液货船安全管理1000问——如何深化理解油轮液货舱透气系统

第172期

[问题来源]

根据SOLAS公约及ISGOTT和VIQ的要求，油轮液货舱的透气系统及其辅助透气系统是保证油轮液货舱结构安全及防火安全的重要设备，本文从船舶管理及操作角度，对20000载重吨及以上装有惰气系统的油轮液货舱透气系统及辅助透气系统的要求，警报设定及对警报应采取措施进行解读分析，并给出实例，并自2016年1月1日起，强制配备IGS系统的吨位已经变为8000载重吨。

[分析意见]

液货船上针对压力或真空的液货舱结构保护系统，即液货舱透气系统是液货船一种特殊的重要安全系统，不但能保证液货舱内的压力，防止由于压力的变化对液货舱的结构造成影响，也是确保液货舱内可燃气体和有毒有害气体进行安全排放的有效途径。

国际海事组织的海上人命安全公约（SOLAS）有关液货船上针对压力或真空的液货舱结构保护的要求规定，透气装置的设计和操作应能确保液货舱内压力和真空均不得超过设计参数，并确保：

1.在任何情况下，由于液货舱内温度变化所产生的少量货油蒸气、空气或惰性气体混合物能流经压力/真空阀；和

2.在液货装载和压载或卸载过程中，大量货油蒸气、空气或惰性气体混合物能够通过。

同时，SOLAS要求液货船应装设允许货油蒸气、空气或惰性气体全流量释放的辅助装置，防止上述的布置发生故障时出现超压或负压。作为替代，可以在公约所要求措施保护的每一液货舱内安装压力传感器，传感器的监测系统应设于船舶货物控制室或通常进行货物操作的位置。监测设备上还应设有报警装置，在探测到液货舱内出现超压或负压时启动。

油轮液货舱透气系统有很多种设计方法，概括起来主要有两类，即独立式透气方法和集中式透气方法。

独立式透气方法是每一液货舱采用独立透气管的方法，作为独立装置，透气管不与惰气系统相连。集中式透气方法是多个液货舱由一根或数根透气管相连，在适当位置安装透气桅的方法。主透气管即可以用于透气，也可以用于填充惰气。

还有一些组合式方法，但其原理可以归纳为上述两种范畴。主要方式有：

1.FULL FLOW MAST RISER INDEPENDENT FULL FLOW P/V VALVE PER TANK.

2.FULL FLOW MAST RISER PRESSURE SENSORS (with alarms and monitoring in CCR) per tank.

3.INDEPENDENT FULL FLOW P/V VALVE PER TANK PRESSURE SENSORS(with alarms and monitoring in CCR) per tank.

4.TWO (2) INDEPENDENT FULL FLOW P/V VALVES PER TANK.

透气系统在装货时用于排出液货舱内混合气体，防止舱内压力过高，透气速率也决定了船舶的装货速率。由于液体货物封闭于液货舱内，受到外界种种条件变化的影响，如大气温度，海水温度和阳光辐射等，使得液体货物发生气化或液化的物理变化，会使舱内压力升高或下降，产生液货舱压力，作用于液货舱舱壁并产生作用力。液货舱在装卸液体货物时，也会使液货舱内的压力急剧增加或减少，甚至产生负压。这些压力如果超过液货舱的结构强度，就会造成液货舱结构变形，裂缝甚至破损。为防止液货舱结构由于压力的上升或下降过快后产生的影响，故而液货舱都采用全流量式结构作为液货舱的主要透气系统。

油轮的液货舱辅助透气系统，目前国内油轮多采用安装压力传感器及其监测系统作为替代方式，这也包括两种形式：

1.在每一液货舱内安装压力传感器作为这一要求的替代方式

船舶设计者选择在每一液货舱安装压力传感器，传感器的监测系统设于货油控制室中，与配载仪（LOADING COMPUTER）保持在线连接，确保实时监控，同时可以在配载仪中设定警报值，避免因通风系统故障而导致液货舱超压或负压。

2.在惰气主管线内安装压力传感器作为这一要求的替代方式

有部分VLCC船舶，在设计建造时，考虑成本等多种因素，只在惰气主管线中安装了压力传感器，因为设计者认为VLCC主要是用来进行原油运输的，而原油基本不需要分仓隔票，在原油装卸及运输过程中，每一液货舱的惰气隔离阀处于常开状态，理论上液货舱内和惰气主管线处于连通状态，惰气主管线中的压力传感器所监测到的压力理论上就是液货舱的压力。同样监测系统也设于货油控制室内，与配载仪保持在线连接，保证实时监控和在配载仪中设定警报值，避免因通风系统故障而导致液货舱超压或负压。

每一液货舱安装压力传感器的替代方式，是OCIMF的各大石油公司所接受的方式。在惰气主管线内安装压力传感器的替代方式，这样的设计被部分船级社认可，但大部分大石油公司不接受这样的解释，而根据船舶的国际防止油污证书（IOPPC） 附件B 1.11所确定的设计船舶类型的不同，有关液货舱保护装置的要求也不尽相同，又分为两种情况：

1.如果国际防止污染证书附件B 1.11项所指明该船舶是原油船，大部分石油公司接受上述解释，允许此种船舶靠泊其码头进行装卸货作业，但该种船舶就不可以装运除原油以外的其它油品。

2.如果船舶的国际防止污染证书附件B 1.11项所指明的船舶类型为原油/成品油船，上述解释为多数石油公司所不接受，此种船舶将不被接受在其所属的码头靠泊进行装卸货等作业操作。同时也会在石油公司检查中被检查官作为信息项在发现项清单中列出，信息项虽然不等同于发现项，但审核报告的专家，通常认为这样的布置所存在问题的严重性不亚于高风险项，因为是设计上的问题，所以会被Exxon、Chevron及中东部分石油公司所拒绝接受，甚至导致船队所有船不被接受，或者影响船公司与石油公司的诸如租船等合作业务。

而在安装了压力传感器作为辅助通风系统，且满足上述情况的油轮上，为了确保辅助通风系统有效工作，起到保护货油舱的压力处于正常结构强度范围内，与其相关的货油舱惰气压力报警值的设定就显得尤为重要，该问题也是比较容易出现理解错误的内容，也是石油公司检查中的关注点。

对于油轮，VIQ7- 8.19条款要求船舶应遵守SOLAS有关液货舱辅助通风系统的要求。货油舱混杂大量货油蒸汽、空气和惰性气体混合物，为了防止舱内产生过高压力和真空负压，设置了防止压力过高和过低保护装置，当主要通风系统故障不工作时，辅助的第二套货油舱混合气体通风系统开始工作，起到对主要通风系统的保护作用。辅助的保护装置选择的是压力探头安装在每个货油舱，对第一套系统起监控作用，该系统监视部分安装在货油控制室或者正常货油操作位置，系统设置的监控报警功能，能灵便地监测货油舱压力过高和过低。

对于已安装混合气体回收装置的船舶，要有压力探头设备，在主惰气管线上的探头具备以下功能：

(a)货油操作位置安装压力指示器，在货油操作中有效的监控惰气管线的压力。

(b)货油操作位置，可以有效监控惰气高压和低压警报，高压和低压警报具有以下功能：

1.当达到设定高压或者低压值的情况下，将发出音响警报和可视灯光警报，货油操作将受到约束。

2. 高压报警值不超过液货舱通风系统的最低压力释放阀设定值的90%。

3. 惰化液货船，低压报警不低于4英寸水柱表压(0.144 psig)；非惰化液货船，低压压力达到液货舱透气系统的真空释放阀最低设定值报警。(CFR 46 39.20-13)

已经安装惰气系统的船舶，假如压力探头安装在惰气总管及每个货油舱作为通风系统辅助安全保护系统，其惰气压力警报值应准确的设定为高出货舱高速压力-真空阀（PV阀）10%。

为了对本条款有一个比较清楚的认识，首先要明白哪些属于主要通风系统，那些属于辅助通风系统。以集中式透气系统为主要透气系统，以每一液货舱安装压力传感器为辅助通风系统的船舶为例，分析其警报设置及发现警报后应采取的措施。

1.设在主甲板每个货油舱的高速压力-真空阀（P/V阀）动作压力值设置为 1400mmwg/-350mmwg毫米水柱；压力真空破坏器PV（ breaker valve）设置 2100mmwg/-700mmwg毫米水柱；惰气释放桅（MAST RISER）旁通设置压力真空器压力设置为 1400mmwg/-350mmwg毫米水柱；监控设备探测惰气总管和各货油舱分支管相连的综合压力和含氧量，显示器分别设在货空室；驾驶台；机舱控制室。其设定高压为12.6Kpa/1285mmwg, 低压为2.0Kpa/204mmwg,超低压为1.0Kpa/102mmwg, 含氧量为8%和5%，这些设定值任何一项超过标准立即发出警报，提醒值班人员注意。

2. 辅助保护系统应包括混合气体回收装置和电子探测装置：

A．VAPOUR ALARM SYSTEM警报系统安装在货油控制室，船中部货油管岐管出口处设有校正箱，监控惰气管线的压力设置低压10Mbar/102mmwg ；高压120Mbar/1224mmwg；含氧量8%，每年由岸上专业人员校正一次，船上有标准气瓶定期检查。

B．设置在每个货油舱的电子SENSOR探头装置，监测货油舱的压力，温度，空档，这些监测数据通过配载仪（LOADING COMPUTER）分别显示。

3.油气回收装置设置的含氧量警报小于8%，惰气低压警报10Mbar/102mmwg; 设置的高压警报120Mbar/1224mmwg. 高压警报不超过甲板货油舱压力真空器PV 1400mmwg的90%。（1400mmwg x 90%=1260mmwg）。

根据VIQ7-8.19条款，船舶高速压力-真空阀按制造商出厂要求设定为高压1400mmwg毫米水柱，那么，在配载仪（LOADING COMPUTER）中高压警报值设定为1540mmwg毫米水柱，即大于P/V阀高压动作值 1400mmwg的10%。根据条款中要求，为了避免货油舱零压力，真空压力低压报警值设定应大于0，而不是大于真空阀动作值-350mmwg的10%，至于具体数值，可根据各管理公司的要求而定，通常设为100mmwg。

这项VIQ的条款，主要是为保护货舱结构而设置。当甲板各货油舱压力-真空阀在其高压动作值 1400mmwg失灵，系统不能起到透气作用时，舱内压力将继续上升，当达到配载仪（LOADING COMPUTER）设置的高压1540mmwg的警报设定值时，警报开始工作，发出声光警报，提醒值班人员注意，这时必须采取人为干预高压阀动作的措施，强行释放压力，避免压力超过液货舱结构强度而使液货舱变形，甚至破裂造成人身伤害和环境污染。同样当压力降低到100mmwg时，配载仪发出声光警报，提醒值班人员注意，此时需要启动惰气系统，向低压的液货舱填充惰气，避免液货舱产生负压。有研究表明，液货舱的负压，对结构的影响要远远大于高压的影响，其破坏性可能类似于液货舱的变形甚至破裂。

油轮液货舱透气系统及其辅助透气系统的强制要求，以及上述的设定更有利于监控液货舱避免过高压力，使液货舱始终保持在正常压力状态下，起到对透气系统的保护作用，保证油轮液货舱的安全，提高了船员的人身安全，减少对环境污染的可能性。船舶在营运过程中，透气系统的良好工作状态是保证液货船安全营运的重要设备，同时船员应加强对透气系统的维修保养，定期检查，也要熟悉了解整个系统的工作原理，在发生意外情况时能及时有效的进行处理，保证人员、环境的安全。

撰稿人：CTASF 辛钢