FPSO航行輔助系統設計

慈宏波

（大連中遠海運重工有限公司，遼寧大連 116113）

0 引言

浮式生產儲油和卸油裝置（Floating Production Storage And Offloading, FPSO）上的航行輔助系統主要由標示平臺的信號燈、聲響信號組成，通過吸引任何方向駛近的船舶的注意來避免航行事故的發生。

對于配有直升機平臺的FPSO，還需要考慮航空障礙燈和警告燈系統。該系統用于顯示直升機平臺平面以上的構筑物輪廓，使直升機駕駛員能夠判斷出障礙物的高度及其輪廓，進而起到避開障礙物的警示作用。除此之外，還需考慮視覺警告系統，視覺警告系統的狀態燈是由閃爍的紅燈組成，飛行員從任何方向都可以看到，能起到警示、安全起飛和降落的作用。

1 平臺標示系統

1.1 系統配置

平臺標示系統由船舶應急電源（電壓230 V，頻率60 Hz，單相）供電，并配備蓄電池及其充電器。蓄電池布置于蓄電池室，具有96 h備用供電功能[1-2]。

平臺標示系統的供電系統需設置連鎖功能，當生活區探測到危險氣體后，應急關斷系統（Emergency Shutdown, ESD）會對電池充電線路的開關進行脫扣切斷。當蓄電池室探測到危險氣體后，會抑制蓄電池的快充功能。

國際燈塔管理局協會（International Association of Lighthouse Authorities, IALA）推薦的人造離岸結構標志配備要求見表1。

表1 IALA推薦的人造離岸結構標志配備要求

綜合分析，IALA對FPSO的推薦配置如下：

1）航標燈和輔助航標燈。航標燈選擇10 n mile白色閃爍360°防爆燈，輔助航標燈選擇3n mile紅色閃爍360°防爆燈。主燈和輔燈應具有相同的特性，并配有光控開關和同步裝置。主燈和輔燈以15 s為周期，發出與莫爾斯電碼“U”同頻的閃爍信號。

2）霧號。選擇2 n mile霧號，可通過中央控制面板每30 s發送1次摩爾斯電碼“U”。

3）霧探測器（能見度儀）。霧探測器的測量時間間隔為60 s。

4）雷達信標（Radar Beacon, RACON）。雷達信標的操作波段為9 320～9 500 MHz（X-Band Radar）和2 920～3 100 MHz（S-Band Radar）。雷達信標的信號會顯示在觸發雷達的顯示器上，可提供距離、方位和識別信息。

5）光敏開關。光敏開關用于在夜間或能見度不良的情況下自動控制信號燈和霧笛。

6）主控箱和遙控板。

平臺標示系統的信號燈和聲響信號需滿足IALA O-139的性能要求，所有室外安裝的設備，無論是否布置在安全區域，均需要滿足ZONE1及以上的防爆要求。

平臺標示系統的主控板會輸出公共報警到中控系統（Integration Control and Safety System, ICSS），包括信號燈故障、航行障礙燈故障、霧笛故障、蓄電池充電故障、探測器故障等。

1.2 平臺標志的布置要求

根據船舶總布置圖和廠家提供的配置方案，對信號燈、霧號等進行合理布置：

1）光敏開關應位于平臺高處且無遮擋，確?？梢圆杉匠渥愕墓庹?，通常布置于生活樓最頂部的甲板面。

2）10 n mile白色主燈應布置在FPSO主甲板艉部的左右舷側。對于單點系泊外傳塔或內轉塔的FPSO，應布置在外轉塔前端或艏部前端模塊。對于多點系泊的FPSO，應布置在船舶前端的左右舷側。

3）對于3 n mile紅色輔燈，當主燈足以對船舶艏艉進行標識的情況下，可不再布置輔燈。當單點系泊處僅布置1盞白色主燈時，在主燈附近的左右舷側可各布置1盞紅色輔燈。

4）在雷達桅平臺或生活樓最頂部的甲板面上安裝1個2 n mile霧探測器，應保證探測器前方40°角度范圍內至少有10 m的自由視線[3]。

5）在雷達桅平臺上安裝1個雷達信標。

6）在艏部外磚塔提升服務平臺或艏桅桿處安裝1個霧笛。霧笛應和主信號燈或輔助信號燈布置在一起。信號燈和霧笛的安裝高度應高出平均大潮高潮面6 m以上，30 m以下[4]。

7）主控箱布置于通信設備間（Telecom Equipment Room, TER），遙控板布置于中央控制站（Central Control Room, CCR）。

2 航空障礙燈及其警告燈

航空障礙燈及其警告燈的配置需要滿足CAP 437的相關要求。此外，對于巴西海域的FPSO，還需要特別注意NORMAM-27/DPC對于海上直升機平臺的要求規定。

2.1 航空障礙燈

航空障礙燈主要可分為低光強航空障礙燈（A型）和低光強航空障礙燈（B型），均為全方位穩定常亮紅燈，相關配置要求見表2。

表2 航空障礙燈配置要求

1）低光強航空障礙燈（A型）

低光強航空障礙燈（A型）要求在水平方向實現光束全覆蓋，垂直方向需要覆蓋0°～30°的范圍，其最小設置光強為10 cd。對于高于著陸區域或接近限制障礙物區邊界的物體，需適當布置該燈；對于在降落區1 km范圍內，且高于直升機平臺10 m及以上的附屬建筑物，應布置該燈；對于在高于著陸區平面15 m以上的物體，應裝設光強相同的中間紅燈，每間隔10 m裝設1個，直至降落區域平面；對于火炬塔之類的結構，可用投光燈替代中間紅燈，但投光燈的布置位置應能在照亮整個結構的同時，又不干擾直升機駕駛員的夜間操作。

2）低光強航空障礙燈（B型）

在平臺最高點裝設低光強航空障礙燈（B型），盡量安裝在靠近末端的地方。低光強航空障礙燈（B型）要求在水平方向實現光束全覆蓋，垂直方向0°～15°范圍內的最小設置光強為50 cd，5°～8°范圍內的最小設置光強為200 cd。

航空障礙燈的系統電源和控制板可以和平臺標志系統共用，故障報警信息傳送至集中控制安全系統（Integrated Control Safety System, ICSS）。

3）航空障礙燈的布置位置

在布置航空障礙燈時，需要綜合考慮CAP 437、規格書的相關要求。

在火炬塔頂端布置太陽能航空障礙燈。該燈作為臨時紅色飛機警告燈，為過境飛行提供警告使用。該燈在運輸到海上作業現場后拆除。

10 cd紅色航空障礙燈（A型）布置于雷達桅頂部、煙囪頂部、透氣塔頂部、外傳塔最高處。

200 cd紅色航空障礙燈（B型）布置于艏部外轉塔單軌框架上，或雷達桅桿頂部。

光敏開關布置于生活樓頂部甲板，用于航空障礙燈的自動控制。

2.2 直升機平臺警告燈

直升機平臺警告燈為全方位閃爍的紅色狀態燈。在空中時，燈的頻閃為120次/min；著陸后，燈的頻閃為60次/min。

在2°～10°的仰角范圍內，要確保燈的有效光強不低于700 cd；在其他仰角范圍內，燈的有效光強不低于176 cd。當直升機降落在機場時，直升機平臺警告燈的有效光強不應超過60 cd。燈光調整的反應時間不得超過3 s。

為保障飛行員在任何進場方向和降落后的視野情況，可補充使用復示燈進行全方位覆蓋。該復示燈最小光強為16 cd，最大光強為60 cd。

直升機平臺警告燈有“ON”和“OFF”這2種模式，當處于“OFF”模式時，即向飛行員傳遞“機場可著陸”的信息；當處于“ON”模式時，即向飛行員傳遞“機場不可著陸、離開著陸區”的信息。

直升機平臺警告燈與火氣系統間設有接口，當平臺外部監測到可燃危險氣體泄漏時，火氣系統會自動觸發航行警告燈。此外，直升機平臺警告燈也可通過手動啟動。

直升機平臺警告燈由雙路不間斷電源（Uninterruptible Power Supply, UPS）進行供電。

直升機平臺警告燈通常在直升機進場區域的兩端各安裝1個。系統及其組成部件安裝在無障礙物區域或限制障礙物區域的第一段范圍內。系統所安裝的高度不應超過甲板高度25 cm。對于2018年11月10日之后建造及翻新的船舶和平臺，安裝高度不應超過15 cm。對于直徑不高于16 m的直升機平臺，安裝高度不應超過5 cm。

障礙物區域示意圖和限制障礙物區域分段標記圖分別見圖1和圖2。

圖1 障礙物區域示意圖

圖2 限制障礙物區域分段標記圖

無障礙區是210°的扇形區域，在直升機甲板進入和起飛軌跡中不允許設置障礙物的最低限度區域。限制障礙區是150°的扇形區域，在高度達到限制高度之前，允許障礙物存在。限制障礙物區域第一段的長度為0.12D（D為直升機平臺直徑），第二段是一個斜率為1∶2的斜坡。

3 結論

本文對航行輔助系統的結構、設計、設備選型、布置原則等進行介紹。在對相關規范分析和實船驗證的基礎之上，提出一套完整的FPSO航行輔助系統設計方法。研究成果可為FPSO航行輔助系統的設計提供一定參考。