防止大型油轮烟灰排放入海的对策

傅毅能 尤建东

摘要：文章从国际公约、国际和国内法规对油轮惰性气体系统的相关规定出发，结合2起大型油轮惰性气体系统排放烟灰入海的案例，提出防止类似大型油轮事件再次发生的对策。

关键词：大型油轮;情性气体系统;洗涤塔;烟灰排放;对策

0 引言

绿色发展，节约集约，低碳环保，强化节能减排和污染防治是“交通强国建设纲要”的重要组成部分。严格执行国家和地方污染物控制标准及船舶排放区要求，推进船舶、港口污染防治。

向油轮货舱中充惰是根据“可燃气体在含氧量低于11%体积比的大气环境中不能燃烧”原理，所以，防止货油舱起火或爆炸的方法之一就是保持含氧量低于这一水平。惰性气体系统是保证油轮安全有效操作的重要设备。它是将设备产生的惰气经过处理合格后输送到各个货油舱中，以降低舱气的含氧量，从而达到安全操作目的。为了留有一定的安全余地，一般以8%的含氧量在任何环境条件下舱内烃气/空气的混合气体不会燃烧为标准。国际公约、国际及国内法则对油轮惰性气体系统均作出了详细规定。

1 2起大型邮轮排放烟灰入海事件简介

1.1 “戴蒙德”（ DIAMONO）轮排放烟灰入海事件简介

（1）船舶基本数据（见表1）

（2）事件简介

该轮于2016年3月19日靠宁波大榭实华码头卸油。作业期间，船舶左舷约O.lm3烟灰经洗涤塔出舷外阀入海，造成码头局部水域污染，受到海事部门的处罚。码头监控显示情况见图1、图2、图3、图4。

1.2 “布拉达先锋”（PLATA PIONEER）轮排放烟灰入海事件简介

（1）船舶基本数据见（表2）

（2）事件简介

该轮于2016年3月22日靠宁波大榭实华码头卸油。作业期间，船舶左舷约O.hr13烟灰经洗涤塔出舷外阀入海，造成码头局部水域污染，受到海事部门的处罚。码头监控显示情况见图5、图6。

2 对烟灰排放入海事件的分析

经宁波大榭海事处执法人员登轮询问、调查以及现场查看相关记录与相关设备取证分析，烟灰排放入海事件的主要原因如下：

（1）2艘船舶均为大型油轮，且船龄都在10年以上，洗涤塔水均是直接排出舷外;

（2）锅炉燃烧质量差，烟囱冒黑烟，烟气质量明显下降;

（3）锅炉至洗涤塔烟道内壁积灰过多，船舶对烟道内壁基本不进行清洁维护;

（4）船龄偏大，长期保养不到位;

查阅船舶日常保养记录、定期/年度/坞修修理记录，无论是日常保养，还是定期，年度/坞修保养均存在缺乏对其清洁;

（5）近期对锅炉的日常保养中并未进行有效吹灰。锅炉吹灰时，还存在烟道隔离阀关闭不严/自动关闭不够及时的现象;

（6）船舶在港作业期间，甲板部和轮机部的值班人员未及时观察锅炉的烟色与洗涤塔水柜内水的清洁情况。

3 船舶惰性气体系统

3.1 国际公约、国际与国内规则的相关规定

国际海事组织《1974国际海上人命安全公约》（SOLAS1974）、《国际消防安全系统规则》（FSS）与中华人民共和国海事局《船舶与海上设施法定检验规则》（国内航行海船法定检验技术规则）对油轮惰性气体系统均提出了相同的相关规定。

中华人民共和国海事局《船舶与海上设施法定检验规则》（国内航行海船法定检验技术规则2011版）第4篇第2—2章构造防火、探火与灭火4.液货船的消防安全措施“4.14惰性气体系统”中的下列规定。

（1）“在4.14.1 -般要求”中规定，包括污油舱在内的液货舱，惰性气体系统的设汁、构造和试验均应符合其设汁和操作应能使并保持液货舱内的大气在任何时候不能燃烧，但当这种舱需要除气时除外。该系统还应能满足下列规定：

①降低每一个液货舱气的含氧量，使其空液货舱惰性化，达到不能支持燃烧的水平;

②在港内停泊和海上航行的任何時候，保持任一液货舱内任一部分舱气的含氧量（以体积汁算）不超过8%，并保持正压;但当需要对液货舱除气时除外;

③在正常作业中空气不得进入液货舱;但当需要对液货舱除气时除外;

④驱除空液货舱内的碳氢化合物气体，使随后除气工作时不会在舱内产生易燃气体。

（2）在“4.14.2惰性气体成份要求”中规定，惰性气体来源可以是主或辅助锅炉的经过处理的烟道气体。该系统应能以船舶最大卸油率的125%的速率（以体积计算）向液货舱输送惰性气体;该系统以所需的任一流速向液货舱输送惰性气体时，在惰性气体供气总管内的含氧量（以体积汁算）应不超过5%。并且“洗涤塔”应满足下列规定：

①应装设烟道气体洗涤塔，使其有效地冷却至本章4.14.2 （1）②和③所规定的全部气体并清除其中固体颗粒和硫的燃烧产物。

②应装设过滤器或等效设施，以减少被带到惰性气体鼓风机里去的水量;

③洗涤塔应位于所有液货舱、液货泵舱和将这些处所与A类机器处所分隔开的隔离空舱的后方。

（3）在“4.14.3安装要求”中对“系统的安全措施”有如下规定：在锅炉烟道与气体洗涤塔之间的惰性气体供气总管上应装设烟道气体隔离阀。这些阀应设有指示阀开闭状态的装置，采取措施使它们保持气密，使阀座避免烟灰污染。应设有装置用来确保烟道气体隔离阀开启时锅炉吹灰器不能工作。

为防止烟道气体泄漏，洗涤塔和鼓风机连同有关管系和附件的设汁和布置应予以特别考虑，以防止烟道气体泄漏到围闭处所之内。为了安全维修，在烟道气隔离阀与洗涤塔之间，或在洗涤塔的烟气入口处，应装设1个附加水封装置或其他防止烟气渗漏的有效设备。

（4）在“4.14.4运行和控制要求”中规定，对于烟道气体型和情性气体发生器型的惰性气体系统，均应装设声光报警，以显示烟道气体洗涤塔的水压低或流量低和烟道气体洗涤塔内的水位高。

3.2船舶惰性气体的来源、组成与流程

3.2.1惰性气体来源

惰性气体来源主要有3个方面：

（1）船舶锅炉排出的废气。该气体经冷却除尘和除去水蒸汽即可成为惰性气体，这是最为经济的来源。也是目前船舶所用情性气体的主要方式;

（2）独立惰性气体发生器;

（3）装有二次燃烧装置的燃气轮机。

3.2.2惰性气体系统组成

惰性气体系统由3个部分组成：

（1）惰性气体产生部分：包括烟道取气阀、洗涤塔、风机和压力调节阀;

（2）惰性气体隔离部分：包括甲板水封、止回阀和甲板隔离阀;

（3）惰性气体分配部分：包括甲板惰性气体主管、分支管和入舱阀。

3.2.3惰性气体系统的流程

锅炉排出的高温烟气送入洗涤塔和除湿器进行洗涤、冷却和除湿，然后由风机加压，调节后经甲板水封、止回阀、甲板隔离总阀到惰性气体总管，再由进舱分支管送至各油舱。

洗涤塔（ SCRUBBER）的功用：具有冷却、除硫、除尘作用，即通过海水冷却、洗涤来清除锅炉烟气中的固体颗粒和硫的燃烧产物。上面设置的安全保护装置有：

（1）高水位报警装置：当洗涤塔水位高于设定值，出现高水位报警时，将切断洗涤塔海水泵及惰性气体系统的运转;用于防止海水倒流进锅炉烟道。

（2）海水低流量报警保护装置：当洗涤塔海水流量低于设定值，出现海水流量低报警时，将停止惰性气体系统的运转;

（3）海水低压报警保护装置：当洗涤塔海水压力低于设定值，出现海水低压报警时，将停止惰性气体系统的运转;

（4）烟道取气阀（烟道气体隔离阀）：装于锅炉烟囱和洗涤塔之间，可在货控室内远距离操作，应设有装置用来确保烟道气体隔离阀开启时锅炉吹灰器不能工作。当系统不工作或不充惰时，该阀处于关闭状态。

4“布拉达先锋”（PLATA PIONEER）轮的惰性气体系统简介

4.1该轮惰性气体系统主要由：两台辅锅炉产生烟气一经洗涤塔冷却、过滤、干燥一由2台鼓风机将合格的惰性气体一甲板水封一送入各个舱室。

4.2 “布拉达先锋”轮洗涤塔内水与内壁的污脏情况，分别见下图7、图8。

5相关对策

船舶锅炉按其结构分为“烟管锅炉”与“水管锅炉”，按其用途分为主或辅助锅炉，其烟道气体经过处理是油轮惰性气体的来源。

5.1 加强锅炉运行中的管理

5.1.1控制锅炉燃烧质量

锅炉运行中，必须注意火焰的颜色、火炬的形态、排烟的颜色等。通过对燃烧设备和系统的维护保养，保持燃油系统的清洁，控制油温、油压处于正常范围。定期清洗燃油滤器、做好喷油器清洁维护，使之雾化良好;检查喷油器的位置和雾化角度是否合适。定期清洁风机及风道，风门调节机构定期注油活络，确保燃烧设备及其系统处于良好工作状态。

经常观察锅炉的排烟颜色，排烟的颜色和燃烧的好坏密切相关。若烟色加深以至浓黑，则表明空气量太少或燃油雾化不良，与空气混合不好，必须予以调整，尤其是在港口靠泊时值班人员应特别重视。

5.1.2防止锅炉受热面以及烟道积灰

一般，锅炉设汁时保证蒸发管束间有较高的烟气流速，凶而有自清洗能力。但长期工作，尤其是燃用劣质燃油或燃烧不良，积灰是难免的。老龄船舶更易出现这种情况。

5.1.3烟灰的清除

船舶锅炉烟灰的清除，通常通过锅炉吹灰来实现。水管锅炉通常设有与船舶蒸汽管系或压缩空气管系连接的吹灰器，可以在锅炉运行中吹灰。但用吹灰器很难完全吹干净，必要时须停炉用水洗或手工除灰。对油轮来说，吹灰时应确保烟道气体隔离阀完全关闭。吹灰结束，吹灰器蒸汽阀要关严，避免蒸汽漏入烟道。

5.2对策

5.2.1通过对二起大型油轮烟灰排放入海事件原因的分析，为防止老旧大型油轮类似排放事件再次发生，提出下列相关对策

（1）油轮尤其是船龄10年以上的大型油轮，应加强对锅炉、惰性气体系统（烟道、洗涤塔、“U”形封等）的维护保养，适当缩短维护保养周期，使设备及其系统处于良好工作状态;

（2）确保锅炉良好的燃烧质量;

（3）锅炉经常进行有效吹灰，保持烟道的清洁;

（4）烟道隔离阀以及相关设备必须处于良好工作状态（隔离阀开关正常、气密、干净、自动连锁装置及时有效）;

（5）保持洗涤塔内壁、过滤设备清洁良好;

（6）对“U”形封内的沉渣应及时清除;

（7）检查洗涤塔水封流量与水质，确保处于正常水位与水源清洁;

（8）确保相关连锁报警设备的工作正常有效。

5.2.2结合船舶实际，增加相关设备设施，能最有效地防止烟灰排放入海

（1）在洗涤塔水排出舷外前，增设有效过滤清洁设备设施;

（2）条件可行，可增加相关管线、控制阀门与污水柜，见图9，船舶在港作业期间，将洗涤塔水引入污水柜/储存柜，而不是直接排出舷外，这样即使洗涤塔出水有脏污，也不会因污水直排入海导致水域污染。现在新造船舶普遍采用这种设计与布置。

（3）船舶在港作业期间，加强值班巡回检查，提高值班人员责任心

若船舶是按图9布置的管线与舱柜，在港作业期间就应关闭洗涤塔水直接排舷外的控制阀，开启去污水柜的阀门。轮机值班人员要经常关注锅炉燃烧以及洗涤塔内水的清洁情况，甲板值班人员应经常关注锅炉烟囱的烟色，如果不正常都应及时告知相关责任人员，并采取有效应急措施。

参考文献

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[5]赵金文、张树峰.大型油船货物操作管理实务[M].大连：大连海事大学出版社，2008：104-109.

作者简介

傅毅能，高级工程师，A类船舶检查官，甲类轮机长，13505881185