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大型船舶原油过驳技术研究

来源:用户上传      作者:谢汝策 王俊勇

  摘要:针对钦州港原油装卸能力不足的问题,为缓解原油需求与装卸能力之间的矛盾,顺应钦州港在大西南的发展战略布局,保障原油供应安全,迫切需要通过原油过驳满足腹地经济发展的需求。采用定性与定量方法、方案比选分析等方法确定卸油船的最优吨级以及过驳技术方案。采用两侧靠泊油船的过驳方案,港池水域影响范围小,工程施工量少。钦州港原油过驳是石化产业以及经济增长的重要载体。
  关键词:钦州港;原油;过驳
  中图分类号:U65 文献标识码:A 文章编号:1006―7973(2022)03-0066-03
  大型油船具有装载能力强、经济效益高的特点,但是船型吃水较大受到航道条件限制,往往需要乘潮进港或减载靠泊。乘潮进港降低了船舶的运行效率,减载靠泊降低了船舶的载运量,两种方式均不能充分发挥大型船舶的优势。因此,原油装卸量大、受航道水深条件限制的码头迫切需要解决原油装卸的问题,利用满足大型船舶停泊水深条件的码头进行过驳作业,提升码头富裕的承载能力和经济效益,促进后方腹地的产业发展最大限度地发挥水运的优势。以钦州港三墩西作业区30万吨级油码头为例,通过研究分析和技术论证,实现了油码头原油过驳的功能。
  1原油过驳的必要性
  随着中缅输油管道的开通,原计划由钦州千万吨级炼油项目辐射大西南的战略布局发生了变化。目前,中石油通过云南炼油项目,使用中缅管道进口的原油生产成品油,产品满足了西南各省的需求,甚至部分还销售到广西,但从保障原油供应安全的战略角度出发,从北部湾进口原油仍然非常必要。
  钦州港自2012年~2021年原油过驳年均超过800万吨,根据钦州石化产业园的企业发展状况以及石化产业面临的形势,预计2025年过驳量达1000万吨。因此,利用30万级油码头泊位进行原油过驳是必要的。
  2工程概况
  2.1码头现状
  钦州港30万吨级石油码头工程采用墩式布置,码头东侧停泊30万吨级油船,西侧码头水工结构按30万吨级预留,水工结构总长546.3m,其中油船靠泊泊位结构总长468m,辅助区平台及连接到辅助区平台的连接桥长78.3m。码头施工与栈桥施工分开进行,目前原油码头与后方陆域油库联接的栈桥短期未能建设。
  为适应广西北部湾港钦州30万吨级油码头进行30万吨级油船及30万以下吨级油船作业的需要,目前码头拟采用过驳方式作业。码头前沿设置过驳管线,利用码头将原油从30万吨级船舶过驳至吨级较小的船舶。2.2航道条件
  目前钦州港进港航道投入使用的有6条,本工程使用的是钦州30万吨进港航道和30万吨级进港支航道。进港航道一期工程已经建成,30万吨级进港支航道(长约8.5km)基本建成,30万吨级进港支航道主要服务于三墩港区。
  2.3代表船型
  本工程位于规划的钦州港大榄坪港^三墩作业区,项目所在岸线规划为30万吨级泊位岸线。根据本项目营运货物的流量、流向情况,以及到港代表船型,本项目过驳船型为100000DWT ~300000DWT 油船,船型尺寸见表1。
  3过驳方案
  过驳方案的确定原则包括:
  (1)安全性原则。在现有的系泊条件下,原油过驳应确保码头结构、附属设施以及过驳油船的安全性。
  (2)高效率原则。在满足港口使用要求及原油过驳安全性的前提下,过驳方案应力求效率最高,等待时间最短。
  (3)经济性原则。油船过驳方案应尽可能地利用现有的码头泊位、附属设施以及企业现有的设备设施,尽可能地减少新的投资。
  3.1过驳船舶选择
  钦州港30万吨级油码头设计年吞吐量为930万吨,过驳船舶的选择应满足吞吐量的需求。泊位通过能力根据规范,按下式计算:
  式中:――船舶过驳能力(t);
  ――码头年营运天数,取300天;
  ――装卸一艘设计船型所需时间,参考规范确定(h);
  ――设计船型载货量(t);
  ――昼夜小时数,取24h;
  ――船舶的装卸辅助作业、技术作业时间以及船舶靠离泊时间之和(h);
  ――排压舱水时间(h);
  ――候潮、候流所增加时间(h);
  ――泊位利用率,对单一船型取70%。
  过驳船舶的载货量应大于71964吨,因此选择10万吨级油船作为过驳船型。
  3.2过驳方案
  码头东侧泊位长度468m,码头前沿停泊水域宽度为120.0m,前沿停泊水域底高程为-24.50m。西侧泊位长度345m,停泊水域宽度86.0m,停泊水域泥面高程-16.30m。。
  方案一:油码头东侧靠泊30万吨级油船(卸油船),西侧靠泊10万吨级油船(受油船)。
  30万吨级油船(卸油船,一程船)靠泊码头东侧、10万吨级油船(受油船,二程船)靠泊码头西侧,通过油码头平台进行装卸油过驳作业。油码头东侧与西侧前沿水深各自满足靠泊相应油船的水深要求。30万吨级船舶回旋水域布置在泊位停泊水域的正前方,回旋圆直径为835m,回旋水域泥面高程为-21.00m。回旋水域布置在停泊水域的正前方,回旋圆直径为615m,回旋水域泥面高程为-13.00m。油码头东侧与西侧前沿水深各自满足靠泊相应油船的水深要求。过驳方案示意图见图1。
  方案二:油码头东侧船靠船的平行过驳作业。
  30万吨级油船(卸油船)靠泊油码头东侧。卸油船靠泊油码头后,10万吨级油船(或10万吨级以下)(受油船)直接并靠于30万吨级油船(卸油船)侧。船与船采用平行靠泊方式。过驳方案示意图见图2。
  3.3安全性分析
  方案一油船泊稳条件好,过驳作业操作便利,安全性较好。回旋水域和进港航道可使用原有水域。油船分别靠泊码头两侧,无需考虑两船间的碰击,油船停靠条件较为优越,作业条件好,安全性高。
  方案二的两船之间利用软管连接即可进行过驳作业;为了防止锚链相互绞缠,靠泊船舶一般不能通过下锚来减轻系泊系统受到的外力作用和减轻船舶搓动。油船并靠过驳作业时两船会碰击,原有30万吨级油码头所需承载的撞击力和系缆力增大,需要加强相应的工程设施。过驳作业时需考虑两船之间的碰击,并靠作业使得原有30万吨级油船码头所需承载的撞击力和系缆力增大,需要加强相应的工程设施。作业安全性不如方案一。
  综合分析两种方案的安全性,最终确定方案一为原油过驳方案。
  4结语
  本文研究了基于码头的原油过驳技术,以钦州港30万吨油码头为例,研究确定了过驳的船型以及技术方案,得出结论如下:
  (1)利用油码头进行原油过驳是可行且必要的,原油过驳可以突破航道条件和装卸设备的限制,充分利用码头的吞吐能力。
  (2)通过研究船舶的过驳能力,分析了满足年吞吐量需要的最小船舶载重吨,确定了10万吨级油船作为卸油船进行原油过驳,过驳效率较高。
  (3)本文研究了两种过驳方案的码头结构受力特点,分析了停泊水域和回旋水域的尺度要求,以码头结构的承载力和水域条件为主要因素综合分析确定了过驳技术方案,技术方案在满足安全性的条件下投入相对较小。
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