日照港超大型船舶主機(jī)失控的預(yù)防舉措

2016-12-01 01:03:40田峰

港口經(jīng)濟(jì) 2016年7期

關(guān)鍵詞：日照港拖輪散貨船

田峰

（日照港引航站山東日照 276826）

日照港超大型船舶主機(jī)失控的預(yù)防舉措

田峰

（日照港引航站山東日照 276826）

近年來(lái)船舶尺寸及噸位的大型化已呈現(xiàn)常態(tài)化發(fā)展趨勢(shì)，超大型船舶操縱性能的改變，對(duì)船舶的引航工作提出了新的挑戰(zhàn)。本文就超大型船舶主機(jī)失控預(yù)防及對(duì)策進(jìn)行探討。

超大型船舶；主機(jī)失控；預(yù)防；對(duì)策

日照港位于山東半島以南，港闊水深，不凍不淤，是我國(guó)重要的對(duì)外開(kāi)放口岸，也是我國(guó)的深水大港之一。2003年1月開(kāi)工建設(shè)礦石碼頭，礦石碼頭位于東港區(qū)的南段，岸線總長(zhǎng)772米。工程第一階段建設(shè)25萬(wàn)噸級(jí)和35萬(wàn)噸級(jí)泊位各一個(gè)，設(shè)計(jì)水深分別為-20.5米和-24.5米，可?？?5萬(wàn)噸級(jí)以下的超大型船舶。目前，日照港的超大型船舶多數(shù)靠泊于石臼港區(qū)東10#和東11#泊位，兩個(gè)泊位建成投產(chǎn)以來(lái)，累計(jì)靠泊超大型船舶5000余艘次，但是在引航過(guò)程中，也發(fā)生了多起船舶主機(jī)失控情況，雖然通過(guò)應(yīng)急處理化險(xiǎn)為夷，但也應(yīng)引起足夠重視。

一、日照港礦石碼頭概況

1.航道情況

總長(zhǎng)度：7746米，其中101#/102#～111#/112#長(zhǎng)度為6000米，走向?yàn)?97°/117°；111#/112#～113#/114#長(zhǎng)度為890米，走向?yàn)?06°/126°；113#/114#～115#長(zhǎng)度為852米，走向?yàn)?37°/157°；115#-11#泊位之間長(zhǎng)度為345米，走向?yàn)?11°/191°，航道水深：18米。

2.泊位情況

（1）東10#泊位：泊位長(zhǎng)度：380米，泊位水深：-20.5米，泊位寬度：120米，港池水深：18米，泊位走向：011°/191°。（2）東11#泊位：泊位長(zhǎng)度：392米，泊位水深：-20.5米，泊位寬度：120米，港池水深：-18米，泊位走向：011°/191°。

圖1 日照港30萬(wàn)噸級(jí)散貨泊位

二、超大型船舶操縱特點(diǎn)及失控預(yù)防舉措

1.超大型船舶的操縱特點(diǎn)

（1）質(zhì)量大慣性大。超大型船在滿載時(shí)即使低速航行，仍具有很大的動(dòng)量，因此靠泊時(shí)要嚴(yán)格控制靠泊速度和靠泊角度，靠泊速度應(yīng)控制在5cm/s以下，靠泊角度應(yīng)小，最好平行靠泊。（2）制動(dòng)效果差。單位排水量的主機(jī)功率遠(yuǎn)比一般船舶低，因而啟動(dòng)、制動(dòng)、控制船舶的能力遠(yuǎn)比一般船舶差，停車沖程較一般船舶大得多，耗時(shí)也比較長(zhǎng)。（3）船型肥大粗短。方型系數(shù)多高于0.8，K值和T值均較大，也就是說(shuō)船舶具有良好的旋回性，但航向穩(wěn)定性和追隨性差。（4）船舶尺度大。淺水效應(yīng)和岸壁效應(yīng)均較突出，淌航中喪失舵效的時(shí)刻出現(xiàn)得較早，港內(nèi)航行時(shí)要經(jīng)常用微進(jìn)車來(lái)保持舵效，尤其在滿載時(shí)舵來(lái)得較慢，其惰性顯露無(wú)疑，因此要早用舵早回舵，用大舵角。（5）受流明顯。由于吃水大，水線下受流面積大受流的影響大，航道上航行時(shí)應(yīng)充分估計(jì)流的影響。（6）超大型船倒車時(shí)其船首偏轉(zhuǎn)方向具有不確定性。一般右旋漿船在倒車時(shí)受沉深橫向力的作用，應(yīng)表現(xiàn)為船首向右偏轉(zhuǎn)，但滿載超大型船則不一定右偏，他有朝著初始旋轉(zhuǎn)方向繼續(xù)偏轉(zhuǎn)的特性，這可能是由于淺水效應(yīng)、岸壁效應(yīng)、流水等綜合影響的結(jié)果。

2.超大型船舶的失控原因

日照港礦石碼頭由于自然條件限制，船舶淌航距離相對(duì)不足，從進(jìn)入港池至東9#泊位南段約有800米的深水區(qū)域可利用。船舶進(jìn)入防波堤后，又有幾個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)，大船不能過(guò)早停車，尤其是船舶舵效不好獲轉(zhuǎn)向時(shí)機(jī)不合適導(dǎo)致船位不理想時(shí)，更不能停車淌航，甚至要短暫加車來(lái)提高舵效，導(dǎo)致船速不能得到有效控制，此時(shí)若主機(jī)失控導(dǎo)致倒車不來(lái)，極易出現(xiàn)危險(xiǎn)情況。

（1）一些超期營(yíng)運(yùn)、設(shè)備破舊、本該淘汰的老齡船舶船公司出于經(jīng)濟(jì)利益的考慮，延期運(yùn)營(yíng)，船舶安全性存在問(wèn)題。（2）船公司疏于安全管理，安全投入不足，船舶動(dòng)力設(shè)備和應(yīng)急設(shè)備系統(tǒng)失養(yǎng)失修情況嚴(yán)重，使船舶動(dòng)力設(shè)備和應(yīng)急設(shè)備存在缺陷。（3）由于通航密度的增加，以及復(fù)雜航區(qū)段通航環(huán)境的不利因素，經(jīng)常需要頻繁換向操作主機(jī)，使壓縮空氣瓶中的氣壓過(guò)低，從而使主機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。（4）船員對(duì)船舶動(dòng)力設(shè)備和應(yīng)急設(shè)備的沒(méi)有及時(shí)維修、養(yǎng)護(hù)，對(duì)設(shè)備的使用和操作不熟練。

3.預(yù)防舉措

（1）在引航過(guò)程中必須隨時(shí)做好應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況的準(zhǔn)備工作，尤其是在通航環(huán)境復(fù)雜、船舶老舊等情況下，要備有應(yīng)急預(yù)案，提前考慮到可能發(fā)生的情況。引航員從接到任務(wù)開(kāi)始，就要根據(jù)被引船的資料、聯(lián)系情況、船容船貌等情況及時(shí)調(diào)查、掌握船員情況、保養(yǎng)情況，了解船舶設(shè)備的可靠性。

（2）與船長(zhǎng)進(jìn)行全面具體的信息交流，充分了解船舶性能及操縱特性，充分關(guān)注船舶資料，尤其是主機(jī)馬力、空氣壓力等細(xì)節(jié)，一些船長(zhǎng)可能出于保護(hù)船東利益的角度，隱瞞設(shè)備存在的缺陷，對(duì)此有必要提前實(shí)地考察船舶及設(shè)備狀況，做到心中有數(shù)。

（3）備好雙錨，盡早帶好拖輪，引航員處于應(yīng)急狀態(tài)，充分做好準(zhǔn)備，以便及時(shí)利用拖輪協(xié)助減速。

（4）船舶靠泊過(guò)程中應(yīng)留有余地，盡早控制進(jìn)港速度，減少用車次數(shù)。

（5）按《國(guó)際海上避碰規(guī)則》規(guī)定顯示號(hào)燈、號(hào)型；加強(qiáng)了望并使用VFH發(fā)布通告，提醒來(lái)往船舶注意安全。

三、超大型船舶主機(jī)失控時(shí)的應(yīng)急對(duì)策

1.超大型船舶靠泊拖輪配置。超大型船舶進(jìn)靠日照港礦石碼頭過(guò)程中，絕大多數(shù)主機(jī)失控都發(fā)生在船舶進(jìn)入港池進(jìn)行倒車控速時(shí)，此時(shí)如果主機(jī)失控，倒不出車來(lái)，在處置不當(dāng)?shù)那闆r下船舶將面臨擱淺的危險(xiǎn)。超大型船舶一旦失控，主要依靠拖輪來(lái)制動(dòng)，此時(shí)拖輪的重要性就尤為凸顯。由于此泊位水域受限，淌航距離相對(duì)不足，通常情況下需5艘拖輪協(xié)助，配置情況如圖2所示。

圖2 超大型船舶配置拖輪的分布情況

2.船舶發(fā)生失控時(shí)，首先要沉著冷靜，立刻查看原因，檢查船位、航速、航向以及輔助拖輪位置，充分了解船舶性能、可航水域、天氣海況（如強(qiáng)風(fēng)、涌浪）對(duì)拖輪效能發(fā)揮的影響以及周圍船舶動(dòng)態(tài)，及時(shí)作出準(zhǔn)確判斷、把控局面。綜合考慮后采取最適合的應(yīng)急措施，在得到船長(zhǎng)許可的情況下，一旦做出決定要果斷實(shí)施，切忌猶豫不決。

3.及時(shí)請(qǐng)求引航值班室以及交管中心協(xié)助。在緊急情況下，引航員的首要任務(wù)是掌握情況并采取措施，及時(shí)聯(lián)系引航值班室和交管中心協(xié)助解決，可以使引航員專注于應(yīng)急操作，降低事故發(fā)生的概率。

4.要求船長(zhǎng)盡量與機(jī)艙保持聯(lián)系，問(wèn)明原因，并詢問(wèn)主機(jī)恢復(fù)正常的時(shí)間范圍，同時(shí)向引航站和海事部門匯報(bào)，等候進(jìn)一步指示。

四、拖輪制動(dòng)時(shí)間和距離計(jì)算

船體所受水阻力與相對(duì)流速的平方成正比，大型船舶低速時(shí)所受水阻力明顯減小，水阻力對(duì)船產(chǎn)生的加速度也會(huì)變的很小，超大型船舶速度衰減很慢，這樣用拖輪制動(dòng)會(huì)起到較好的降速效果。假設(shè)拖輪的倒車?yán)椋偈侵本€下降的，則船舶動(dòng)能都消耗于拖輪向后的拉力做功：

式中：（m+mX）為船舶和5艘拖輪總的質(zhì)量和附加質(zhì)量（t）；v1為使用拖輪制動(dòng)時(shí)船舶初始速度（m/s）；v2為拖輪制動(dòng)一段時(shí)間后的船舶速度（m/s）；TP為拖輪的倒車?yán)Γ╰）；tS為拖輪制動(dòng)時(shí)間（s）；K為船舶虛質(zhì)量系數(shù)，取1.07；g為重力加速度。

船舶淌航動(dòng)量與拖輪倒車沖量相等，即

（3）（m+mX）（v1-v2）＝TPS

以20萬(wàn)噸級(jí)和30萬(wàn)噸級(jí)散貨船為例，計(jì)算在5艘拖輪（5000hp）全速制動(dòng)下船舶最大初始速度、制動(dòng)距離和制動(dòng)時(shí)間。

ZP拖輪倒車?yán)臼沁M(jìn)車推力的90%-95%、拖輪在作業(yè)過(guò)程中不可能發(fā)揮額定功率值、實(shí)際拖輪拖力或拉力約為額定功率的85%。該類型拖輪每100馬力提供的推力約為1t（來(lái)源于操縱課本），則5000匹馬力拖輪進(jìn)車推力和倒車的拉力分別為：

（5000÷100）×1×0.85=42.5t

（5000÷100）×1×90%×0.85=38.25t

圖2所示的5艘拖輪配置起全速制動(dòng)時(shí)總拖力為：42.5t+38.25t+3×38.25×0.707=161.88t

1.20萬(wàn)噸級(jí)散貨船制動(dòng)初始速度與制動(dòng)時(shí)間的計(jì)算

本文以靠泊日照港東10#30萬(wàn)噸級(jí)泊位為例，一般靠泊該泊位減速距離約500米，考慮從主機(jī)失控到拖輪全部到位并發(fā)揮作用還需要一段時(shí)間，因此拖輪實(shí)際制動(dòng)距離約為400米左右。20萬(wàn)噸級(jí)散貨船，由5艘拖輪全速制動(dòng)，在400米前進(jìn)距離上使船速?gòu)膙降至0時(shí)，制動(dòng)距離計(jì)算過(guò)程為：