鞠培建 呂 振

（青島海灣液體化工港務(wù)有限公司，山東 青島 266400）

0 前言

在液體化工品裝船作業(yè)過程中，船艙內(nèi)液面不斷升高，進而將液面以上的揮發(fā)氣體或者其他惰性氣體等不斷排出，直接排入大氣，將對環(huán)境造成污染。目前陸岸已安裝油氣回收處理裝置，船艙尾氣與尾氣處理裝置之間通過增加船岸面安全裝置模塊進行控制，提高船與陸上后方之間的安全性。船岸界安全裝置能監(jiān)測裝船過程中油氣管線（船艙）的壓力、溫度、流量、含氧量，并與裝卸區(qū)船岸面安全裝置聯(lián)動，對超出值做出反應(yīng)[1]，包括直接切斷油氣輸送，調(diào)整油氣輸送等，起到自動自檢、自動報警、自動保護的功能。

1 船岸面安全裝置的現(xiàn)狀

1.1 船岸面安全裝置是船上油氣處理的必要條件

對于港口企業(yè)來講，安全生產(chǎn)是持續(xù)發(fā)展的前提。為了保護船舶、碼頭和油氣回收裝置安全[2]，設(shè)于油氣收集裝置和油氣輸送裝置之間的裝置。其前端（進氣端）連接輸氣臂或軟管，末端（出氣端）連接輸氣管網(wǎng)。極度危害和揮發(fā)性較快物料的裝船作業(yè)，一般會設(shè)置氣相循環(huán)管線，來控制氣相與液相的壓力平衡[3]，維持正常的裝卸作業(yè)。對于其他物料裝卸作業(yè)氣相處理問題，目前國家相關(guān)法律法規(guī)雖未做強制要求，但隨著環(huán)保安全規(guī)范的逐步推進，碼頭氣相回收將進行規(guī)范化應(yīng)用。船岸面安全裝置是碼頭油氣回收應(yīng)用中，綜合船上與陸域之間的安全要求，而進行設(shè)計的，既保護陸上裝置又保護船方[4]。

1.2 系統(tǒng)單元組成及功能

碼頭油氣回收船岸面安全裝置（以下簡稱該裝置）一般由切斷閥、止回閥、調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器、高速透氣/真空閥或壓力/真空釋放閥、電動卸載閥、氣液分離器、含氧量傳感器、VOC 測定儀、溫度傳感器、阻爆轟型阻火器、流量計和控制系統(tǒng)等構(gòu)成，實現(xiàn)自動控制功能、獨立供電控制功能、實時在線監(jiān)測報警和保護功能、碼頭油氣回收作業(yè)控制功能、氣液分離、系統(tǒng)惰化、船舶溢流保護功能、含氧量超限控制、超壓/超真空控制功能、火災(zāi)、爆炸和爆炸保護功能。

1.3 裝置應(yīng)用情況

1.3.1 設(shè)計參考及依據(jù)

該裝置主管道內(nèi)油氣最大流速為20 m/s，管道設(shè)計壓力不應(yīng)低于2.0 MPa，管道法蘭制造標(biāo)準應(yīng)符合SH/T3406 標(biāo)準，壓力等級PN20（class150）。

1.3.2 裝置內(nèi)部布局要求

排放管垂直安裝于該裝置進氣端壓力傳感器和電動控制切斷閥之間的主管道上，頂端安裝電動卸載閥和壓力/真空釋放閥或高速透氣/真空閥，應(yīng)符合如下要求。1）壓力/真空釋放閥排氣口垂直排放，電動卸載閥排氣管口采用90 °彎頭形式且不得朝向鄰近設(shè)備或人行通道。2）采用軟管裝物料作業(yè)的碼頭，高速透氣/真空閥排氣口應(yīng)垂直排放，排放口高度距碼頭地面不少于3 m。3）采用輸料臂作業(yè)的碼頭，排放管附近8 m 范圍內(nèi)平臺建筑物有建筑物時，管口高出建筑物頂端3 m 以上，且不妨礙輸料臂運動軌跡，管口應(yīng)設(shè)置阻火器。4）壓力閥開啟時任何時排氣速度不小于30 m/s。5）該裝置的進氣端與輸料臂（或裝卸軟管）連接，出氣端與碼頭油氣輸送管道連接，氧含量分析儀距離進氣端不超過6 m[5]。

1.3.3 絕緣要求

該裝置鄰近進氣端主管道上采用絕緣法蘭，絕緣法蘭的電阻值在水壓試驗前應(yīng)不小于10 MΩ，水壓試驗后應(yīng)不小于1 000Ω。

1.3.4 防水及防氧化

該裝置整機及部件所選用的防腐材料應(yīng)具有良好的環(huán)境和溫度適應(yīng)性及耐腐蝕性，滿足JTS 149-1 中的要求；防腐涂層應(yīng)符合JT/T 733 中的要求；箱體、開關(guān)、按鈕、儀表等至少應(yīng)達到IEC 600529 中IP55 級或相當(dāng)標(biāo)準。

1.3.5 自控系統(tǒng)

該裝置應(yīng)設(shè)置自動化控制系統(tǒng)，控制柜及內(nèi)設(shè)設(shè)備器材應(yīng)能夠適應(yīng)預(yù)定工作環(huán)境的要求，包括環(huán)境空氣溫度、相對濕度、振動、鹽霧及灰塵等?？刂葡到y(tǒng)在電源電壓和頻率偏離額定值的標(biāo)準許可波動條件下正常工作，當(dāng)電源的諧波成分不大于5%時，能正常工作?？刂乒癜惭b具備接受船舶溢液報警信號的專用防爆插銷，船舶溢流信號電纜應(yīng)通過插銷連接，并以適當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞竭M入該裝置控制系統(tǒng)[6]。安全、監(jiān)測和報警在控制系統(tǒng)設(shè)計中有單獨的線路供電，當(dāng)上述電源失電時，應(yīng)能自動轉(zhuǎn)接到備用電源（例如蓄電池組或UPS）供電，并發(fā)出報警，其容量應(yīng)至少能維持30 min 供電的需要，采用不中斷的方式轉(zhuǎn)換到備用電源。通信模式為RS485，通信協(xié)議為MODBUS RTU。防爆控制箱及信號控制箱箱應(yīng)選用鋼制金屬殼體，防爆等級EXd ⅡB T4，防護等級不低于IP55，不銹鋼外殼應(yīng)具備防水淋措施。

1.3.6 報警及復(fù)位

設(shè)定安全保護控制程序及自動產(chǎn)生保護性動作指令，被控設(shè)備、裝置或系統(tǒng)應(yīng)按預(yù)定設(shè)定的關(guān)閉要求緊急和有序關(guān)閉，同時具備備用的手動控制。當(dāng)該控制系統(tǒng)或總控系統(tǒng)發(fā)生故障、失效或動力源中斷時，能夠發(fā)出報警信號或者轉(zhuǎn)換到就地手動控制，設(shè)置緊急停車按鈕，實現(xiàn)人工操作緊急停車；設(shè)定故障停機后復(fù)位控制程序，非經(jīng)人工復(fù)位，該裝置不自動投入運行。

1.3.7 防雷防靜電

該裝置防靜電接地應(yīng)符合JT 556 的要求，接地電阻應(yīng)小于10 Ω，撬裝設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)、管道、電動閥門、電氣設(shè)備、儀表設(shè)備、阻爆轟阻火器的阻火盤、氣液分離過濾器的濾芯等應(yīng)使用專用接地線可靠接地，接地電阻應(yīng)小于4Ω。所有管道、設(shè)備對應(yīng)法蘭應(yīng)安裝靜電跨接，法蘭間跨接后的接觸電阻不大于0.03 Ω。

1.3.8 作業(yè)控制

根據(jù)碼頭作業(yè)要求制定該裝置正常生產(chǎn)開啟前的準備工作程序：包括控制系統(tǒng)供電，啟動儀表供電，儀表自檢，確認儀表指示正確，惰氣供應(yīng)狀況正常，手動切斷閥處于規(guī)定關(guān)閉狀態(tài)等；通過碼頭總控制室指令，開啟惰氣掃管，確保系統(tǒng)管道內(nèi)氧含量合格；在碼頭該裝置現(xiàn)場有操作人員前提下，啟動自動開機控制程序；應(yīng)依據(jù)設(shè)定的全系統(tǒng)關(guān)機工作制度，制定相應(yīng)關(guān)機控制程序[7]。

將手動切斷閥開啟作為該裝置與船舶油氣連接重要的控制節(jié)點，為了保證船舶和碼頭安全，只有按照有關(guān)規(guī)定船岸安全檢查后，經(jīng)船舶和碼頭安全負責(zé)人書面簽字確認，才能人工手動打開閥門進行油氣回收作業(yè)。

該裝置控制系統(tǒng)是碼頭油氣回收設(shè)施總控制系統(tǒng)的子系統(tǒng)，具備向總控制系統(tǒng)提供各類監(jiān)測參數(shù)，并接收總控制系統(tǒng)遙控指令功能；易于檢查、辯認并可以鎖定，能夠保證該裝置的正常作業(yè)、穩(wěn)定工作。在多泊位合并使用一套油氣回收系統(tǒng)時，每個泊位應(yīng)設(shè)置一套該裝置，均應(yīng)安裝止回閥；能實現(xiàn)對碼頭多泊位油氣回收并聯(lián)工況的監(jiān)測和連鎖控制，采用故障安全原則對總系統(tǒng)的超壓/超真空控制進行縝密審核，防止多個泊位和碼頭油氣混合串氣，防止混合輸送的油氣因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生爆炸[8]。

2 裝置問題及優(yōu)化

2.1 裝置運行過程中的問題

船岸面安全裝置屬于尾氣回收的中間控制環(huán)節(jié)，整套工藝流程中各單元獨立控制，未能實現(xiàn)全流程聯(lián)鎖自動控制，油氣回收裝置、船岸面安全裝置、船方控制系統(tǒng)均獨立控制，未能接入統(tǒng)一的控制系統(tǒng)。如果各單元模塊統(tǒng)一接入通信協(xié)議相同的一套系統(tǒng)，將大大提高整套裝置的自動控制能力，將船艙、船岸面安全裝置、油氣回收裝置（地面火炬）形成完整的裝船處理系統(tǒng)工藝系統(tǒng)。

2.2 優(yōu)化及建議

目前國內(nèi)尚未出臺相關(guān)的規(guī)范要求，項目實施處于試用階段。設(shè)備制作安裝標(biāo)準有待完善，統(tǒng)一標(biāo)準確保船方、船岸面安全裝置、油氣回收裝置確保控制系統(tǒng)相互兼容，提高自動化控制水平，形成總體聯(lián)鎖控制。

船岸面安全裝置作為撬裝設(shè)備，應(yīng)具有獨立性，而設(shè)計壓力過高通過呼吸閥就地排放，仍不能做到本質(zhì)安全，而且排放高度過高給撬裝設(shè)備的總體布局和支撐造成困難。

裝置固定安裝于碼頭前沿，如果連接軟管無法完全補償因船舶走錨或飄移產(chǎn)生位移量，不僅對裝卸工藝管道造成損害，也會對船岸面安全裝置的安全性造成影響[9]。

2.3 存在困難

船岸面安全裝置與油氣處理系統(tǒng)處于陸上，國家統(tǒng)一標(biāo)準方案可行，而各個國家對船方安全要求標(biāo)準不同，貨船方標(biāo)準需要國際上進行統(tǒng)一，因此目前船舶溢流保護功能的實現(xiàn)尚需探討。

3 結(jié)語

綜上所述，根據(jù)國家相關(guān)的戰(zhàn)略經(jīng)濟要求，企業(yè)的環(huán)保問題在國內(nèi)逐漸得到重視，因此環(huán)保實施安全有效運行顯得尤為重要。船岸面安全裝置作為船方與油氣處理裝置之間的“安全鎖”[10]，可以在確保雙方安全的前提下，確保油氣得到妥善處理。國家相關(guān)部門出臺了相關(guān)的標(biāo)準規(guī)范，使船岸面安全裝置逐步推廣應(yīng)用。