75 m化学品洗舱趸船洗舱系统的设计

2022-12-03刘礼维李伯林

江苏船舶 2022年5期

刘礼维，高健，李伯林

(1.江苏省船舶设计研究所有限公司，江苏镇江 212003；2.中国人民解放军陆军装备部驻沈阳地区军事代表局驻大连地区军事代表室, 辽宁大连 116001；3.中国人民解放军第七八一四工厂,辽宁大连 116001)

0 引言

长江是我国第一大河，在我国经济社会发展和生态文明建设中占有十分重要的战略地位，因此，必须重视长江流域生态环境保护。化学品洗舱码头通常设置在长江沿岸。码头岸端一般设有化工废水处理系统、化工废气处理系统、蒸汽供给系统、惰性气体供给系统、清水供给系统等。化学品洗舱趸船设置于码头边，洗舱设备及管路接头均设置于趸船上，与岸端基站相连。化学品运输船需要洗舱时，将船停靠在洗舱趸船船边，按照洗舱流程进行洗舱。目前，三峡库区的“泽胜洗舱3号”化学品洗舱趸船[1]、武汉洗舱站的90 m化学品洗舱趸船[2]等均已成为长江上游及中游化学品船的重要洗舱设施，有效防止了化学品运输船洗舱作业污水直接排入长江，成为了守护长江生态的“绿色哨岗”。但是，长江内航行的化学品运输船数量巨大，如何规范、安全、高效地对化学品船进行洗舱仍是目前需要研究的问题。

因此，在长江沿岸合理设置化学品船洗舱码头及洗舱趸船等设施，对在长江流域航行的化学品船进行规范洗舱，以及减少长江水污染、保护生态环境有着积极深远的影响。为此，75 m化学品洗舱趸船作为某化学品洗舱码头主要配套设施之一，本文结合《内河危险化学品洗舱趸船法定检验技术暂行规则》(2019)等规范及化学品船洗舱的基本流程，为其设计一套完整的洗舱系统，以满足化学品运输船的洗舱需求。

1 75 m化学品洗舱趸船简介

75 m化学品洗舱趸船是为某洗舱站配套设计的一型洗舱趸船。改造后该码头可停靠5 000载重吨化学品船，具备对苯类、酸类、碱类、醇类及醚和其他类化学品、油类等货品的洗舱功能，并能够临时储存和转运油类及化学品洗舱水。该船通过定点抛锚和连接岸边地龙的方式系固，属于固定在岸边码头作业的趸船。

该船主要参数如下：总长75.0 m，型宽18.0 m，型深3.0 m，设计吃水1.2 m，航区内河A级。

主船体从艏至艉依次为艏部空舱、空舱(内设锚链舱)、空舱(内设雨水舱)、空舱(内设废水舱)、空舱(内设生活污水舱、雨水舱)、空舱、应急消防泵舱(内设锚链舱)、艉部空舱。在主甲板上由小舱口盖通过直梯下舱。

左舷艉部主甲板以上设置2层小甲板室：第1层设置卫生间、配电间、蓄电池间、工具间、水手间；第2层甲板室设有休息室，其顶部上方配有隔热用夹层型彩钢遮阳棚。主甲板设置带缆桩、艏艉设置系泊锚链等锚泊设备。在主甲板上左右舷各设置1套不锈钢洗眼器。靠船侧设置1台登船梯。在主甲板上船中部右舷设置1套船岸安全连接装置、1台软管吊机、换热设备间。在趸船近岸侧利用原浮式靠船设施满足靠船需求，通过钢引桥将本船与江岸连接起来。

根据实船使用情况，主甲板以下舱内需配备固定压载(混凝土整体浇筑)及移动压载(带把手混凝土块)。压载采用舱底混凝土整体浇筑+带把手混凝土块(可移动)形式。舱底混凝土整体浇筑时需考虑流水坡度，在适当的位置设置污水井。

甲板室顶部(游步甲板)设置1只信号灯杆，配备相应的信号设备。

洗舱基本流程见图1。

图1 洗舱基本流程

2 船舶管系扫线和船舱惰化及废气回收处理系统

2.1 船舶管系扫线

在洗舱趸船洗舱工作区域设置氮气软管接头，气源由岸上氮气供给站供给至洗舱趸船，气源为含量不超过5%的氮气。化学品运输船靠泊完成后，与趸船软管接头相连，接入氮气，对船舶管线进行吹扫扫线。

2.2 船舱惰化

被洗船扫线完成后，通过趸船上的船舶管系阀门控制，继续使用氮气对船舱进行惰化。

2.3 废气回收处理

在洗舱趸船设置化工废气回收系统，该系统由化工废气回收管路、船岸安全连接装置和化工废气接岸管路组成。

化工废气处理系统设置于岸上，与趸船的化工废气接岸管路相连接，处理被洗船在洗舱过程中产生的化工废气。在洗舱趸船洗舱工作区域设有化工废气软管接头，被洗船的废气通过软管与洗舱趸船废气回收系统相连接。氮气扫线及惰化前，应确保趸船化工废气回收管路与被洗化学品船废气管路相连。当氮气扫线及惰化的同时联动开启化工废气回收系统及处理装置。被洗化学品船船舱产生的废气，在引风机或自压作用下，引至化工废气回收系统，由岸上化工废气处理系统处理。在整个洗舱过程中，化工废气回收系统始终与被洗化学品船的化工废气管路相连，持续回收化工废气。

2.4 系统相关管路及设施

(1)氮气管路及软管接头：为被洗化学品船提供氮气惰化、驱气。

(2)废气管路及软管接头：接收被洗化学品船洗舱过程中产生的废气，接至岸上处理。

(3)船岸安全连接装置：设置于趸船上，保护船舶、码头废气回收装置安全。

3 船舱清洗系统

被洗船的惰化驱气完成后，可按照化学品种类及要求选择洗舱方式。洗舱趸船提供2种方式：热水洗舱和蒸汽清舱。

3.1 热水洗舱

在洗舱趸船洗舱工作区域设置热水软管接头。趸船上的热水由趸船上的蒸汽换热装置提供。蒸汽换热装置位于趸船换热设备间，通过蒸汽和清水换热，提供洗舱热水。洗舱趸船上的蒸汽和清水由岸上的蒸汽供给系统和清水供给系统提供。

洗涤剂柜设置于洗舱趸船甲板上。洗涤液由固体洗涤粉和热水混合所得。

热水洗舱时，将移动式洗舱机安装于被洗化学品船上。通过软管，将洗舱趸船上的热水与化学品船上的移动洗舱机相连，为被洗船提供热水洗舱。热水洗舱时，如需加入洗涤剂，可以通过比例混合器直接接入洗舱热水管线。

在洗舱趸船工作区域设有洗舱废水接收接头。洗舱废水通过被洗船的卸货管线与趸船上的废水回收管线软管相连，持续将洗舱废水输送至趸船化工废水舱。

趸船化工废水舱与岸上化工废水处理装置通过固定管线相连，并设有专用化工废水输送泵输送至岸上化工废水处理装置处理。

采用热水洗舱的方式需注意以下几点：

(1)在进行热水洗舱作业前，应对所清洗的液货舱惰化情况进行确认，舱内的氧气含量应小于爆炸上限8%(V/V)，舱内气压保持正压。

(2)在进行洗舱作业时，如果惰气的氧气含量超过爆炸上限8%(V/V)或舱内气体压力不是正压时，应停止洗舱。

(3)洗舱过程中应监测输出的惰性气体的纯度和压力。

(4)采用移动式洗舱机进行洗舱时，应在洗舱机引入液舱前接好所有的软管接头，并检查确认管路静电导通性。在洗舱机从液舱内取出前，禁止打开任何接头。

3.2 蒸汽清舱

在洗舱趸船上设置蒸汽管系，蒸汽由岸上蒸汽供给系统提供。在洗舱趸船洗舱工作区域设有蒸汽软管接头。被洗化学品船需要蒸汽清舱时，将趸船上的蒸汽通过软管接入被洗船管线，进行洗舱作业。蒸汽废气由趸船废气回收系统接收，蒸汽产生的洗舱废水通过被洗船的卸货管线与趸船上的废水回收管线软管相连，持续将洗舱废水输送至趸船上设置的化工废水舱。

采用蒸汽清舱的方式需注意以下几点：

(1)蒸汽清舱的方式只允许在惰化后的液货舱内进行操作。

(2)蒸舱前，舱内可燃性气体浓度不得超过可燃下限(LFL)的10%。

(3)蒸舱过程中应采取措施防止舱内静电及蒸汽压力聚集。

3.3 系统相关管路及设施

(1)蒸汽管路及软管接头：为被洗化学品船和洗舱趸船上的换热装置提供蒸汽。

(2)清水管路：为洗舱趸船上的换热装置提供清水。

(3)热水管路及软管接头：为被洗化学品船提供热水清洗。

(4)废水接收管路及接头：接收被洗化学品船的洗舱废水，并将洗舱废水输送至岸上的废水处理装置进行处理。

(5)移动式洗舱机：可安装在被洗化学品船上，与趸船热水管路连接，洗舱用。

(6)蒸汽换热装置：设置于趸船上，接收岸上蒸汽和清水，置换成热水供洗舱用。

(7)洗涤柜：设置于趸船上，与热水管路相连，提供固体洗涤剂。

(8)化工废水舱：设置于趸船上，接收被洗化学品的洗舱废水。

(9)化工废水输送泵：设置于趸船上，将化工废水舱内废水输送至岸上处理装置。

(10)水质在线分析仪：设置于趸船上，对洗舱后的化工废水进行分析检测。

4 舱口通风系统

在洗舱趸船上设置移动式风机，用于被洗船货舱的空气置换。移动式风机储存于趸船设备存储间内。完成热水洗舱或蒸汽清舱作业后，待舱内温度冷却至常温，将舱口盖打开，惰气入口关闭，将移动式风机软管出风口伸到被洗舱内距舱底1 m处，进行空气置换作业。

需要注意的是：通风置换作业前，需保证被洗舱内已充分惰化，舱内碳氢化合物蒸气的浓度值(按体积计算)在2%以下。

移动式风机及风机软管用于为已清洗的舱室提供空气置换。

5 人工清舱系统

5.1 人工清舱

在洗舱趸船上设置清水管路，清水由岸上清水供给系统提供。在洗舱趸船洗舱工作区域设有清水软管接头。在洗舱趸船上设置压力真空罐和真空泵系统，位于洗舱趸船甲板上围污栏内。在洗舱趸船洗舱工作区域设置压力真空罐收残接头。被洗化学品船完成热水洗舱或蒸汽清舱，经过通风置换后，软管接入清水，人工进入舱内，对舱内底部、四周、死角进行反复清洗，直至洗净。洗舱废水通过被洗船的卸货管线与趸船上的废水回收管线软管相连，持续将洗舱废水输送至趸船上设置的化工废水舱内。

人工清舱过程中，化学品船船舱内无法收净的洗舱废水用趸船上设置的真空泵系统收残。真空泵收的残液储存进压力真空罐，压力真空罐内残液最后排进化工废水舱。

5.2 注意事项

(1)在人工清舱前，舱气必须经证实符合不戴呼吸器具入舱的除气安全入舱条件，并应进行周期性的气体检测。

(2)在人工清舱前，需满足舱内温度符合人员进入的安全温度。

(3)入舱作业人员应配备袖珍式气体探测仪。

(4)有人在舱内进行作业的整个期间须保持连续通风。

(5)人工清舱所用设备或器具应在结构设计及材质上不会引起着火危险。

5.3 系统相关管路及设施

(1)清水管路及软管接头：为被洗化学品船提供清水清洗。

(2)残液收集管路及软管：收集被洗化学品船洗舱水残液。

(3)扫舱残液真空收集罐：通过罐内负压将被洗化学品船洗舱水残液抽吸并收集。

(4)水环式真空泵系统：持续为残液真空罐提供压力。

6 洗舱完毕后的工作

被洗化学品船洗舱完成后，操作工人下舱将残余的水分收集擦洗干净。使用移动式风机，利用舱口进行强制通风，直到舱内水分全部风干为止。

被洗化学品船完成整船洗舱作业后，首先需关闭相关阀门，拆除相关软管。其次接入清水对趸船上相关洗舱设备、管系、化工废水舱进行清洗，以确保趸船上所涉及洗舱系统无残液残留。洗舱所产生的固体危废垃圾，储存至趸船上设置的危废垃圾存储柜，由专门人员搬运至岸上指定地点处理。

7 消防配置

7.1 消防泡沫灭火系统

本船甲板泡沫灭火系统为固定式甲板泡沫灭火装置。该装置主要有以下2个作用：

(1)用于停靠船舶的灭火需求。由2具消防炮组成，泡沫炮排量及泡沫溶液的储备量按照停泊5 000载重吨化学品船进行计算。泡沫原液采用抗醇性水成膜泡沫液，所提供的泡沫液按3%的比例与水混合完毕后的溶液，能够满足连续供给不少于40 min的泡沫液，泡沫炮射程能够满足对本趸船所能停泊的最大化学品船液货区域的任何部位进行灭火处理。

(2)用于本趸船的灭火需求。由4只泡沫枪及其管路组成，泡沫接口设置于主甲板工作区域。