浮式生產儲卸油裝置拖航過程中臨時導航系統選擇

崔正明

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

1 概述

1.1 浮式生產儲卸油裝置簡介

浮式生產儲卸油裝置(Floating Production Storage and Offloading System，簡稱FPSO)是集儲油、卸油、發電、油氣處理、控制、生活等功能于一體的海上油氣處理裝置。FPSO是漂浮在海面上的一個浮體，是系泊在單點系泊裝置上，圍繞單點轉動且具有風向標效應的油氣生產裝置，它具有船舶的安全特性，如浮性、穩性、抗沉性、耐波性和強度等，大部分FPSO本身并沒有動力，需要依靠拖輪進行拖航完成它的運輸。

1.2 FPSO拖航避碰規則

在FPSO拖航過程中，主要有以下風險：

1)風浪流的影響。風、浪、流在拖航過程中會增加FPSO拖航的阻力，會讓FPSO在拖航過程中產生顛簸、要換，影響拖輪的操作，讓拖航操作困難，航向不穩定等。

2)交叉作業風險。在拖航過程中，拖帶系統包括了主拖輪、守護拖輪及被拖物FPSO。這個組合的長度通常可達 500 m 以上，臨時調整方向或航速非常困難。如果遇到其他航行的船舶，需要提前預警以防止碰撞，而且作業過程中要保證信息傳達的準確，溝通流暢。

FPSO在海上拖航過程中，必須遵循“國際海上避碰規則”、船舶檢驗機構對海船信號設備的規定，同時，作為被拖物，還應該滿足各種標準和規范對航行燈、信號燈的設計和安裝要求。

FPSO對外的燈光信號分為航行燈、信號燈、號型等。FPSO對外的燈光信號是直接關系到FPSO安全的可視信號，因此FPSO上設置的燈光信號應嚴格遵照船舶有關航行信號設備規范和海上平臺關于導航的等設備的規范進行設置，以使所設置的燈光能正確地對外表達FPSO的位置、狀態和動向。航行燈、信號燈不僅要在日沒至日出期間點燃，并且在能見度不良或其他一切認為必要的情況下，同樣要能點燃，并顯示。

臨時導航系統的目的：為了保證被拖物的安全，避免遭到來往航行及作業船舶的碰撞而安裝的可視信號系統。

根據國際海上避碰公約，一被拖船或被拖物體應顯示：

1) 兩盞弦燈；2) 一盞艉燈；3) 當拖帶長度超過 200 m 時,在最易見處顯示一個菱形體號型；4) 如寬度為 25 m 或 25 m 以上時,在兩側最寬處或接近最寬處,另加兩盞環照白燈；5) 如長度超過 100 m,在1)和2)項規定的號燈之間,另加若干環照白燈,使得這些燈之間的距離不超過 100 m；6) 在最后一艘被拖船舶或物體的末端或接近末端處,顯示一個菱形體號型,如果拖帶長度超過 200 m 時,在盡可能前部的最易見處另加一個菱形體號型。

國際海上避碰公約中，定義了如下臨時導航系統：

“舷燈”是指右舷的綠燈和左舷的紅燈，各在112.5°的水平光弧內顯示不間斷的燈光，其裝置要使燈光從船的正前方到各自一舷正橫后22.5°內分別顯示。長度小于 20 m 的船舶，其舷燈可以合并成一盞，裝設于船的首尾中心線上。

“艉燈”是指安置在盡可能接近船艉的白燈，在135°的水平弧內顯示不間斷的燈光，其裝置要使燈光從船的正后方到每一舷67.5°內顯示。

“閃光燈”是指每隔一定時間以頻率為閃120次/min或120次以上的號燈。

并且根據避碰公約，以上號燈應該在3海里處能夠被看到。

2 FPSO臨時導航系統選擇

以某條30萬t級FPSO拖航為例，其拖帶長度已超過了 500 m，根據國際海上避碰公約，設置了以下臨時導航系統：

1) 在左舷最外側，設置了一個紅色舷燈；

2) 在右舷最外側，設置了一個綠色舷燈；

3) 在船艉突出的小平臺上，設置了一個白色艉燈；

4) 在左右舷突出的甲板上，每一舷都設置了6盞白色環照燈；

5) 因為進出的港口有航空口岸，有飛機來往，而FPSO的火炬臂最高處距海平面超過了 70 m，為防止飛機碰撞，在火炬臂最頂端設置一盞紅色閃光燈；

6) 在船艉生活樓后，設置了一個黑色菱形號型。

2.1 舷燈、艉燈

由于本次拖航期間，FPSO上沒有發電機啟動，沒有電源，因此所選用的號燈均為太陽能供電型。如圖1所示。

圖1 選用的舷燈、艉燈

太陽能供電型的航行燈無需安裝電纜，一次充電后可用 150 h，并且無需更換燈泡。

在航行燈上，有雙重開關，可以使航行燈持續工作，也可以使航行燈夜間自動開啟工作，白天自動關閉。由于船舷燈需要特定角度，所以在航行燈透鏡內設置了專用擋板，以滿足航行需要。具體的航行燈選用型號見表1。

表1 航行燈型號

2.2 環照燈、閃光燈

本次選用的環照燈、閃光燈均為太陽能供電型，環照燈為白色常亮，閃光燈為紅色閃爍。因為在進出的港口附近有飛機起落，而拖航的FPSO最高處為火炬臂，距水面高度達到了 75 m，因此需要在火炬臂最高處安裝一盞紅色閃光燈，以提示飛機的避讓。閃光燈閃爍的頻率為120次/min。

因為FPSO長度近 300 m，在FPSO左右船舷安裝了白色環照燈，以顯示FPSO的外形輪廓。閃光燈和環照燈水平光弧均為360°。如表2。

表2 環照燈、閃光燈型號

2.3 號型

號型是用于顯示航行或拖航船舶的動態、種類和工作性質的的信號，分為球體、圓柱體、圓錐體、菱形等黑色形體，需要在白天能夠顯示。根據避碰公約，拖帶長度大于 200 m 的被拖物，被拖物在船尾顯見處應按照一個黑色菱形號型

3 航行燈最大可見距離

拖航期間，航行燈最大可見距離的要求為 3 n mile 以上，即光能見距離，燈所能照射的最大距離，可以通過下式進行計算：

(1)

其中，I為燈光強度(cd)；E為目視光線最小強度(為0.67cd/n mile2)；T為空氣中光的傳播系數(通常為0.85)；d為光力能見距離(m);D值為考慮地面蒙氣差和地面曲率等影響后，測試者理論上能看到的物體的最大距離，由公式(2)確定：

(2)

其中,e為測試者所站位置的眼高(m)，H為被測物體的高度(m)。

通過上面公式的計算，本項目所選用的各個航行燈符合要求。

4 航行燈安裝

對于航行燈的安裝有如下要求：

舷燈應對稱布置在與縱中線面中的垂直線上，最好裝在舷側；雙色燈裝在船縱中線面中；舷燈的安裝高度不超過前桅燈高度的3/4。

本次拖航距離較長，安裝航行的支架需要適應海洋環境，因此，選用的支架均為鋼支架并進行噴漆防腐處理，航行燈的底座為圖2所示。支架的法蘭盤與航行燈底座吻合并可以用螺栓固定。

圖2 航行燈安裝的地面法蘭盤

5 結語

浮式生產儲卸油裝置的臨時導航系統是其拖航工作中非常重要的一部分，拖航的可靠性以及導航系統的穩定性是安全拖航的最大保障，沒有臨時導航系統，拖航的安全就無從提起，它為拖航工作保駕護航。

因此，在臨時導航系統的設計、建造和安裝過程中要嚴格遵守規章準則，將拖航的安全隱患降到最低，使拖航可靠地運行。