港作拖轮护航安全操作浅见

陈亚阳 泉州港务集团新港拖轮有限公司

1.护航的重要性

以湄洲湾水域为例，经本地拖轮公司的作业统计，2020年进出该水域的VLCC为214艘次，VLOC为60艘次，大型LNG为132艘次。随着进出航道的超大型船舶增多，发生船舶碰撞、触底、搁浅等事故的可能性增大。因为超大型船舶满载时质量大、惯性大、操作难、避让困难，对航道中的小渔船、黄沙船等进出港口的各类船舶防不胜防，稍有疏忽，容易发生碰撞事故，造成人员伤亡及财产损失。另外，超大型船舶发生主机或舵桨失控等突发性事件的可能性也增大，一旦失控，有可能酿成严重后果。（1）堵塞航道，使港口生产陷入瘫痪，经济损失惨重。（2）VLCC满载时载有 30万t原油，VLOC也载有几千吨燃油，一旦发生搁浅或触底事故将产生原油和燃油泄漏的重大恶性事故。

1.1 事故案例

1989年3月24日油轮“Exxon Valdez″在驶离阿拉斯加的“Valdez Arm”时搁浅，导致大量石油泄漏，此后，美国要求所有满载油轮必须使用拖轮护航。1990年，美国将石油污染法案升级为法律。经过了15年提出这个法案当中，除其他事项外，美国海岸警卫队特别是在威廉王子湾和普吉特海湾水域建立油轮护航的新规定。

1989年散货船“MERCANTILE MARCIA″的沉没，导致重燃料油泄漏，挪威西岸的“MANGSTAD”和“STURE″要求超过3万吨级的油轮必须使用拖轮监护。现在挪威政府强制要求所有油轮驶入主要港口时，必须有拖轮护航。1990年瑞典的哥德堡港要求油轮必须护航。芬兰的油轮护航起步于九十年代初。由于 1992年发生在西班牙海岸的油轮“Aegean Sea”的悲剧，西班牙要求驶往拉科鲁尼亚(西班牙)的油轮必须被监护。

2010年4月21日，位于美国墨西哥湾的英国石油公司租用的“深水地平线号”钻井平台爆炸并沉入大海，造成 11名工作人员死亡，导致每135000桶原油泄漏海中。这起原油泄漏事故严重威胁在墨西哥湾生存的数百种鱼类、鸟类和其它生物，当地渔民赖以生存的捕捞业有可能遭到毁灭性的打击，经济损失估计达几百亿元。

上述海上溢油事故所造成的严重后果让人触目惊心，据英国P&I调查报告显示，油轮搁浅和碰撞引发的溢油占油轮事故的30%。造成这些事故发生的因素有许多，包括技术故障、能见度降低和人为失误等，其中50%是由于人为因素引起的。

1.2 护航的要求

为保证通航安全，防止船舶污染海洋环境，对超大型船舶实施拖轮护航、监护是非常必要的，国内海事部门对此已经做了强制性规定。

而护航是否适合于特定港口或港口附近水域，对此我们可以进行研究。

1.2.1 风险评估

针对相关方面进行风险评估：（1）港口及其航道详情，例如：限制区，弯道，距离，水深和潮差；所有航路的环境条件，即:海流，风，能见度，海浪，涌，冰，昼/夜；岛屿，码头，底部结构和航道两侧多岩石或多沙，平坦或陡峭；锚地；分道通航制。

（2）助航仪器。

①VTS，船舶和引航员的信息互换。

②航区的交通流，以及其他船舶的影响。

③不同类型船舶的护航方案。

④潮差，海流，海浪，风和/或能见度。

⑤偶发事件的环境影响。

⑥可用的拖轮及拖轮的协助能力。

⑦船舶尺度、类型、吃水、装载条件。

⑧船舶主要设备的适航情况和操作详情都是考虑护航的原因。

1.3 研究方向

根据风险评估的结果，研究主要集中在护航是否可以降低航行中的风险。

1.4 明确护航拖轮的需求，护航计划和培训要求

设计一个可用拖轮的特定配置方案；定义一个可接受的环境条件和安全船速；选用经验丰富的引航员和护航拖轮船长；护航应该在和引航员、拖轮船长，如果可能和大船船长商讨的基础上定好计划。

护航计划应该包括如下内容：

①船舶尺度、吃水和操纵特性。

②目的地、航路、通过时间、计划护航速度、应急锚地。

③船舶交通流和风险。

④可能遇到的环境条件。

⑤护航拖轮的尺寸、类型和系柱拖力，以及护航方法；当采用消极护航（拖轮不系缆）时，要求拖轮相对大船的位置。

⑥在护航加速时护航拖轮可能产生的最大拖力。

⑦大船导缆孔装置、缆桩、为护航使用的强力点的安全负荷。

⑧护航拖轮相会地点。

⑨通讯设备和频道。

⑩关于拖带设备和拖缆操作的要求。

护航计划应该提前较长时间通知大船船长。在美国强制护航水域，一个提前的护航会议是强制的，包括上面提到的内容。

2.正常的港作拖轮护航

2.1 国内港作拖轮现状

目前，国内港口普遍使用的是ZP传动推进的全回转拖轮作为护航拖轮，其主要特点：

（1）主机功率高而船舶尺度小，变速灵敏，可进行360°自由旋回，原地掉头，可控制推力的大小和方向，每100匹马力可发挥1.5＊0.98KN的前进推力，拖力是推力的90%。

（2）耐波性能差，涌浪较大时易颠簸摇摆，容易损失拖力和容易断缆和碰撞；在拖轮微速的情况下，风流和水流影响会很大，回转性能不理想；跟随大船以较高速度 (6—10knot)航行时，拖力下降很大，最大拖力一般在零航速时最大，航速变大后，拖力明显下降，在以6knot航速跟随大船航行时所能发出的拖力只有零航速时最大拖力的65%左右，在以8knot航速航行时所能发出的拖力只有零航速时最大拖力的 50%左右，在以10knot航速航行时所能发出的拖力只有零航速时最大拖力的40%左右。拖力的明显下降使得拖轮抢险能力大大减弱。

以“新港拖08”5200hp全回转拖轮为例，主要参数如下：

①主尺度 ：总长/37.6m 型宽/10.5m 型深/5m

②设计（满载）吃水：3.8m

③持续功率：1920KW×2

④航速：13kn

⑤拖力：主机 100%持续功率时，系柱拖力，向前不小于608K N（62 吨），向后558KN（57 吨）

⑥德国肖特尔推进装置为二台带导管的360°全回转舵桨装置

⑦工作条件：风力≤8级，浪高≤2.6m

⑧绞缆筒刹车力：1176KN（120t）

⑨缆绳：

（a）系泊索7 根，每根为φ60mm×100m，抗断强度大于490KN（50t）。

（b）拖缆索3根，每根为φ110mm×180m，抗断强度大于1860KN（190t）。

2.2 护航拖轮的使用

参考美国华盛顿州关于护航法规要求护航拖轮马力等于5%的被护航油轮载重吨（国内也有7%～8%的说法），因此一艘200000载重吨的油轮需要10000马力拖轮护航。

通过正常的港作拖轮护航时可以在大船的一侧系拖轮，其可以当作舵，或由拖轮系缆或这些方法的组合来进行。使用的方法在很大程度上取决于当地的习惯和可用拖轮的类型。拖轮是否系缆主要取决于航道和环境条件的限制。应该考虑以下因素:

（1）即使有足够的船员系拖缆也需要时间。

（2）失控之前不会有预警，而且也无法预测大船的动向，其可能会直行也可能会向左或右转向。

给拖轮系缆可能需要几分钟，从失控的那一刻到拖轮起作用，这都会影响拖轮反应时间，宝贵的时间可能会流失。另一方面，当拖轮在船侧操作，系缆与否取决于所需拖轮的数量。当拖轮在一侧系缆时，而大船由于故障而转向时，拖轮可能不会在正确的一侧。这意味着需要在两侧同时带拖轮。而拖轮不系缆时，引航员可以直接指挥拖轮到需要的位置。

当拖轮带在船头时将比系在两舷更灵活。同样也适用于拖轮在船尾吊拖，港内对于船况较差、车舵性能不佳的船舶使用拖轮护航时最好还是在船尾吊拖轮航行，以便在出现意外情况是及时协助制速，也可适当协助转向。但在正常航行时应提醒拖轮保持拖缆不受力。

鉴于航道对于船舶的大小和吃水的限制，并考虑到拖轮的可用数量和类型，这些都应慎重考虑是否给拖轮系缆。拖轮位置也应该考虑在这些因素中，流和风也起了决定的作用。

现需要考虑的是在什么位置系拖缆。举例：一艘在航的满载油轮忽然引擎故障。大船船头向右舷偏转，而仅靠自身能力并不能停止该趋势。此时位于大船船头右舷拖轮的位置并不是能有效地抑制偏转的，而是位于大船船尾左舷拖轮的位置更有效。不考虑海浪因素，同样，做舵使用的船尾拖轮，和船侧系缆的拖轮比并没有很大的不同。在这种情况下，在船的一侧系缆拖轮的有效性快速下降。如果拖轮在大船两侧系缆，目的是为了防止主机突然故障，他们需要在两侧或至少使用一个舵拖轮，所使用的拖轮马力应足够大。当在船侧的拖轮有首缆，他们可以施加制动力以及转向力。

在船侧的拖轮制动时也创造了一个转船力矩。这是另一个原因为什么需要在两侧系拖轮。而舵拖轮可以产生制动力而不会产生很高的转动力矩。

当拖轮在船舶的一侧并未系缆，但近距离守候，他们可以根据故障发生的情况而迅速就位。

当大船速度超过三至四节，一般拖轮失去其转向力，而推力将增加。而推力将提高大船的速度，所以一般应避免这么做。涌浪会进一步减小拖轮的有效性。全回转拖轮的效果会更好，其在较高速度下，施加转向力，而不会增加大船的前进速度。

另一方面的问题也应该要考虑，而且这可能更重要，例如，在上述情况满载油轮和强横风的情况。虽然大船船尾左舷拖轮和船尾拖轮试图阻止偏转的，但是他们将与风一同将推船推向危险区域的方向，而 大船船头右舷拖轮会向一个更安全的方向推动。

拖轮通常在一条线上牵引，应考虑他们是否需要系缆。当系在船头附近时，大船的速度应该不超过6节以上。

港内护航拖轮走前方护航时，保持在本船前方偏左约500米距离同步前行，有效地提醒会遇来船及时右转避让。重载船、大船过港内急弯时可指挥护航拖轮在转向反侧的船首位准备，随时在大船转向不及时或受转向侧险滩影响而发生转向困难时进行及时的顶推，防止压向凹岸。

3.拖缆和拖轮甲板设备要求（参考欧洲一些港口的标准）

护航拖轮拖缆的破断强度至少是 2.5-3 倍最大刹车制动力和转向力，这给了一些安全余量，例如当考虑到石油公司国际海事论坛(OCIMF)对尼龙缆的安全系数2.0～2.2要求时的峰值负荷。

挪威船级社(DNV)关于护航拖轮的规则要求，拖缆的破断强度至少是2.2倍“最大平均拖力(最大可持续拖力)”，该拖力是按规则要求实际护航测试的拖力，该规则要求拖缆机有一个负荷降低系统。

图1 湄洲湾护航大型LNG进港

所有拖带属具都应该有高度操作可靠性，并为可能达到的最大拖缆负荷设计。护航拖轮的拖缆机应该有高的刹车制动力，快速的缆绳布放和回收能力及高的拖力，如拖轮装备了一套拖缆张力控制装置，这点尤为重要。

因为拖缆的高负荷，因此推荐安装拖缆机负荷降低系统，来避免尤其在大风浪状态下可能会发生拖缆超负荷情况。高拖力的拖缆机能够在带较大张力的情况下放出和回收拖缆，当需要护航拖轮立即就位，尤其当紧急情况，未拴系护航拖轮不得不尽快绑牢大船时，快速缆绳操作是必须的。

船舶甲板设备要求：被护航船的甲板设备建造应该适合高的拖缆负荷及使用拖缆的类型，这是一个非常重要的细节。因为有很多关于被拖航船舶缺少合适的强力点及导缆设备的抱怨，甲板设施不是合适的尺寸和位置，没有足够的强度承受护航拖轮拖缆的峰值负荷。如果船舶属具强度不足以承受可能施加在它上面的拖缆拖力，也许会被警告降低护航速度。

4.系缆和解拖

因为护航拖轮也许与一艘船舶并驾齐驱而没有带缆，为了能够在可能的最短时间内提供所需的操纵和制动力，他们必须快速有效的完成带缆。在这种情况下对到达的船航进行拴系护航，带缆通常在相当高的船速下进行。带缆时，护航拖轮通常接近大船船尾来递交拖缆，近来经验表明，因为大船螺旋桨排出流冲刷到拖轮尾鳍，对牵引拖轮船尾操纵比较容易。风浪和涌浪会使安全递送拖缆变得很困难甚至变成不可能。当因为风浪和涌浪导致拖轮的移动，或者由于拖轮或大船不专业缆绳操作造成拖缆滑到水下，也许会造成拖轮螺旋桨绞缠，使拖轮失效。当条件变得传递拖缆很困难时，如有可能，抛绳枪可以被用来传递撇缆和引缆。

护航拖轮在航时解拖，可以在相当高速的情形下，但是应该总是要保证安全操纵。当拖缆是被大船船员解除时，他们应该被命令待命等待拖轮，当拖轮追过大船排出流赶上，直到差不多接触大船船尾时才能解拖。当拖轮到达位置，并示意船员解拖时，拖缆应该被轻轻的放下，以便拖缆不会落到水下和绞缠拖轮螺旋桨。当靠近泊位护航拖轮被解除时，大船船员应该被指示采用相似的方法处置拖缆。

5.结束语

引航员、船舶、拖轮、港口等整个团队的密切配合是超大型船舶的安全进出港和靠离泊有力的保证，采用护航拖轮对超大型船舶实施监护是一种安全高效的减少航行风险的措施 。