道內壁基本不進行清潔維護;

（4）船齡偏大，長期保養(yǎng)不到位;

查閱船舶日常保養(yǎng)記錄、定期/年度/塢修修理記錄，無論是日常保養(yǎng)，還是定期，年度/塢修保養(yǎng)均存在缺乏對其清潔;

（5）近期對鍋爐的日常保養(yǎng)中并未進行有效吹灰。鍋爐吹灰時，還存在煙道隔離閥關閉不嚴/自動關閉不夠及時的現象;

（6）船舶在港作業(yè)期間，甲板部和輪機部的值班人員未及時觀察鍋爐的煙色與洗滌塔水柜內水的清潔情況。

3 船舶惰性氣體系統(tǒng)

3.1 國際公約、國際與國內規(guī)則的相關規(guī)定

國際海事組織《1974國際海上人命安全公約》（SOLAS1974）、《國際消防安全系統(tǒng)規(guī)則》（FSS）與中華人民共和國海事局《船舶與海上設施法定檢驗規(guī)則》（國內航行海船法定檢驗技術規(guī)則）對油輪惰性氣體系統(tǒng)均提出了相同的相關規(guī)定。

中華人民共和國海事局《船舶與海上設施法定檢驗規(guī)則》（國內航行海船法定檢驗技術規(guī)則2011版）第4篇第2—2章構造防火、探火與滅火4.液貨船的消防安全措施“4.14惰性氣體系統(tǒng)”中的下列規(guī)定。

（1）“在4.14.1 -般要求”中規(guī)定，包括污油艙在內的液貨艙，惰性氣體系統(tǒng)的設汁、構造和試驗均應符合其設汁和操作應能使并保持液貨艙內的大氣在任何時候不能燃燒，但當這種艙需要除氣時除外。該系統(tǒng)還應能滿足下列規(guī)定：

①降低每一個液貨艙氣的含氧量，使其空液貨艙惰性化，達到不能支持燃燒的水平;

②在港內停泊和海上航行的任何時候，保持任一液貨艙內任一部分艙氣的含氧量（以體積汁算）不超過8%，并保持正壓;但當需要對液貨艙除氣時除外;

③在正常作業(yè)中空氣不得進入液貨艙;但當需要對液貨艙除氣時除外;

④驅除空液貨艙內的碳氫化合物氣體，使隨后除氣工作時不會在艙內產生易燃氣體。

（2）在“4.14.2惰性氣體成份要求”中規(guī)定，惰性氣體來源可以是主或輔助鍋爐的經過處理的煙道氣體。該系統(tǒng)應能以船舶最大卸油率的125%的速率（以體積計算）向液貨艙輸送惰性氣體;該系統(tǒng)以所需的任一流速向液貨艙輸送惰性氣體時，在惰性氣體供氣總管內的含氧量（以體積汁算）應不超過5%。并且“洗滌塔”應滿足下列規(guī)定：

①應裝設煙道氣體洗滌塔，使其有效地冷卻至本章4.14.2 （1）②和③所規(guī)定的全部氣體并清除其中固體顆粒和硫的燃燒產物。

②應裝設過濾器或等效設施，以減少被帶到惰性氣體鼓風機里去的水量;

③洗滌塔應位于所有液貨艙、液貨泵艙和將這些處所與A類機器處所分隔開的隔離空艙的后方。

（3）在“4.14.3安裝要求”中對“系統(tǒng)的安全措施”有如下規(guī)定：在鍋爐煙道與氣體洗滌塔之間的惰性氣體供氣總管上應裝設煙道氣體隔離閥。這些閥應設有指示閥開閉狀態(tài)的裝置，采取措施使它們保持氣密，使閥座避免煙灰污染。應設有裝置用來確保煙道氣體隔離閥開啟時鍋爐吹灰器不能工作。

為防止煙道氣體泄漏，洗滌塔和鼓風機連同有關管系和附件的設汁和布置應予以特別考慮，以防止煙道氣體泄漏到圍閉處所之內。為了安全維修，在煙道氣隔離閥與洗滌塔之間，或在洗滌塔的煙氣入口處，應裝設1個附加水封裝置或其他防止煙氣滲漏的有效設備。

（4）在“4.14.4運行和控制要求”中規(guī)定，對于煙道氣體型和情性氣體發(fā)生器型的惰性氣體系統(tǒng)，均應裝設聲光報警，以顯示煙道氣體洗滌塔的水壓低或流量低和煙道氣體洗滌塔內的水位高。

3.2船舶惰性氣體的來源、組成與流程

3.2.1惰性氣體來源

惰性氣體來源主要有3個方面：

（1）船舶鍋爐排出的廢氣。該氣體經冷卻除塵和除去水蒸汽即可成為惰性氣體，這是最為經濟的來源。也是目前船舶所用情性氣體的主要方式;

（2）獨立惰性氣體發(fā)生器;

（3）裝有二次燃燒裝置的燃氣輪機。

3.2.2惰性氣體系統(tǒng)組成

惰性氣體系統(tǒng)由3個部分組成：

（1）惰性氣體產生部分：包括煙道取氣閥、洗滌塔、風機和壓力調節(jié)閥;

（2）惰性氣體隔離部分：包括甲板水封、止回閥和甲板隔離閥;

（3）惰性氣體分配部分：包括甲板惰性氣體主管、分支管和入艙閥。

3.2.3惰性氣體系統(tǒng)的流程

鍋爐排出的高溫煙氣送入洗滌塔和除濕器進行洗滌、冷卻和除濕，然后由風機加壓，調節(jié)后經甲板水封、止回閥、甲板隔離總閥到惰性氣體總管，再由進艙分支管送至各油艙。

洗滌塔（ SCRUBBER）的功用：具有冷卻、除硫、除塵作用，即通過海水冷卻、洗滌來清除鍋爐煙氣中的固體顆粒和硫的燃燒產物。上面設置的安全保護裝置有：

（1）高水位報警裝置：當洗滌塔水位高于設定值，出現高水位報警時，將切斷洗滌塔海水泵及惰性氣體系統(tǒng)的運轉;用于防止海水倒流進鍋爐煙道。

（2）海水低流量報警保護裝置：當洗滌塔海水流量低于設定值，出現海水流量低報警時，將停止惰性氣體系統(tǒng)的運轉;

（3）海水低壓報警保護裝置：當洗滌塔海水壓力低于設定值，出現海水低壓報警時，將停止惰性氣體系統(tǒng)的運轉;

（4）煙道取氣閥（煙道氣體隔離閥）：裝于鍋爐煙囪和洗滌塔之間，可在貨控室內遠距離操作，應設有裝置用來確保煙道氣體隔離閥開啟時鍋爐吹灰器不能工作。當系統(tǒng)不工作或不充惰時，該閥處于關閉狀態(tài)。

4“布拉達先鋒”（PLATA PIONEER）輪的惰性氣體系統(tǒng)簡介

4.1該輪惰性氣體系統(tǒng)主要由：兩臺輔鍋爐產生煙氣一經洗滌塔冷卻、過濾、干燥一由2臺鼓風機將合格的惰性氣體一甲板水封一送入各個艙室。

4.2 “布拉達先鋒”輪洗滌塔內水與內壁的污臟情況，分別見下圖7、圖8。

5相關對策

船舶鍋爐按其結構分為“煙管鍋爐”與“水管鍋爐”，按其用途分為主或輔助鍋爐，其煙道氣體經過處理是油輪惰性氣體的來源。

5.1 加強鍋爐運行中的管理

5.1.1控制鍋爐燃燒質量

鍋爐運行中，必須注意火焰的顏色、火炬的形態(tài)、排煙的顏色等。通過對燃燒設備和系統(tǒng)的維護保養(yǎng)，保持燃油系統(tǒng)的清潔，控制油溫、油壓處于正常范圍。定期清洗燃油濾器、做好噴油器清潔維護，使之霧化良好;檢查噴油器的位置和霧化角度是否合適。定期清潔風機及風道，風門調節(jié)機構定期注油活絡，確保燃燒設備及其系統(tǒng)處于良好工作狀態(tài)。

經常觀察鍋爐的排煙顏色，排煙的顏色和燃燒的好壞密切相關。若煙色加深以至濃黑，則表明空氣量太少或燃油霧化不良，與空氣混合不好，必須予以調整，尤其是在港口靠泊時值班人員應特別重視。

5.1.2防止鍋爐受熱面以及煙道積灰

一般，鍋爐設汁時保證蒸發(fā)管束間有較高的煙氣流速，兇而有自清洗能力。但長期工作，尤其是燃用劣質燃油或燃燒不良，積灰是難免的。老齡船舶更易出現這種情況。

5.1.3煙灰的清除

船舶鍋爐煙灰的清除，通常通過鍋爐吹灰來實現。水管鍋爐通常設有與船舶蒸汽管系或壓縮空氣管系連接的吹灰器，可以在鍋爐運行中吹灰。但用吹灰器很難完全吹干凈，必要時須停爐用水洗或手工除灰。對油輪來說，吹灰時應確保煙道氣體隔離閥完全關閉。吹灰結束，吹灰器蒸汽閥要關嚴，避免蒸汽漏入煙道。

5.2對策

5.2.1通過對二起大型油輪煙灰排放入海事件原因的分析，為防止老舊大型油輪類似排放事件再次發(fā)生，提出下列相關對策

（1）油輪尤其是船齡10年以上的大型油輪，應加強對鍋爐、惰性氣體系統(tǒng)（煙道、洗滌塔、“U”形封等）的維護保養(yǎng)，適當縮短維護保養(yǎng)周期，使設備及其系統(tǒng)處于良好工作狀態(tài);

（2）確保鍋爐良好的燃燒質量;

（3）鍋爐經常進行有效吹灰，保持煙道的清潔;

（4）煙道隔離閥以及相關設備必須處于良好工作狀態(tài)（隔離閥開關正常、氣密、干凈、自動連鎖裝置及時有效）;

（5）保持洗滌塔內壁、過濾設備清潔良好;

（6）對“U”形封內的沉渣應及時清除;

（7）檢查洗滌塔水封流量與水質，確保處于正常水位與水源清潔;

（8）確保相關連鎖報警設備的工作正常有效。

5.2.2結合船舶實際，增加相關設備設施，能最有效地防止煙灰排放入海

（1）在洗滌塔水排出舷外前，增設有效過濾清潔設備設施;

（2）條件可行，可增加相關管線、控制閥門與污水柜，見圖9，船舶在港作業(yè)期間，將洗滌塔水引入污水柜/儲存柜，而不是直接排出舷外，這樣即使洗滌塔出水有臟污，也不會因污水直排入海導致水域污染?，F在新造船舶普遍采用這種設計與布置。

（3）船舶在港作業(yè)期間，加強值班巡回檢查，提高值班人員責任心

若船舶是按圖9布置的管線與艙柜，在港作業(yè)期間就應關閉洗滌塔水直接排舷外的控制閥，開啟去污水柜的閥門。輪機值班人員要經常關注鍋爐燃燒以及洗滌塔內水的清潔情況，甲板值班人員應經常關注鍋爐煙囪的煙色，如果不正常都應及時告知相關責任人員，并采取有效應急措施。

參考文獻

[1] 國際海事組織.國際海上人命安全公約（2009綜合文本）.[G]：北京：人民交通出版社，2010：130-131.

[2]國際海事組織.國際消防安全系統(tǒng)規(guī)則.[M]：北京：人民交通出版社，2∞1：35-39.

[3] 中華人民共和國海事局.船舶與海上設施法定檢驗規(guī)則（國內航行法定船舶檢驗技術規(guī)則-2011）[M]：北京：人民交通出版社，2011：112-115.

[4]陳海泉.船舶輔機[M].航海類專業(yè)精品系列教材.大連：大連海事大學出版社，2010：403-448.

[5]趙金文、張樹峰.大型油船貨物操作管理實務[M].大連：大連海事大學出版社，2008：104-109.

作者簡介

傅毅能，高級工程師，A類船舶檢查官，甲類輪機長，13505881185