油輪特有系統(tǒng)課件

油輪特有系統(tǒng)民品設(shè)計所機(jī)裝室二〇一三年十一月二十日1一.油船的發(fā)展

二.油輪定義與主要特點(diǎn)

四.貨油透氣系統(tǒng)三.油船惰性氣體系統(tǒng)六.貨油裝卸系統(tǒng)五.貨油監(jiān)測系統(tǒng)2油輪特殊系統(tǒng)一

油輪發(fā)展

石油是當(dāng)今世界的重要能源。而在19世紀(jì)，歐美國家普遍用鯨油做照明燃料。由于大西洋捕鯨活動過于頻繁，鯨油供應(yīng)瀕臨枯竭，使得價格暴漲，人們開始尋找其他照明燃料。1852年波蘭藥劑師依格納茨·盧卡西維茨（Ignacylukasiewicz)，發(fā)現(xiàn)自石油中提煉煤油要容易得多。此后，石油工業(yè)進(jìn)入飛速發(fā)展階段。1859年，美國賓夕法尼亞州泰特斯維爾村鉆出第一口油井，次年產(chǎn)量達(dá)到9萬噸，1962年增至27萬噸。這么多的液態(tài)原油如何存儲運(yùn)輸便成了問題。為此，造船企業(yè)開始研制新船型。1886年7月13日，世界第一艘油輪—“好運(yùn)”號（Glückauf）首航。該船屬于德國-美國石油公司，全長97米，采用風(fēng)帆和蒸汽機(jī)為動力，可以運(yùn)輸3000噸石油，用泵和管道系統(tǒng)裝卸，是第一艘具有現(xiàn)代油船特征的散裝油船。第一次世界大戰(zhàn)后，隨著石油產(chǎn)量和運(yùn)輸量的迅速增長，1967～1975年蘇伊士運(yùn)河關(guān)閉時期，波斯灣到歐美的原油運(yùn)輸須繞道好望角，也推動了原油船的專業(yè)化與大型化。1928年，德國不來梅Vulkan船廠建成斯蒂爾曼號（C.O.Stillman）油輪，可載原油23060噸。1953年，德國霍瓦特漢堡公司建成蒂娜·奧納西斯號（TinaOnassis）油輪，可載重48000噸。1959年2月，日本吳船廠建成世界第一艘超過10萬噸的油輪—宇宙·阿波羅號1966年12月，日本石川島播磨重工建成世界第一艘超過20萬噸的油輪——出光丸號。

1971年4月，石川島播磨吳船廠建造的日石丸（NissekiMaru）再創(chuàng)紀(jì)錄，達(dá)到37.2萬噸。1976年至1979年間，法國阿爾斯通公司大西洋船廠（ChantiersdeL‘Atlantique），陸續(xù)建成四艘巴提留斯（Batillus）級油輪，最大載重量為55.36萬載重噸。

1977年8月和12月，曰本日立重工為埃索石油公司，建成兩艘51萬噸級油輪。1978年，瑞典建成一艘49.9萬噸的巨型油輪—納尼號（Nanny）。該船長365米，吃水22.3米，雙軸推進(jìn)，航速16節(jié)；以其79米的寬度，成為世界上最寬的船。

3油輪的發(fā)展1980年曰本橫須賀市的住友重機(jī)械追浜造船所（現(xiàn)為橫須賀制造所）建成56萬噸的海上巨人號巨型油輪。該船長458.45米（創(chuàng)下世界紀(jì)錄），舷寬68.86米；滿載吃水24.61米，相當(dāng)于8層樓；可裝載約410萬桶原油，相當(dāng)于兩艘30萬噸級油輪。采用住友Stal-LavalAP蒸汽渦輪機(jī)，總功率50000馬力，航速13節(jié)。兩伊戰(zhàn)爭期間，薩達(dá)姆為了控制伊朗的經(jīng)濟(jì)命脈發(fā)動了襲船戰(zhàn)，“海上巨人”號航經(jīng)霍爾木茲海峽（StraitofHormuz）時，遭到伊拉克伊拉克空軍的米格-23BK戰(zhàn)機(jī)攻擊，沉沒在伊朗卡克島海岸外的淺海海域。2004年3月進(jìn)入迪拜的干船塢，改裝為浮動儲油船。2010年被拖至印度阿朗拆船基地的淺灘上擱淺。最終化為一堆廢鐵。

1988年，中國大連造船廠建成11.8萬噸穿梭油輪“埃維塔”號，2002年，中國大連造船廠建成我國第一艘30萬噸級VLCC——伊朗·德爾瓦號（IRANDELVAR）

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56萬噸的巨型油輪亞勒維京號，旁邊是27.6萬噸的超級油輪SaudiGlory號。油輪的發(fā)展2.1油船：油船（oiltanker），載運(yùn)散裝石油及成品油的液貨船，是指建造或?yàn)橹饕谄溲b貨處所裝運(yùn)散裝油類（原油或石油產(chǎn)品）的船舶,包括油類、散貨兩用船，以及全部或部分裝運(yùn)散裝貨油，并符合《73/78防污公約》附則II所規(guī)定的任何化學(xué)品液貨船。2.2油輪特點(diǎn)：因石油為流體，易于揮發(fā)、燃燒、爆炸，因此油船在構(gòu)造、設(shè)備和營運(yùn)方面具有以下特點(diǎn)：①對防火安全要求嚴(yán)格。國際海事組織1978年議定書規(guī)定，載重量2萬噸以上的新造油船，須有惰性氣體防爆設(shè)施；為避免貨油或油氣滲漏，貨油艙區(qū)同首尖艙、機(jī)艙、泵艙之間，須有隔離艙；機(jī)艙須設(shè)在尾部，以防止因煙囪火星落到貨油艙區(qū)而引起火災(zāi)。②貨油艙用1～3道縱艙壁和4～10道橫艙壁分隔，以減少自由液面對船舶穩(wěn)性的影響，也便于不同種類的石油分別裝載。③用專門的油泵和油管進(jìn)行裝卸，能在幾小時到一晝夜間把全部貨油裝卸完畢；為便于卸凈艙底殘油，設(shè)有掃艙管系；④未設(shè)專用壓載艙的油船，滿載航行時干舷很小，甲板易于上浪，故常在甲板上架設(shè)步橋，以利船員通行。5油輪的定義與特點(diǎn)⑤船體長深比大，彎曲力矩較大，故結(jié)構(gòu)多采用縱骨架式，以增加縱向強(qiáng)度。⑥運(yùn)輸常為單方向的，回程空放時為保持一定的吃水，須裝載大量壓載水。在到達(dá)裝貨港之前，如將含油壓載水排入海洋，會造成嚴(yán)重污染。為此，在壓載以前須將油艙洗凈，并將洗艙水存放入專門的污油艙；同時要設(shè)置油水分離器以嚴(yán)格控制排放壓載水的含油量。1983年10月生效的《1973年國際防止船舶污染公約》要求新造的載重量2萬噸以上的原油運(yùn)輸船和載重量3萬噸以上的成品油船，須設(shè)置專用壓載水艙，新油船必須設(shè)有原油洗艙設(shè)備。2.3油輪的分類世界造船業(yè)將油輪按載重噸位分為5個級別：1.通用型（1萬噸以下油輪）2.靈便型（一般稱之為1～5萬噸級的油船，3.巴拿馬型（Panamax）：船型以巴拿馬運(yùn)河（PanamaCanal）通航條件為上限（譬如運(yùn)河對船寬、吃水的限制），載重噸（DWT）在6～8萬噸之間。4.阿芙拉型（Aframax）：平均運(yùn)費(fèi)指數(shù)AFRA（AverageFreightRateAssessment）最高船型，經(jīng)濟(jì)性最佳，是適合白令海（BalticSea）冰區(qū)航行油船的最佳船型。載重噸在8～12萬噸之間。

5.蘇伊士型（Suezmax）：船型以蘇伊士運(yùn)河（SuezCanal）通航條件為上限，載重噸在12～20萬噸之間。6.VLCC（VeryLargeCrudeoilCarrier）：巨型原油船，載重噸在20～30萬噸之間。7.ULCC（UltraLargeCrudeoilCarrier）：超巨型原油船，載重噸在30萬噸以上。6油輪的定義與特點(diǎn)三、惰性氣體3.1惰性氣體作用、功能油船裝載的是易燃易爆的原油或成品油，當(dāng)貨油艙內(nèi)的油氣與空氣混合，并達(dá)到一定的含氧量后，極易發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故。因而船級社規(guī)范對貨油艙內(nèi)的氣體置換有明確的要求。對載重量為20000噸及以上的載運(yùn)閃點(diǎn)（閉杯試驗(yàn)）不超過60℃的原油船或成品油船，以及所有使用原油洗艙的油船，均應(yīng)設(shè)置惰性氣體系統(tǒng)，惰性氣體的功能如下：1.降低貨油艙內(nèi)大氣的含量，使艙內(nèi)大氣達(dá)到不能支持燃燒的程度，而使空艙惰性化。2.在航行中使貨油艙內(nèi)的大氣含氧量（以體積計）不超過8%，并保持正壓狀態(tài)，但需要

排清貨油艙的油氣時除外。3.除有必要排清貨油艙的油氣外，保證在正常作業(yè)中，空氣不進(jìn)入貨油艙。4.驅(qū)除空貨油艙內(nèi)的碳?xì)錃猓蛊浜蟮某龤膺^程中貨油艙內(nèi)不致形成可燃?xì)怏w。5.甲板總管還與壓載管路連接，以供破艙保護(hù)用，但連接管路上必須設(shè)置雙道閥門或其它鎖閉裝置。7油輪惰氣系統(tǒng)3.2油艙內(nèi)可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸事故的條件分析：(1)可燃石油氣濃度在“爆炸范圍”內(nèi)；(2)有足夠量的氧氣，艙內(nèi)氧氣含量在“臨界點(diǎn)以上”；(3)有引火源，其能量達(dá)到可燃?xì)馊紵枳畹忘c(diǎn)火能量因此，從3方面采取措施防止油艙發(fā)生燃燒爆炸事故：1、控制油艙內(nèi)可燃石油氣濃度。從圖8-1可知，如能控制可燃?xì)鉂舛忍幱诒ㄉ舷抟陨系摹斑^濃區(qū)”，或者處于爆炸下限以下的“稀釋區(qū)”，就不會產(chǎn)生燃燒爆炸。實(shí)際上，要控制油艙內(nèi)可燃?xì)鉂舛龋冀K處于“過濃區(qū)”或“稀釋區(qū)”是很困難的，可操作性難度很大。2、控制引火源的產(chǎn)生?？刂苹鹪匆恢笔怯痛瑯O為重視的控制燃燒爆炸事故的措施，但它有許多不定因素，存在很多不可預(yù)見情況，特別是由于靜電放電產(chǎn)生的引火源而發(fā)生的燃燒爆炸事故，屢見不鮮。因此，單純依靠控制引火源的產(chǎn)生，并不是最安全可靠的措施，不能完全防止油船發(fā)生燃燒爆炸事故。3、控制油艙內(nèi)氧氣含量。如能使油艙內(nèi)氧氣含量保持在“臨界點(diǎn)以下”，使艙內(nèi)氣體狀態(tài)處于“缺氧區(qū)”，這樣無論可燃?xì)鉂舛忍幱诤畏N狀態(tài)，有引火源也不會產(chǎn)生燃燒爆炸。所以，最簡單也最容易實(shí)現(xiàn)的辦法，就是向油艙內(nèi)充注氧氣含量很少的所謂“惰性氣體”，使油艙內(nèi)氧氣含量降低到“臨界點(diǎn)”以下，這樣就可保證油船在任何營運(yùn)狀態(tài)下，油艙內(nèi)氣體氛圍均處于安全區(qū)。3.3船舶各種營運(yùn)狀態(tài)惰性氣體充注1.卸油時惰性氣體的充注裝滿油的貨油艙上部空間，無論是否充滿惰性氣體，油氣濃度都是處于過濃油氣區(qū)域，沒有爆炸的可能性。但在卸油時，艙內(nèi)油氣濃度都有可能進(jìn)入爆炸范圍之內(nèi)。因此，在8油輪惰氣系統(tǒng)卸油過程中，應(yīng)不斷向油艙內(nèi)注入與卸油量容積相等的惰性氣體，防止空氣流入并保證油艙內(nèi)總是處于充滿惰性氣體的狀態(tài)。2.航行中惰性氣體的補(bǔ)充無論是滿載或空載，在航行中都有可能由于某些原因使艙內(nèi)壓力下降到低于大氣壓力，空氣通過呼吸閥流入油艙，即使原來已充滿惰性氣體，但當(dāng)空氣流入時，由于氧氣濃度升高，有可能進(jìn)入爆炸范圍。因此在航行中應(yīng)定期測量艙內(nèi)氧氣濃度，根據(jù)需要向艙內(nèi)充入惰性氣體，保證艙內(nèi)氧氣濃度在8%以下。3.貨油艙內(nèi)壓入和排出壓載水時惰性氣體的充注。4.裝油前惰性氣體的充注。開始裝油時艙內(nèi)氧氣濃度若在11.5%以上如圖8-2中點(diǎn)G1點(diǎn)，隨著貨油不斷地裝入，石油氣濃度逐漸增加最終達(dá)到爆炸上限以上，如圖8-2中M5點(diǎn)，這時，處于“爆炸范圍”以外。然而在裝油過程中，艙內(nèi)氣體狀態(tài)按G1M5線變化，因此裝油初期一段時間內(nèi)，氣體狀態(tài)會處于“爆炸范圍”以內(nèi)。為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，在開始裝油前，油艙內(nèi)必須充注惰性氣體，使油艙內(nèi)氧氣濃度在“臨界點(diǎn)”以下，如圖中G點(diǎn)，則裝油過程中氣體狀態(tài)。5.清洗油艙時惰性氣體的充注許多油船爆炸事故發(fā)生在洗艙時，這時由于洗艙噴射高速流動的水或油，可能將艙內(nèi)構(gòu)件沖擊下落碰撞產(chǎn)生火花，或者由于噴射液流產(chǎn)生靜電引起油氣燃燒而發(fā)生爆炸事故。因此，開始清洗油艙以前，必須測定所有要清洗的油艙內(nèi)氧氣濃度，確認(rèn)氧氣濃度在8%以下，根據(jù)使用的洗艙形式不同按下述兩種方法沖入惰性氣體。9油輪惰氣系統(tǒng)6.除氣作業(yè)時惰性氣體的充注油船進(jìn)廠修理或人進(jìn)入艙內(nèi)檢查，必須除氣，使氧氣濃度達(dá)到19%以上，可燃?xì)鉂舛仍?.05%以下，但如油艙內(nèi)可燃?xì)鉂舛仍?%以上時，開始用新鮮空氣除氣，艙內(nèi)氣體變化就要進(jìn)入爆炸范圍內(nèi)。因此，首先用惰性氣體置換油艙內(nèi)石油氣，當(dāng)油氣濃度達(dá)到4%以下狀態(tài)時，再用新鮮空氣置換，這時氣體狀態(tài)不會進(jìn)入“爆炸范圍”內(nèi)。10油輪惰氣系統(tǒng)3.4船舶惰性氣體裝置組成及工作原理3.4.1惰性氣體裝置類型1、“煙道氣”式惰性氣體系統(tǒng)：目前油輪上基本都使用煙氣式惰性氣體系統(tǒng)。因其有供氣量大，含氧量一般在4%~5%以下，不需額外消耗燃料，成本低，經(jīng)濟(jì)性高的優(yōu)點(diǎn)。其工作原理是柴油機(jī)排出的廢氣經(jīng)廢氣鍋爐后進(jìn)入煙道，由風(fēng)機(jī)將其抽出，先通過煙氣抽氣閥進(jìn)入洗滌塔進(jìn)行冷卻、脫硫和除塵；干凈的煙氣再經(jīng)過除濕器去除煙氣中的水份；然后煙氣被風(fēng)機(jī)打入貨油艙，進(jìn)入貨油艙之前的管路中設(shè)有調(diào)節(jié)閥、甲板水封裝置、單向閥1等。由于煙氣是從柴油機(jī)排出的廢氣中抽取，因而其中的氧氣已基本上被燃燒掉，留下的主要是氮?dú)?，所以是一種惰性氣體。2、

惰性氣體發(fā)生裝置：惰性氣體發(fā)生裝置系統(tǒng)是利用專門的燃燒器燃燒柴油，產(chǎn)生燃?xì)饨?jīng)洗滌塔冷卻、脫硫、除塵和除濕，而后得到高質(zhì)量的惰性氣體。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是所產(chǎn)生的惰性氣體含氧量低（1%~4%）、二氧化硫少、煙塵少。其缺點(diǎn)是需額外消耗燃油，經(jīng)濟(jì)性差，并要設(shè)置專門的燃燒室、燃油泵、燃油柜等設(shè)備，造價高。這種系統(tǒng)適用于沒有大鍋爐的成品油輪。3、

組合式惰性氣體系統(tǒng)：這種裝置是惰性氣體發(fā)生裝置系統(tǒng)的改進(jìn)式，具有多種功能（1）

可用鍋爐的煙氣產(chǎn)生惰性氣體；（2）當(dāng)鍋爐的排煙含氧量過高時，在燃燒室內(nèi)進(jìn)行再燃燒產(chǎn)生含氧量小于5%的惰性氣體；（3）作為惰性氣體發(fā)生裝置，直接燃燒柴油后，得到高質(zhì)量的惰性氣體。11油輪惰氣系統(tǒng)3.4.2惰性氣體裝置主要設(shè)備結(jié)構(gòu)及作用1、

煙氣抽氣閥2、洗滌塔冷卻：在洗滌塔內(nèi)應(yīng)盡量使煙氣溫度降低到接近冷卻海水的溫度。脫硫：盡可能除去煙氣中硫的氧化物（SO2、SO3），設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求脫硫率應(yīng)為90%-95%。除塵：盡量除去煙氣中的煙塵等固體雜質(zhì)，除塵率90%以上。3、甲板水封：是為防止貨油艙內(nèi)可燃性氣體，逆流到洗滌塔和鍋爐內(nèi)的安全裝置。4、鼓風(fēng)機(jī)：一般使用電動離心式風(fēng)機(jī)，風(fēng)量應(yīng)保證最大卸油量時油艙內(nèi)能維持一微小正壓。5、固定式氧氣分析儀（可連續(xù)測定惰性氣體中的氧氣含量）其功用是自動調(diào)節(jié)惰氣風(fēng)機(jī)排氣壓力，使惰氣供氣壓力保持恒定。12油輪惰氣系統(tǒng)3.4.3VLCC惰性氣體系統(tǒng)基本原理圖

13油輪惰氣系統(tǒng)四.貨油透氣4.1貨油透氣的作用：油輪的貨油艙在裝入貨油時油艙內(nèi)的空氣會被擠壓而使貨油艙內(nèi)壓力增加，封入艙內(nèi)的惰性體與油氣通過高速排氣閥排出，使油艙內(nèi)的壓力不超過其本身所能承受的壓力強(qiáng)度。在油船航行中，由于溫度的變化等原因，能使少量油氣、空氣或惰性氣體進(jìn)出貨油艙?？梢酝ㄟ^透氣裝置使艙內(nèi)壓力維持在設(shè)定范圍，保證安全。而卸貨時則是將惰性氣體送入到各貨油艙內(nèi)，使貨油艙免受負(fù)壓。14貨油透氣系統(tǒng)4.2高速透氣閥作業(yè)：⑴裝載貨油時，使艙內(nèi)大量油氣或惰性氣體排出，蒸發(fā)氣混合物垂直向上排出，使壓力維持在正常水平⑵真空吸入閥當(dāng)油船在卸載貨油時，當(dāng)使用惰性氣體補(bǔ)充時，真空閥應(yīng)自動關(guān)閉，在油船航行中，由于溫度降低艙內(nèi)負(fù)壓超過設(shè)定值，可以吸入空氣，吸入口在貨油艙甲板1.5米以上。a.高壓排出15b.高壓排出貨油透氣系統(tǒng)4.3透氣管進(jìn)出口位置和高度要求由于油船甲板部分為危險區(qū)域，而從透氣管中排出的氣體都含有一定濃度的油氣，因而透氣管的位置和高度是有嚴(yán)格要求的，具體要求如下：1.透氣出口位置和高度：⑴采用自由流通排氣方式時，其出口應(yīng)布置在貨油艙甲板以上，且不小于6m；或當(dāng)其出口位于步橋范圍以內(nèi)4m時，則應(yīng)位于前后步橋以上且不小于6m；⑵采用高速排氣方式時，排氣出口應(yīng)布置在貨油艙甲板以上且不小于2m處。⑶不管哪種透氣方式，透氣出口均應(yīng)離開含有火源的圍蔽處所的最近進(jìn)氣口和開口以及可能構(gòu)成著火危險的甲板機(jī)械和設(shè)備的水平距離均不小于10m。2.透氣管進(jìn)口布置：⑴對裝有惰性氣體的油船，透氣管進(jìn)口盡可能遠(yuǎn)離惰性氣體入口。⑵透氣管進(jìn)口應(yīng)自貨油艙的最高部位引出。⑶對于裝有惰性氣體的油船，推薦透氣管進(jìn)口盡量布置在油艙的中心附近。16貨油透氣系統(tǒng)五.貨艙監(jiān)測隨著船舶自動化程度和對安全航行要求的提高，油船上目前設(shè)置了各種形式的貨油艙液位（高位與溢出）、溫度、壓力等.

17貨油監(jiān)測系統(tǒng)5.1雷達(dá)式貨油艙液位遙測系統(tǒng)：5.1.1工作原理：是由雷達(dá)發(fā)射器發(fā)出電波，到達(dá)液體表面后反射到發(fā)射器的接收器，根據(jù)電波來回所花費(fèi)的時間，經(jīng)過處理可以換算成液貨艙內(nèi)液位的高度。該系統(tǒng)無任何部件與貨油接觸（油船用雷達(dá)發(fā)射器不伸入油艙），能在甲板上對其維修，測量精度高（±5mm），測量不受貨油溫度和密度的影響，且功能齊全。因此，適用于載運(yùn)各種貨油的貨油艙，特別是大中型油船。功能：雷達(dá)貨油監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能：貨油艙液位高度；貨油溫度及溫度極限報警；惰性氣體壓力及壓力極限報警；高低液位報警；高高、低低液位報警；貨油質(zhì)量、貨油體積；單位換算等。5.1.2安裝注意事項(xiàng)：1、注意安裝位置符合“國際航運(yùn)公會(ICS)-直升機(jī)船舶協(xié)同作業(yè)指南”要求。2、注意船體結(jié)構(gòu)是否符合雷達(dá)安裝要求。3、對于需要布置加熱盤管的油艙注意符合雷達(dá)安裝要求。4、附件焊接工藝符合雷達(dá)安裝要求。5、雷達(dá)輻射測量底部不要在吸口或者注入口，保證液體穩(wěn)定，測量準(zhǔn)確。

18貨油監(jiān)測系統(tǒng)

19貨油監(jiān)測系統(tǒng)2.國際航運(yùn)公會(ICS)—直升機(jī)/船舶協(xié)同作業(yè)指南

20貨油監(jiān)測系統(tǒng)6.1貨油裝卸站布置要求

1、

對于國際航行的油船，貨油裝卸站的設(shè)計應(yīng)符合OCIMF（石油公司國際航運(yùn)論壇）的要求，其包括了法蘭的標(biāo)準(zhǔn)、通岸接頭的數(shù)量、規(guī)格、布置位置要求、閥附件的材料等等，具體應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行，下圖為1.6萬~2.5萬噸油輪加油站部分要求說明。21貨油裝卸系統(tǒng)2、裝卸油管之間的間距A及燃油裝注管和貨油裝注管之間的間距B應(yīng)按表：3、異徑接頭的配置數(shù)量應(yīng)管按表4.1.2。閥、短管及異徑接頭的法蘭應(yīng)符合B.S.1560（英國標(biāo)準(zhǔn)）或ANSIB16.5（美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會）的標(biāo)準(zhǔn)。

22船的噸位/DWTAB注16000~25000≥對不足16000DWT的油船,A應(yīng)按船的尺寸、裝卸要求及油碼頭的設(shè)備具體決定.25001~60000≥≥60001~160000≥大于160000≥船的噸位DWT固定安裝備

用大端小端數(shù)量大端小端數(shù)量小端數(shù)量小端數(shù)量16000~25000按貨油總管12″81