溢油回收船及其配置設備研究

劉健奕+趙澤華

摘 要：目前，進入生產性海上石油鉆探的國家已達100多個，全世界每年油輪運輸量已超過20億噸，隨之造成的石油污染也日趨嚴重。因此，加強對溢油回收船的及其配置設備的研究和發展也成為發展我國海洋強國戰略之路上的必然要求。

關鍵詞：溢油回收船；配置設備；收油系統

資助項目：國家科技支撐計劃項目（2014BAH17F01）；國家發改委2015年海洋工程裝備研發及產業化專項項目。

海上溢油就是石油在海上運輸或開采過程中的流失。據聯合國有關組織統計，每年由于人類活動而流入海洋的石油約1000萬噸，其中海上油井井噴事故和油輪事故造成的溢油高達220萬噸。

1 海上溢油的危害

雖然海洋對石油污染有自凈能力，但不是無限的。石油進入海洋后造成的污染對海洋環境和海洋生物資源的危害是相當嚴重的。通常，1升石油完全氧化需要消耗40萬升海水中溶解氧，因此，一起大規模溢油污染事故能引起大面積海域嚴重缺氧，使大量魚蝦、海鳥死亡，或使經濟魚、蝦、貝類產生油臭味，降低海產品的食用價值；浮油被海浪沖到海岸，沾污海灘，造成海灘荒蕪，破壞海產養殖和鹽田生產，污染、毀壞濱海旅游區；若清理不及時，還易發生爆炸和火災，釀成更嚴重的經濟損失和人員傷亡。而其長期影響導致的潛在危害則更加嚴重：海上油膜會大大降低海水與大氣的氧氣交換，從而降低海洋生產力，破壞海洋的生態平衡；石油中的毒性芳香烴化合物極易進入水中并且停留很長時間，并在生物體中長期積累，最終必將危害人體健康；濫油沉降到海底后，會危及底棲生物和甲殼類動物的正常發育。因此，一次大的溢油事故造成的影響會延續十幾年甚至更長時間。

由此可見，對于海上溢油給人類帶來的危害決不能掉以輕心。要保護好海洋環境，除了加強海洋石油開發活動和海上運輸的管理，減少意外溢油事故的發生外，同時要加強對海上溢油的監測，提高對海上溢油事件的應急反應能力和溢油治理能力。

以下簡單列舉了近年來幾個油田溢油的案例。

a.渤海灣蓬萊19-3油田溢油事件

2011年6月4日和6月17日，渤海灣蓬萊19-3油田相繼發生兩起溢油事故，先后約有700桶（115m3）石油溢出漂到海面，2600桶（416.45m3）礦物油基泥漿泄漏并沉積到海床，造成油田周邊及其西北部6200km2海域海水污染（超第一類海水水質標準），1600km2的沉積物污染，其中870km2海域海水受到嚴重污染，給渤海海洋生態和漁業生產造成了嚴重影響。

b.美國墨西哥灣Deepwater Horizon石油平臺溢油事件

2010年4月20日，美國墨西哥灣Deepwater Horizon石油平臺由于油井甲烷氣體充溢立管和噴發，并燃燒造成爆炸，導致整個平臺沉沒。事故造成11人不幸遇難，17人受傷，2億多加侖海底石油噴涌，受污染海域達1500km2，85天后才堵住漏油。專家預測徹底清污需要十年時間。此次溢油屬于深海作業事故，處理技術難度、影響規模、持續時間等均遠超歷史上發生的所有溢油事故。漏油對于港灣的環境破壞，需要數十年進行全面評估。行業專家擔心海底46億加侖的石油和天然氣儲備中的很大一部分會噴涌入海灣。漏油嚴重影響海灣居民的經濟發展。

2 國內、外溢油回收船的需求

專業溢油應急船舶是國際上公認的處理水上大規模溢油事故必不可少的關鍵設備和重要保障?？梢灶A見，隨著海洋油氣開發不斷升溫，以及世界范圍內對于海洋環境保護要求的不斷提高，對溢油回收船將有越來越大的需求。

3 國內、外溢油回收船的現狀，設備配置情況

目前，世界主要沿海發達國家都擁有專業的溢油應急船舶，以應對突發性水上溢油污染事件。近年來，我國的水上溢油應急綜合能力有了顯著的提升。

一般情況下，專業溢油應急船的應具備的應急功能及其裝備配備要求如下：

（1）收油系統及其油水儲存處理輔助裝置

船載收油系統（或稱收油機）是溢油應急船舶必備的裝備，是指根據選定的船舶類型的特點專門設計用來回收水面溢油、油水混合物而不改變其物理、化學特性的機械裝置。收油機的工況與船舶航行作業工況二者互為匹配是決定收油系統是否能夠發揮效能的關鍵，這也是目前一些溢油應急船的主要設計缺陷。船載固定式收油機一般為動態斜面（DIP）或帶式，這類收油機的回收能力一般較大，理論回收能力都可達到100m3/h以上，其他可臨時放置在船上使用的收油機主要有堰式、轉盤式、刷式、真空式和繩式等，這些種類的收油機不適用于固定裝置在專業溢油應急船上。固定式收油機可選擇在船首、船單側或雙側安裝或雙體船中間安裝。

（2）溢油監視監測系統及其裝置

目前廣泛使用的船上溢油監視監測裝置為雷達系統。該系統結合優良的雷達信號處理程序和高精度的運動補償機制，可在復雜海況下掃描雷達輻射海域，并在保持船舶航行的情況下精確鎖定極小的油區，在溢油雷達顯示器上清晰地顯示出了油膜的形狀和面積，可以使用雷達測繪功能對油膜進行跟蹤測繪和圖像保存。該裝置已在多起海上溢油事故中發揮了巨大的作用，雷達監測功能得到了極好的驗證。目前，我國多數的專業溢油應急處置船上不具備雷達監視監測能力，成為影響溢油應急船快速反應和夜間作業重要因素之一。

（3）圍油欄及吊裝設備

溢油應急船上載有的圍油欄主要是用于圍控海上溢油，以便回收和清除。一般溢油應急船載用的是充氣式（近海也可用柔性快速布防式）圍油欄，長度在400米左右，通常用2個卷繞架或集裝箱存放。橡膠充氣式圍油欄尺寸一般為1500型或2000型，遠海還要大一些，布放時需臨時充氣，回收時需進行放氣，布放回收時間長、重量大、需人力多、水中阻力大，對船舶性能要求較高，但有抗拉強度大、圍控性好，可有效防止溢油逃逸，適用海區較深、海況較惡劣等情況。

（4）噴灑裝置

消油劑的噴灑可通過船載固定式噴灑裝置和便攜式噴灑機實現。消油劑噴灑系統要求高效、可靠、操作簡單。固定設置在工作船上的噴灑臂可在短時間內展開，擴展噴灑寬度，其噴頭能夠在噴灑消油劑時實現最佳的霧滴直徑和合理的分布，可提高消油劑的有效利用率，從而節省消油劑。噴灑臂可方便地調節噴灑高度和角度，以適應不同的現場情況。根據油膜的厚度和作業航速，適當調節消油劑流量控制閥來控制消油劑的噴灑劑量，實現快速、經濟的大面積消除水上浮油。

（5）應急卸載泵

應急卸載泵主要用于當船舶發生船艙破損時，需緊急卸駁艙內存有著仍然可能溢出的油類物質，減少溢油量。另外當在溢油事故發生初期圍控及時的情況下，水上溢油比較集中、油層比較厚，可用于直接從水面抽吸、回收溢油。卸載泵還可用來將溢油回收過程中回收到臨時儲油設施中（如輕便儲油罐、浮動油囊等）的油輸送到油罐車。在船損有沉沒危險時，卸載泵可協助卸載（排水和油）調整船的平衡狀態。應急卸載泵應當滿足相應的吸程和揚程性能要求，具有防爆、防雜質等功能。

參考文獻

[1] 孫建新，張春昌.專業溢油應急船溢油處置能力及其裝備探討[J]. 中國海事. 2013（06）

[2] 鄒云飛，張德文，張鵬. 溢油回收船的現狀及發展趨勢[J]. 中國水運（下半月）. 2015（05）

作者簡介

劉健奕（1988-），男，碩士，工程師，研究方向為海洋工程裝備產業發展技術和戰略研究。

趙澤華（1980—），男，碩士，高級工程師，研究方向為海洋科技發展戰略與戰略新興產業發展研究。