激光靠泊系統在大型原油碼頭的拓展應用

孫天高

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

關鍵詞：碼頭 激光靠泊儀 輸油臂 緊急脫離 浮動狀態

中圖分類號：TN914 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（c）-0119-02

1 碼頭概況

天津港實華30萬t級原油碼頭是京津冀地區最大的人工深水碼頭，是天津市重點工程也是天津港深水大港標志性工程，年設計接卸原油能力為2 000萬t。碼頭為高樁臺結構型式，總長468 m，共9個墩臺，呈蝶形布局，其中：1個工作平臺，2個靠船墩，6個系纜墩，碼頭前沿港池水深設計標高-22.5 m。能夠停靠作業30萬t級和兼靠10萬t以上油輪。

2 油輪在靠離泊過程中系/解纜流程和要求

在船舶駛入港池前，在預定的泊位上按規定放置好信號標識，白天為藍格旗、紅旗，夜間為紅燈、綠燈。在夜間靠泊時，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，由另外一人操作絞纜機轉換開關，迅速將引纜繩系在絞纜機上，然后打開電源開關，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，插上鎖緊機構。解纜時，按船方要求分別從船首船尾依次解掉各部位纜繩，解纜時注意纜繩慣性，謹防彈蹦到操作人員身上。

3 輸油臂接口和分離操作要領

船舶靠好后，具備作業條件了，開始連接輸油臂。輸油臂控制系統有4種操作方法：手動操作、電控操作、遙控操作、應急操作。操作前，檢查液壓缸液壓油液位應在規定的液面以上，油溫不能超高。液壓總站過濾器指示表應在正常工作范圍內，如指示在紅色范圍內，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應處于全開狀態。液壓電機在輸油臂操作過程中不允許停機，同時輸油臂不準處于浮動態。輸油臂在油輪原油接卸過程中一定要處于浮動狀態。

4 激光靠泊系統的發展歷程和應用

隨著世界海運船舶的大型化，大型船舶靠泊時，由于其體積龐大、噸位巨大、速度過快、慣性過大、角度過大，造成碼頭接卸設施和船舶受損的事故時有發生，僅靠船舶引航員的直觀經驗和技術很難保證船舶靠泊安全。為了更好地避免船方和碼頭設施的遭受傷害，在10萬t以上的大型碼頭上，配備監測船舶靠泊距離和速度的設備就成為必要。靠泊安全輔助設備經歷了聲吶技術、雷達技術和激光技術。激光靠泊系統由于其性能出眾，可靠性高，捕捉船舶行動信息精準，提高了船舶靠泊速度和質量，保護了船岸設施，為碼頭的安全生產起到了保駕護航的安全支撐作用，已在天津港實華原油碼頭得到較好地應用。

激光靠泊系統是一種在碼頭作業中引導大型船舶靠泊的安全輔助系統。它依靠激光測距的工作原理，結合碼頭環境監測設備為船舶靠泊、離泊提供必要的參考數據。可以大大提高船舶停靠安全系數和靠離泊效率，保障碼頭設施及船舶安全，已成為國內外港口大型原油碼頭必須具備的裝備。

5 激光靠泊系統的組成原理以及各項功能

激光靠泊系統其實就是：激光靠岸系統與環境監測系統的聯合應用。

靠岸系統是通過一對激光探頭能準確地監測船舶的靠速、船舶首尾的接岸距離、船體與碼頭前沿線的夾角，船舶在帶纜狀態下的漂移信息等。

環境監測系統是利用各種環境探測器，結合碼頭作業現場的工況環境，通過相關環境檢測儀器采集作業周圍區域的各種環境信息，如：風速風向、大氣溫度濕度、水流方向，潮汐變化情況等。

碼頭在投產時安裝了一套英國引進的激光靠泊系統。系統在前沿現場，利用安裝在靠船墩上的二個平行相距98 m的激光探頭，探測船舶上前后二點的離岸距離，根據一定時間間隔的不同距離計算出船舶速度，根據二點的距離計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，探測潮位波浪流速流向，安裝在工作平臺操作間上的測風儀，監測風速風向等環境數據。如果周圍環境惡劣，不適于船舶靠泊和作業，啟動安全報警。在系纜繩的纜鉤上配置纜繩張力監測裝置和快速脫纜裝置，還配置了船舶漂移實時在線監測功能，當船舶在靠泊結束進入原油接卸狀態后，開啟“漂移監測狀態”能讓碼頭工作人員直接地了解船舶與碼頭的動態距離，對其進行不同角度、速度報警設定后，當距離超出設定的限值后會發出報警，提醒工作人員及時做出適當處理。

系統在中控調度室利用工業控制計算機，連接上現場探頭和傳感器采集的數據信息。系統將自動捕捉、識別、跟蹤靠岸船舶，顯示和控制監測過程，處理和記錄船舶靠泊數據。實現碼頭船舶激光靠泊數據以及環境數據的采集、顯示報警和記錄。

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出現的危害情況

為什么還要再進行功能擴展集成呢？天津港實華原油碼頭2008年11月投產，安全運行2 700 d，接卸船舶540艘次，接卸原油8 100萬t。居安思危！通過這么多年的運行應用，也發現了威脅到安全生產的因素和問題，譬如說在船舶接卸過程中，隨著原油的外輸，船舶的吃水會減少，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吃水也會波動，纜繩的拉力和松緊也會不斷變化。這些變化如果不能及時調整纜繩拉力，將會帶來船舶漂移過大，從而導致輸油臂偏角過大，雖然輸油臂在原油接卸中是設定在“浮動狀態”，但是輸油臂偏角超過極限范圍，輸油臂就會“緊急脫離”。“緊急脫離”裝置處理不及時將會有可能拖倒輸油臂，造成原油泄漏和碼頭設施傷害事故。

7 輸油臂偏角報警解決方案

所以說非常有必要在激光靠泊系統的基礎上，把輸油臂偏角和輸油臂偏角報警引入激光靠泊系統應用中來。原本的輸油臂只有輸油臂現場偏角指示，沒有輸油臂偏角報警和報警遠傳。通過分析研討，把輸油臂偏角指示機構經過角度轉換器，轉換成電訊號傳送到操作間和中控調度室。一旦輸油臂左右偏角超過4°，就會在前沿操作間和中控調度室有聲音報警，警示操作人員和船甲板水手及時調整纜繩拉力和輸油臂偏角。

8 結語

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流程，每一個環節，都必須準確到位，才能確保油輪的接卸安全高效。激光靠泊系統從船舶進港到離港，都起到了非常關鍵的安全輔助作用，安全生產對于任何企業來講都是一個永恒的話題。利用激光靠泊系統這個平臺，加入輸油臂偏角報警，讓船舶在靠離泊和接卸的整個過程都得到了強有力安全保障。在經過近一年的應用效果非常好，受到公司上下一致地歡迎和好評。

參考文獻

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