浮式生产储卸油装置拖航过程中临时导航系统选择

崔正明

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

1 概述

1.1 浮式生产储卸油装置简介

浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading System，简称FPSO)是集储油、卸油、发电、油气处理、控制、生活等功能于一体的海上油气处理装置。FPSO是漂浮在海面上的一个浮体，是系泊在单点系泊装置上，围绕单点转动且具有风向标效应的油气生产装置，它具有船舶的安全特性，如浮性、稳性、抗沉性、耐波性和强度等，大部分FPSO本身并没有动力，需要依靠拖轮进行拖航完成它的运输。

1.2 FPSO拖航避碰规则

在FPSO拖航过程中，主要有以下风险：

1)风浪流的影响。风、浪、流在拖航过程中会增加FPSO拖航的阻力，会让FPSO在拖航过程中产生颠簸、要换，影响拖轮的操作，让拖航操作困难，航向不稳定等。

2)交叉作业风险。在拖航过程中，拖带系统包括了主拖轮、守护拖轮及被拖物FPSO。这个组合的长度通常可达 500 m 以上，临时调整方向或航速非常困难。如果遇到其他航行的船舶，需要提前预警以防止碰撞，而且作业过程中要保证信息传达的准确，沟通流畅。

FPSO在海上拖航过程中，必须遵循“国际海上避碰规则”、船舶检验机构对海船信号设备的规定，同时，作为被拖物，还应该满足各种标准和规范对航行灯、信号灯的设计和安装要求。

FPSO对外的灯光信号分为航行灯、信号灯、号型等。FPSO对外的灯光信号是直接关系到FPSO安全的可视信号，因此FPSO上设置的灯光信号应严格遵照船舶有关航行信号设备规范和海上平台关于导航的等设备的规范进行设置，以使所设置的灯光能正确地对外表达FPSO的位置、状态和动向。航行灯、信号灯不仅要在日没至日出期间点燃，并且在能见度不良或其他一切认为必要的情况下，同样要能点燃，并显示。

临时导航系统的目的：为了保证被拖物的安全，避免遭到来往航行及作业船舶的碰撞而安装的可视信号系统。

根据国际海上避碰公约，一被拖船或被拖物体应显示：

1) 两盏弦灯；2) 一盏艉灯；3) 当拖带长度超过 200 m 时,在最易见处显示一个菱形体号型；4) 如宽度为 25 m 或 25 m 以上时,在两侧最宽处或接近最宽处,另加两盏环照白灯；5) 如长度超过 100 m,在1)和2)项规定的号灯之间,另加若干环照白灯,使得这些灯之间的距离不超过 100 m；6) 在最后一艘被拖船舶或物体的末端或接近末端处,显示一个菱形体号型,如果拖带长度超过 200 m 时,在尽可能前部的最易见处另加一个菱形体号型。

国际海上避碰公约中，定义了如下临时导航系统：

“舷灯”是指右舷的绿灯和左舷的红灯，各在112.5°的水平光弧内显示不间断的灯光，其装置要使灯光从船的正前方到各自一舷正横后22.5°内分别显示。长度小于 20 m 的船舶，其舷灯可以合并成一盏，装设于船的首尾中心线上。

“艉灯”是指安置在尽可能接近船艉的白灯，在135°的水平弧内显示不间断的灯光，其装置要使灯光从船的正后方到每一舷67.5°内显示。

“闪光灯”是指每隔一定时间以频率为闪120次/min或120次以上的号灯。

并且根据避碰公约，以上号灯应该在3海里处能够被看到。

2 FPSO临时导航系统选择

以某条30万t级FPSO拖航为例，其拖带长度已超过了 500 m，根据国际海上避碰公约，设置了以下临时导航系统：

1) 在左舷最外侧，设置了一个红色舷灯；

2) 在右舷最外侧，设置了一个绿色舷灯；

3) 在船艉突出的小平台上，设置了一个白色艉灯；

4) 在左右舷突出的甲板上，每一舷都设置了6盏白色环照灯；

5) 因为进出的港口有航空口岸，有飞机来往，而FPSO的火炬臂最高处距海平面超过了 70 m，为防止飞机碰撞，在火炬臂最顶端设置一盏红色闪光灯；

6) 在船艉生活楼后，设置了一个黑色菱形号型。

2.1 舷灯、艉灯

由于本次拖航期间，FPSO上没有发电机启动，没有电源，因此所选用的号灯均为太阳能供电型。如图1所示。

图1 选用的舷灯、艉灯

太阳能供电型的航行灯无需安装电缆，一次充电后可用 150 h，并且无需更换灯泡。

在航行灯上，有双重开关，可以使航行灯持续工作，也可以使航行灯夜间自动开启工作，白天自动关闭。由于船舷灯需要特定角度，所以在航行灯透镜内设置了专用挡板，以满足航行需要。具体的航行灯选用型号见表1。

表1 航行灯型号

2.2 环照灯、闪光灯

本次选用的环照灯、闪光灯均为太阳能供电型，环照灯为白色常亮，闪光灯为红色闪烁。因为在进出的港口附近有飞机起落，而拖航的FPSO最高处为火炬臂，距水面高度达到了 75 m，因此需要在火炬臂最高处安装一盏红色闪光灯，以提示飞机的避让。闪光灯闪烁的频率为120次/min。

因为FPSO长度近 300 m，在FPSO左右船舷安装了白色环照灯，以显示FPSO的外形轮廓。闪光灯和环照灯水平光弧均为360°。如表2。

表2 环照灯、闪光灯型号

2.3 号型

号型是用于显示航行或拖航船舶的动态、种类和工作性质的的信号，分为球体、圆柱体、圆锥体、菱形等黑色形体，需要在白天能够显示。根据避碰公约，拖带长度大于 200 m 的被拖物，被拖物在船尾显见处应按照一个黑色菱形号型

3 航行灯最大可见距离

拖航期间，航行灯最大可见距离的要求为 3 n mile 以上，即光能见距离，灯所能照射的最大距离，可以通过下式进行计算：

(1)

其中，I为灯光强度(cd)；E为目视光线最小强度(为0.67cd/n mile2)；T为空气中光的传播系数(通常为0.85)；d为光力能见距离(m);D值为考虑地面蒙气差和地面曲率等影响后，测试者理论上能看到的物体的最大距离，由公式(2)确定：

(2)

其中,e为测试者所站位置的眼高(m)，H为被测物体的高度(m)。

通过上面公式的计算，本项目所选用的各个航行灯符合要求。

4 航行灯安装

对于航行灯的安装有如下要求：

舷灯应对称布置在与纵中线面中的垂直线上，最好装在舷侧；双色灯装在船纵中线面中；舷灯的安装高度不超过前桅灯高度的3/4。

本次拖航距离较长，安装航行的支架需要适应海洋环境，因此，选用的支架均为钢支架并进行喷漆防腐处理，航行灯的底座为图2所示。支架的法兰盘与航行灯底座吻合并可以用螺栓固定。

图2 航行灯安装的地面法兰盘

5 结语

浮式生产储卸油装置的临时导航系统是其拖航工作中非常重要的一部分，拖航的可靠性以及导航系统的稳定性是安全拖航的最大保障，没有临时导航系统，拖航的安全就无从提起，它为拖航工作保驾护航。

因此，在临时导航系统的设计、建造和安装过程中要严格遵守规章准则，将拖航的安全隐患降到最低，使拖航可靠地运行。