激光靠泊系統(tǒng)在大型原油碼頭的拓展應(yīng)用

孫天高

摘 要：隨著國(guó)內(nèi)原油需求量的不斷增加，原油進(jìn)口量增加迅猛，原油碼頭船舶進(jìn)港頻率在不斷增多，在提高船舶原油接卸效率的同時(shí)，如何更好地確保安全生產(chǎn)，是值得特別重視的課題。該文以天津港實(shí)華原油碼頭有限公司為例，簡(jiǎn)述了油輪靠泊過程中重點(diǎn)需要注意的幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，輸油臂在接口和分離時(shí)需要引起特別重視的部分，闡述了激光靠泊儀發(fā)展歷程和功能原理，較詳細(xì)地講述了激光靠泊系統(tǒng)如何融入輸油臂偏角報(bào)警問題和方法，解決了船舶在整個(gè)原油接卸過程中輸油臂偏角過大帶來(lái)的隱患和危害。

關(guān)鍵詞：碼頭 激光靠泊儀 輸油臂 緊急脫離 浮動(dòng)狀態(tài)

中圖分類號(hào)：TN914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（c）-0119-02

1 碼頭概況

天津港實(shí)華30萬(wàn)t級(jí)原油碼頭是京津冀地區(qū)最大的人工深水碼頭，是天津市重點(diǎn)工程也是天津港深水大港標(biāo)志性工程，年設(shè)計(jì)接卸原油能力為2 000萬(wàn)t。碼頭為高樁臺(tái)結(jié)構(gòu)型式，總長(zhǎng)468 m，共9個(gè)墩臺(tái)，呈蝶形布局，其中：1個(gè)工作平臺(tái)，2個(gè)靠船墩，6個(gè)系纜墩，碼頭前沿港池水深設(shè)計(jì)標(biāo)高-22.5 m。能夠?？孔鳂I(yè)30萬(wàn)t級(jí)和兼靠10萬(wàn)t以上油輪。

2 油輪在靠離泊過程中系/解纜流程和要求

在船舶駛?cè)敫鄢厍?，在預(yù)定的泊位上按規(guī)定放置好信號(hào)標(biāo)識(shí)，白天為藍(lán)格旗、紅旗，夜間為紅燈、綠燈。在夜間靠泊時(shí)，提前打開靠泊用的探照燈。船方拋下引纜繩后，一人在引纜時(shí)，由另外一人操作絞纜機(jī)轉(zhuǎn)換開關(guān)，迅速將引纜繩系在絞纜機(jī)上，然后打開電源開關(guān)，纜繩帶到合適位置后，切斷電源，把纜繩掛到脫纜鉤上，拉拽纜繩時(shí)與船方配合好，按船方要求掛系合適的系纜鉤，并使纜繩拉力松緊適度，插上鎖緊機(jī)構(gòu)。解纜時(shí)，按船方要求分別從船首船尾依次解掉各部位纜繩，解纜時(shí)注意纜繩慣性，謹(jǐn)防彈蹦到操作人員身上。

3 輸油臂接口和分離操作要領(lǐng)

船舶靠好后，具備作業(yè)條件了，開始連接輸油臂。輸油臂控制系統(tǒng)有4種操作方法：手動(dòng)操作、電控操作、遙控操作、應(yīng)急操作。操作前，檢查液壓缸液壓油液位應(yīng)在規(guī)定的液面以上，油溫不能超高。液壓總站過濾器指示表應(yīng)在正常工作范圍內(nèi)，如指示在紅色范圍內(nèi)，須立即清洗或更換過濾器濾芯。液壓分站截止閥不能作為截流閥使用，輸油臂在接口或分離時(shí)應(yīng)處于全開狀態(tài)。液壓電機(jī)在輸油臂操作過程中不允許停機(jī)，同時(shí)輸油臂不準(zhǔn)處于浮動(dòng)態(tài)。輸油臂在油輪原油接卸過程中一定要處于浮動(dòng)狀態(tài)。

4 激光靠泊系統(tǒng)的發(fā)展歷程和應(yīng)用

隨著世界海運(yùn)船舶的大型化，大型船舶靠泊時(shí)，由于其體積龐大、噸位巨大、速度過快、慣性過大、角度過大，造成碼頭接卸設(shè)施和船舶受損的事故時(shí)有發(fā)生，僅靠船舶引航員的直觀經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)很難保證船舶靠泊安全。為了更好地避免船方和碼頭設(shè)施的遭受傷害，在10萬(wàn)t以上的大型碼頭上，配備監(jiān)測(cè)船舶靠泊距離和速度的設(shè)備就成為必要?？坎窗踩o助設(shè)備經(jīng)歷了聲吶技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)和激光技術(shù)。激光靠泊系統(tǒng)由于其性能出眾，可靠性高，捕捉船舶行動(dòng)信息精準(zhǔn)，提高了船舶靠泊速度和質(zhì)量，保護(hù)了船岸設(shè)施，為碼頭的安全生產(chǎn)起到了保駕護(hù)航的安全支撐作用，已在天津港實(shí)華原油碼頭得到較好地應(yīng)用。

激光靠泊系統(tǒng)是一種在碼頭作業(yè)中引導(dǎo)大型船舶靠泊的安全輔助系統(tǒng)。它依靠激光測(cè)距的工作原理，結(jié)合碼頭環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備為船舶靠泊、離泊提供必要的參考數(shù)據(jù)。可以大大提高船舶?？堪踩禂?shù)和靠離泊效率，保障碼頭設(shè)施及船舶安全，已成為國(guó)內(nèi)外港口大型原油碼頭必須具備的裝備。

5 激光靠泊系統(tǒng)的組成原理以及各項(xiàng)功能

激光靠泊系統(tǒng)其實(shí)就是：激光靠岸系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的聯(lián)合應(yīng)用。

靠岸系統(tǒng)是通過一對(duì)激光探頭能準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)船舶的靠速、船舶首尾的接岸距離、船體與碼頭前沿線的夾角，船舶在帶纜狀態(tài)下的漂移信息等。

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用各種環(huán)境探測(cè)器，結(jié)合碼頭作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的工況環(huán)境，通過相關(guān)環(huán)境檢測(cè)儀器采集作業(yè)周圍區(qū)域的各種環(huán)境信息，如：風(fēng)速風(fēng)向、大氣溫度濕度、水流方向，潮汐變化情況等。

碼頭在投產(chǎn)時(shí)安裝了一套英國(guó)引進(jìn)的激光靠泊系統(tǒng)。系統(tǒng)在前沿現(xiàn)場(chǎng)，利用安裝在靠船墩上的二個(gè)平行相距98 m的激光探頭，探測(cè)船舶上前后二點(diǎn)的離岸距離，根據(jù)一定時(shí)間間隔的不同距離計(jì)算出船舶速度，根據(jù)二點(diǎn)的距離計(jì)算出船舶與碼頭的角度。安裝在1#系纜墩的潮位波浪探頭和流速流向探頭，探測(cè)潮位波浪流速流向，安裝在工作平臺(tái)操作間上的測(cè)風(fēng)儀，監(jiān)測(cè)風(fēng)速風(fēng)向等環(huán)境數(shù)據(jù)。如果周圍環(huán)境惡劣，不適于船舶靠泊和作業(yè)，啟動(dòng)安全報(bào)警。在系纜繩的纜鉤上配置纜繩張力監(jiān)測(cè)裝置和快速脫纜裝置，還配置了船舶漂移實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)功能，當(dāng)船舶在靠泊結(jié)束進(jìn)入原油接卸狀態(tài)后，開啟“漂移監(jiān)測(cè)狀態(tài)”能讓碼頭工作人員直接地了解船舶與碼頭的動(dòng)態(tài)距離，對(duì)其進(jìn)行不同角度、速度報(bào)警設(shè)定后，當(dāng)距離超出設(shè)定的限值后會(huì)發(fā)出報(bào)警，提醒工作人員及時(shí)做出適當(dāng)處理。

系統(tǒng)在中控調(diào)度室利用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，連接上現(xiàn)場(chǎng)探頭和傳感器采集的數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)將自動(dòng)捕捉、識(shí)別、跟蹤靠岸船舶，顯示和控制監(jiān)測(cè)過程，處理和記錄船舶靠泊數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)碼頭船舶激光靠泊數(shù)據(jù)以及環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、顯示報(bào)警和記錄。

在登船梯上還安裝有LED顯示大屏，將船舶靠泊速度、船岸距離和夾角顯示在大屏上，為船舶引航員提供安全有力的靠泊保障。

6 油輪在接卸過程中輸油臂可能會(huì)出現(xiàn)的危害情況

為什么還要再進(jìn)行功能擴(kuò)展集成呢？天津港實(shí)華原油碼頭2008年11月投產(chǎn)，安全運(yùn)行2 700 d，接卸船舶540艘次，接卸原油8 100萬(wàn)t。居安思危！通過這么多年的運(yùn)行應(yīng)用，也發(fā)現(xiàn)了威脅到安全生產(chǎn)的因素和問題，譬如說(shuō)在船舶接卸過程中，隨著原油的外輸，船舶的吃水會(huì)減少，而且是船頭上翹船尾下沉的不平衡漂移，隨著漲潮落潮的波動(dòng)吃水也會(huì)波動(dòng)，纜繩的拉力和松緊也會(huì)不斷變化。這些變化如果不能及時(shí)調(diào)整纜繩拉力，將會(huì)帶來(lái)船舶漂移過大，從而導(dǎo)致輸油臂偏角過大，雖然輸油臂在原油接卸中是設(shè)定在“浮動(dòng)狀態(tài)”，但是輸油臂偏角超過極限范圍，輸油臂就會(huì)“緊急脫離”?！熬o急脫離”裝置處理不及時(shí)將會(huì)有可能拖倒輸油臂，造成原油泄漏和碼頭設(shè)施傷害事故。

7 輸油臂偏角報(bào)警解決方案

所以說(shuō)非常有必要在激光靠泊系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，把輸油臂偏角和輸油臂偏角報(bào)警引入激光靠泊系統(tǒng)應(yīng)用中來(lái)。原本的輸油臂只有輸油臂現(xiàn)場(chǎng)偏角指示，沒有輸油臂偏角報(bào)警和報(bào)警遠(yuǎn)傳。通過分析研討，把輸油臂偏角指示機(jī)構(gòu)經(jīng)過角度轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成電訊號(hào)傳送到操作間和中控調(diào)度室。一旦輸油臂左右偏角超過4°，就會(huì)在前沿操作間和中控調(diào)度室有聲音報(bào)警，警示操作人員和船甲板水手及時(shí)調(diào)整纜繩拉力和輸油臂偏角。

8 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，油輪在靠離泊過程中，從船舶接靠過程到帶纜、系纜過程，再到靠好后的輸油臂連接，以及原油接卸的整個(gè)流程，每一個(gè)環(huán)節(jié)，都必須準(zhǔn)確到位，才能確保油輪的接卸安全高效。激光靠泊系統(tǒng)從船舶進(jìn)港到離港，都起到了非常關(guān)鍵的安全輔助作用，安全生產(chǎn)對(duì)于任何企業(yè)來(lái)講都是一個(gè)永恒的話題。利用激光靠泊系統(tǒng)這個(gè)平臺(tái)，加入輸油臂偏角報(bào)警，讓船舶在靠離泊和接卸的整個(gè)過程都得到了強(qiáng)有力安全保障。在經(jīng)過近一年的應(yīng)用效果非常好，受到公司上下一致地歡迎和好評(píng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 方愛東，潘海濤，姜俊杰，等.大型原油碼頭設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新[J].水運(yùn)工程，2011（9）：105-109.

[2] 陳臻.如何提高大型油輪裝缷效率為石化碼頭作業(yè)提速[J].中國(guó)水運(yùn)，2011，11（5）：35-36.