某型溢油回收浮桥设计方案研究

2017-11-01舒畅黄新磊徐彪刘刚

中国水运 2017年10期

关键词：浮箱浮桥溢油

舒畅，黄新磊，徐彪，刘刚

（湖北华舟重工应急装备股份有限公司，湖北武汉 430223）

某型溢油回收浮桥设计方案研究

舒畅，黄新磊，徐彪，刘刚

（湖北华舟重工应急装备股份有限公司，湖北武汉 430223）

我国内河范围广，内河溢油事故发生泄漏的风险不断加大，一旦发生重大溢油事故必然对水质和生态环境带来重大灾难。本文针对绕阳河流域的溢油拦截回收问题，根据绕阳河的特殊环境，选取了浮桥围控溢油方法，是一种全新的尝试，为其他溢油回收方案提供了参考。

浮桥；溢油回收

随着第二次工业革命的进步，一个世纪以来世界各国工业迅猛发展，石油及石油成品在生活、交通、消费行业中成为目前不可替代的必需品。石油化工带来的污染问题也逐步为人知晓，在石油开采、加工、运输、存储、使用等环节中存在着极为严重的安全隐患，一旦石油大规模泄露，将带来生态灾难。每年各种石油泄漏事故，对周边生存环境造成了极为严重的污染，甚至有可能引发火灾、爆炸事故，威胁人民群众生命财产安全。2010年美国墨西哥湾原油泄漏事故、2013年青岛石油管道爆炸事件，都曾给石油泄漏处理敲响了警钟。

不仅海上漏油事故值得注意，内河石油泄漏会给周边的群众带来更为直接的危害。虽然通常情况下河流溢油事故的溢油量相比于海洋溢油事故来说较少，但因发生频率高，且河流不仅承担着航运功能，也为周边居民提供生活用水，一旦在内河发生溢油事故，它造成的危害将更直接和致命。

1 溢油形势分析

我国几个主要的内河流域都处于经济发达地区，大量石化厂、炼油厂和油料存储设施建于内河两岸，相应的溢油事故也有所增加。据相关部门统计，在2001年到2014间我国一共发生了约38起溢油超过50吨的重大事故，总的溢油重量达到了3.5万吨。仅1997～1999年发生在长江的溢油事故就达13起，溢油数千吨。一旦发生溢油事故，轻则沿河下游遭受污染，重则引发油污燃烧的流淌火灾，危及沿江陆岸构筑物、水上设施和生命安全，重视内河溢油防治是当务之急。

绕阳河位于辽宁平原西侧穿过石油开采区，而辽河油田曙光油区（包括曙光采油厂、特种油开发公司）位于绕阳河下游，沿着绕阳河两岸分布众多露天开采油井以及输油管线。石油开采是一个高危行业，一旦出现事故，溢油就会顺着雨水流入绕阳河，存在比较严重的溢油污染风险。

2 溢油等级划分及围控方法

我国高度重视内河溢油工作，油一旦扩散到内河水中，其扩散方向、面积、速度与内河的河床、当时风速、流速等都有很大关系，由于内河河床的复杂性，溢油防控更加复杂和困难，通常在溢油事件突发后，快速进行溢油围控，防止对下游扩散是减少和降低损失的主要措施。

英国主要以溢油量大小作为评价参数对溢油污染事故进行分级，对溢油的影响进行评价，不同的影响程度对应于不同的相应措施。见表1。

表1 英国溢油等级划分

溢油围控设备包括各类围油栏和溢油回收设备。围油栏主要有围控与集中、溢油导流和防止潜在溢油的作用，必须具备较高的适应能力，在风浪流作用下，布设方便，能够有效围油。在溢油区域首先应该采用溢油围控措施，例如用围油栏进行溢油围控，根据不同的内河水流情况选择不同的围油栏。快流围油栏主要针对流速较快的溢油水域；防火围油栏主要提前在易燃易爆码头布设。

表2 溢油设备性能分析

水面溢油回收的主要设备是溢油回收装置，溢油回收装置在不改变溢油形态的情况下利用各种手段将油从水面分离开来，在水面收集浮油的过程就是进行油水分离的过程。各种溢油回收装置设计依据主要是根据材料的亲油性、油水比重进行分离，各类溢油回收装置性能见表2。

3 溢油回收浮桥方案

辽河油田，在盘锦曙光油区212块杜813-H208井附近河段，安装了溢油防控舟桥系统，该系统主要用于当绕阳河河道发生溢油事故时，能够快速将溢油控制在河道之内，并使用相关的设备及设施清除溢油，降低和杜绝溢油污染海域的风险。在日常情况下，该系统的舟桥模块连接为整体呈折叠状态存放于岸边的库房中。一旦发生溢油事故，通过设置在岸上的架撤系统将舟桥模块快速展开并牵引布放于河面上，及时拦截河流上游漂移下来的水面污油并阻止其下泄。同时桥面上可以通行抢险人员和单重不大于2吨的小型设备移动展开，便于河面油污处理及打捞工作。

3.1 浮桥技术参数

图1 溢油回收浮桥

本浮桥采用连续体系折叠式带式钢质结构，主要技术参数如下：

（1）浮桥长度 120m

（2）浮桥宽度 5.00m

（3）浮桥型身 1.00m

（4）浮桥吃水 0.22m

（5）承载能力 ≥2.00t

（6）适应风力 6级

（7）适应流速 ≯3.00m/s

（8）适应岸高 ≥3.50m

（9）设计高水位 3.00m

（10）作业环境温度 ≥-5℃

（11）使用年限 ≥20年

4 设计关键技术

4.1 浮桥架设、回收系统

浮桥在未使用状态放在岸边的舟桥库房内，沿着长度方向折叠存放。折叠式浮箱系统采用浮箱模块重力式展开技术。

由翻转支撑架和慢速绞车构成架撤系统，在两岸布设牵引钢索，利用浮箱模块上布设的橡胶滚轮和钢索导轮，使浮箱在岸边坡道滚动，浮箱由侧立起折叠状态，快速移动躺下展开，并牵引至河面，封锁河道水面，迅速拦截河面上游漂流下来的油污并阻止其下泄。

牵引绞车放在库房内，在对岸设置定滑轮，通过牵引装置牵引钢丝绳把舟桥模块将浮箱模块布设到河面，撤收过程和布设过程相反。牵引绞车反向牵引，浮箱模块在钢丝绳的拉力作用下，回收到岸边库房内，再通过库房内的吊车，使浮箱翻转90°成折叠状态。

图2 浮桥架设过程示意图

桥面上可以通行抢险人员和单重不大于2吨的小型清理设备，进行河面油污的清理工作。当油污染险情排除，清理工作完成，架撤系统则反向撤收，浮箱由展开状态恢复到折叠状态，牵引至库房存放，实现了快速架设、快速撤收的全自动化作业。

图3 浮桥架设完成示意图

4.2 防泄漏系统

当上游出现原油泄漏以后，浮桥迅速展开封锁河道。当上游污油顺河水漂流到围控点后被浮桥拦截下来，逐渐形成原油聚集湾。通过溢油回收设备将漂浮在水面上的油污回收到库房内。

防泄漏系统由拦油围裙、岸端挡油墙总成以及箱间防撞块等组成。栏油围裙由耐油、酸、碱的橡胶片组成，布置有浮箱之间靠上游侧舷侧处，用于防止油污从浮箱间隙处泄漏。

岸端挡油墙由橡胶密封块、支架及砼结构支座组成，布置在两岸挡水墙靠浮箱端部上游侧沿设计水位变化范围内。箱间防撞块采用橡胶材料，安装在浮箱两侧端部，用于浮箱折叠时两舟之间的碰撞缓冲，以及减少舟间间隙减小油污泄漏。溢油回收浮桥处河道较宽，溢油被浮桥拦截以后，不断聚集到河湾中，形成回收区，在回收区内便于回收溢油。