淺談利用U型管架提高液化品卸船效率的方法

莫艷霞，裴秀霞，付振芳

（日照港集團嵐山港務有限公司，山東 日照276808）

淺談利用U型管架提高液化品卸船效率的方法

莫艷霞，裴秀霞，付振芳

（日照港集團嵐山港務有限公司，山東 日照276808）

隨著港口散裝液體化學品水運裝卸業務的發展，港口液化品裝卸量逐年增長，也給裝卸業務帶來了新的挑戰。在泊位一定和保證生產安全的情況下，如何改進裝卸工藝，成為提高液化品裝卸效率的當務之急。通過增設U型管架，能夠提高液化品裝卸效率，提升泊位的利用率，提高了液化船舶的裝卸量，有效緩解了船舶裝卸壓力。

液化品裝卸；U型管；裝卸速率

所謂散裝液體化學品［1］，是指除了石油及石油制品，具有易燃易爆或其他危險性的液體貨品，散裝液體化學品中有的具有重大的火災危險性，其危險程度超過石油及制品；除具有易燃性以外，還具有其他重大危險性，如毒性、腐蝕性、反應性和污染性等。隨著港口散裝液體化學品水運業務的發展，裝卸業務呈現數量大、品種多、性質各異、新品種層出不窮等特點。據海關統計數據顯示［2］，2013年我國化工品進口量較大的主要為二甲苯、乙二醇、苯乙烯和對苯二甲酸，1—11月，我國主要的液體化工品進口量達到2 319萬噸，較上年增長3.3%.

本文所述的液體化學品是指呈液體狀的貨物。嵐山公司擁有1#、2#兩個液化品作業碼頭，由新綠洲公司負責接卸，主要涉及到的液化品有：對二甲苯、丁二烯、炭黑油、尿素硝酸銨溶液、丙烯、柴油、甲醇、正構烷烴、瀝青等26個貨種，2013年全年共接卸船舶601艘次，完成233萬噸的吞吐量，占公司總吞吐量的3%，1#、2#泊位的占用率達到了55%和49.3%，作業率也達到了52.3%和47.5%.

1　液體化學品特性

液體化學品大都具有以下特性：

（1）高度易燃易爆性：易燃液體易燃的程度通常用閃點來表示，閃點越低，則表示該液體越易燃燒，易燃液體的閃點在60℃以下，所以在常溫條件下，遇點火源極易燃燒。當易燃液體表面上蒸汽濃度達到其爆炸濃度極限范圍時，遇點火源即發生爆炸。

（2）揮發性大：大多數易燃液體的分子量小，沸點低（100℃以下），容易揮發，蒸汽壓大，頁面的蒸汽濃度較大，遇明火即能使其表面的蒸汽閃燃。其燃點也低，一般比閃點高1～5℃.當達到燃點時，燃燒不只局限于液體的表面蒸汽的閃燃，而是由于液體源源不斷供應可燃蒸汽而持續燃燒。

（3）流動性：易燃液體大都是些粘度較小的液體，一旦泄漏，則會很快向四周流散，從而加快液體的蒸汽速度，使空氣中的蒸汽濃度提高，含易燃蒸汽的空間擴大，進而加大了燃燒爆炸的危險性。

（4）受熱膨脹性：易燃液體的膨脹系數一般都較大，儲存在密閉容器中的易燃液體，受熱后體積容易膨脹，同時蒸汽壓力增加，使容器內部壓力增大，若超過了容器所能承受的壓力就會造成容器的鼓脹，甚至破裂。

（5）易產生、積聚靜電：一般的易燃液體的電阻率大，在109～1 014 Ω·cm，在輸送、灌裝過濾、混合、攪拌、噴射、激蕩、流動時極易產生和積聚靜電，靜電電壓升高到一定程度，放電的火花則引起燃燒。

（6）易氧化性：作為有機化合物的易燃液體極易被氧化，當遇到強氧化劑或強酸能迅速發生反應且放出大量的熱而引起燃燒或爆炸。如乙醇遇高錳酸鉀會發生燃燒，遇硝酸也會著火。因此，易燃液體不得與強氧化劑或酸同庫儲存或同車運輸。

（7）毒害性、腐蝕性：絕大多數易燃液體及其蒸汽都具有一定的毒性，會通過與皮膚的接觸或呼吸吸入人體，致使人昏迷或窒息而死。有的易燃液體及蒸汽還有刺激性和腐蝕性，能通過皮膚、呼吸道、消化道等途徑刺激或灼傷皮膚或器官，造成機體組織的壞死。

這就要求在裝卸液化品時，要首先保證裝卸作業安全，保證不對人、環境造成危害。所以裝卸貨物一般采用“專線專泊位”方式，以防止污染和事故的發生。在現有的泊位一定和保證裝卸安全的前提下，如何提高每一船的液化品裝卸效率，顯得尤為重要。

2　現狀分析

本文以新綠洲公司炭黑油裝卸為例進行說明。本次進行工藝改造的管線是1FB10，此管線2009年建造，建造初期進行瀝青作業。2013年11月14日，開始增加炭黑油作業。從表1可以看出，管徑為DN250，從船到管架上的管線需要用軟管進行連接，作業公司沒有DN250的軟管，只有DN150的軟管。所以只能用DN150的軟管進行連接裝卸。裝卸速率遠遠達不到預期的目標，造成了裝卸速率低下，裝卸時間延長，船舶壓港現象嚴重。

表1　管線信息

3　確定提高液化品裝卸的方法

在保證生產安全的前提下（速率u＜3 m/s，壓力p＜0.6 pa），本文從影響流體流量的幾個方面進行討論，如何提高液化品的裝卸速率，是最優方法。

流量、流速、截面積、水壓之間的關系式［3］:

式中，

Q為流量（m3/s）；

μ為流量系數，與閥門或管子的形狀有關；0.6～0.65；

A為面積（m2）；

P為通過閥門前后的壓力差（Pa）；

ρ為流體的密度（kg/m3）；

從上式中可以看出，流量系統與閥門或管子的形狀有關，在0.6～0.65之間，在不改變管子、閥門的前提下基本不變；要想提高流量Q，可以提高截面積A，增大通過閥門前后的壓力差P，但是液化品裝卸的泵壓是一定的。再者，為保障作業安全，相關作業規范要求，管線的作業壓力不能超過0.6 MPa，所以只能通過增大截面積來提高裝卸速率。

流速還與介質的黏度有關，牛頓黏性定律中提到，黏度與溫度有關，對于炭黑油來說，隨著溫度的升高，炭黑油的黏度降低，流速增大。但是提高炭黑油的加熱溫度，不但會增加成本，而且還會增大作業的危險性，所以不考慮采納此方法。

綜上所述，通過增大管線的截面積，來提高液化品裝卸效率。

經現狀分析可以看出，主管線的管徑為DN250能夠滿足裝卸需求。只是連接軟管不滿足要求，方案一是更換DN250的軟管，價格在3～5萬元之間不等。方案二是采用兩根軟管同時接到主管線上，截面積增大一倍，同時流量提高一倍。

4　結束語

通過改造可以看出（表2，表3），改造前的裝卸速率為498 t/h，改造后的速率為780 t/h，裝卸速率提高了近一倍。如果每條管線均按照此方法進行改造的話，碼頭的作業量將翻番。

表2　工藝改造前裝卸情況

表3　工藝改造后裝卸情況

［1］侯寧，江福才.散裝化學品船舶運輸安全管理策略［J］.中國水運，2007，5（4）：62-65.

［2］中商情報網.2013年沿海液體化學品運輸市場分析及2014年預測［R/0L］.http://www.askci.com/news.html，2014-02-12.

［3］孔瓏.工程流體力學［M］.第三版.北京：中國電力出版社，2007.

Discussion on the Method of Improving the Efficiency of the Unloading of the Liquefied Products by Using the U Pipe Rack

MO Yan-xia，PEI Xiu-xia，FU Zhen-fang
（Rizhao Port Group，Arashiyama Port Co.，Ltd.，Rizhao Shandong 276808，China）

With the development of the port bulk liquid chemicals transportation and handling business，the volume of the loading and unloading of the port is increasing year by year，and it also brings new challenges to the loading and unloading operations.How to improve the loading and unloading process in the case of berth and ensure the safety of production，has become the urgent matter to improve the efficiency of liquefied cargo handling.In this paper，after the analysis of a variety of transformation program，the final determination by the addition of U tube frame，improve the efficiency of liquefied cargo handling.The practice proves that the loading and unloading speed is increased nearly one times，the utilization rate of the berth is raised，the loading and unloading of the liquefied ship is increased，and the loading and unloading pressure of the ship is effectively relieved.

liquefied product loading and unloading；U type tube；loading and unloading rate

U693

A

1672-545X（2016）07-0207-02

故障診斷與維修

2016-04-24

莫艷霞（1984-），女，山東臨沂人，本科，工程師，研究方向液化品裝卸管理。