石油化工码头岸电系统安全技术难点分析

张志华，李庆洲

(辽宁省交通运输事务服务中心 沈阳市 110000)

船舶岸电技术是一个利国、利民、利船、利港的新技术。船舶在靠港期间关闭辅机接用港口的岸电后，可极大程度地减少废物气体的排放和噪音对环境的污染，对美化港口区域的环境，增强港口的竞争力有很大的正向增益作用。同时，当靠港船舶接用岸电时，船方可以节省燃料费用，船员可以减轻值班值守的劳动强度。当前，国家制定“力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的重大战略决策，国家倡导发展低碳经济，减少二氧化碳等气体的排放，有效应对气候变化是当前全人类共同的责任。但是，由于港口的石油化工码头是装卸靠泊具有易燃、易爆、易制毒危险性的油品及化工品的场所，在港口安全管理上有特殊的管理要求，是否能够应用船舶岸电技术需要慎重的研究和论证。以下便从油船和石油化工码头两方面对石油化工码头安装船舶岸电设施的安全难点进行分析。

1 油船使用岸电系统安全技术难点

1.1 船舶自航保持安全技术难点

按照《油船油码头安全作业规程》(GB 18434—2001)附录D《船/岸安全检查表》的通用检查内容的序号4“油船是否随时保持自航移动能力”，该检查项代码为PR。检查项代码P表示“在否定回答的情况下，未经主管机关的批准，不得进行作业”。检查项代码R表示“在不超出声明同意的时间间隔重复检查的项目”。当靠港船舶连接泊位岸电后，需要船舶的主机和辅机都处于停车状态，再次启动船舶主、辅机及航行设备一般需要1h。这种状态下油船就不能随时自航移动，若要进行船舶靠港的港口危险货物作业需要属地交通运输主管部门的批准。

1.2 油品装卸安全技术难点

在独立泵舱型的油船上，油船的油泵驱动方式主要有电动机驱动、柴油发电机双出轴驱动、柴油机驱动、液压马达驱动和蒸汽透平驱动等几种[1]。

低压变频岸电系统主要由高压开关柜、降压变压器、变频岸电电源、岸电接线箱、电缆卷筒及受电船舶组成。低压非变频岸电系统主要由降压变压器设备、岸电接线箱、电缆卷筒及受电船舶组成。系统结构如图1所示。

高-高变频岸电系统是指采用高压变频岸电电源实现高压上船的岸电系统，主要设备由高压开关柜、高压变频岸电电源、隔离变压器、岸电接线箱、电缆卷筒及受电船舶组成。高-低-高变频岸电系统是指采用低压变频岸电电源实现高压上船的岸电系统，主要由高压开关柜、降压、升压变压器、低压变频岸电电源、岸电接线箱、电缆卷筒及受电船舶组成。系统结构如图2所示。

对于大中型油船，由于其每台货油泵所需的功率一般均较大，与常规配置的柴油发电机组功率不相匹配，如单独配柴油机驱动又不合理，因此大型油船货油泵驱动普遍采用以汽轮机为主要设备的蒸汽动力系统[1]。对于非电动机驱动的货油泵，连接岸电后，泵失去动力源，油船无法卸货。此外，原油、沥青等粘度较高的油品，为保持卸船时的流动性要求，需要采用蒸汽进行伴热。连接岸电后，蒸汽动力系统停止运行，无法产生油品伴热需要的蒸汽。油品流动性降低甚至失去流动性，也将无法卸货，甚至导致凝管事故发生。

油品水路运输过程中需要含氧量低于5%的惰气保护。油船上的惰气来源可来自船舶主、辅机产生的烟道废气或者独立的惰气发生器。连接岸电后，对于应用主、辅机产生的烟道废气作为惰气来源的油轮，其货舱油品失去惰气保护，极易发生火灾爆炸事故。

2 石油化工码头使用岸电系统安全技术难点

2.1 石油化工码头岸电布置难点

大型油码头大多为蝶形布置，其装卸作业平台已经布置了输油臂、输油管道等工艺设备，还包括登船梯、消防炮、水幕、液压站等，空间极其有限。岸电接电箱若布置在这里，进一步增加了装卸作业平台的拥挤程度，影响人员安全操作。岸电接电箱还可以布置在系缆墩和靠船墩上。系缆墩一般与船舶并不接触，存在有一定的距离，上下船岸电电缆非常困难。靠船墩要根据船舶实际情况判断其是否在防爆区范围内。如果在防爆区范围内，上下船岸电电缆可能会造成电缆接插件与船体碰撞产生火花，也会由于船舶随水摇晃使得船岸电缆与船体摩擦产生静电，聚集到一定程度会放电产生电火花。另外，如果布置在靠船墩或系缆墩上，岸电电缆可能会与缆绳交叉干涉。

2.2 石油化工码头防静电难点

使用岸电时，船岸供电系统使用接地电缆进行接地[2]。但是《International Safety Guide for Oil Tankers and Terminals》(Fifth Edition)中提出“由于船舶和终端站之间有可能存在电位差，因此岸上软管或输油臂的连接或拆卸过程中管汇处有电弧产生的风险。为防止出现这一风险，船/岸界面上应有电气绝缘方式。”船岸静电和杂散电流是一个复杂而又有争议的问题。近年来，随着静电理论的发展和石油化工船舶运营管理的实践积累，船岸等电位电缆跨接这一传统的防护手段已经被国际海运界抛弃。《国际油船和油安全指南(ISGOTT)》(第五版)规定在油船装卸作业时，船岸之间要求加装绝缘法兰或非导电短管，以中断船岸之间的杂散电流。美国石油协会(API)和美国防火协会(NFPA)相关标准也推荐这一做法。

2.3 石油化工码头紧急脱离安全技术难点

码头或者船舶发生紧急情况时，油船被要求紧急脱离码头。此时，缆绳会采用快速脱缆钩或者人工砍断脱离。装卸臂或软管通过紧急脱离装置脱离。如果采用岸电供电，如何使电缆与船舶脱离，目前还没有明确方案。如果直接带电拉断或者砍断，一定会漏电，产生火花，引发事故。如果先断电，再拉断或者砍断电缆，便增加了应急操作的内容，而且在应急状态下很容易被忽略或遗漏。

3 结论及建议

虽然码头连接岸电能够极大地减少废气排放和噪音污染，美化港区环境，增强港口的竞争力。同时，船方可以节省燃料费用，船员可以减轻值班劳动强度。但在石油化工码头上仍存一些安全问题和技术难点。只有这些问题和难点得到有效合理的解决后，才能在石油化工码头应用岸电技术。经分析，针对石油化工码头应用岸电技术的建议如下：

(1)目前国际上已出台船舶岸电的国际技术标准，各国船级社也颁布了相关船检法规。但在油轮方面，国际标准没有明确提到岸电技术和岸电系统关于船岸连接技术及接插件产品技术要求。因此，我国石油化工码头应用岸电技术需时刻关注国际油船岸电技术的进展情况。

(2)石油化工码头的岸电布置、船岸等电位电缆跨接和船舶紧急脱离有待于进一步的研究和技术创新突破。