名词解释

1、VOC-volatile organic compounds(挥发性有机化合物)

2、VECS -vapor emission control systems(船上蒸气排放控制系统)

3、VCS-vapor collection system(船上蒸气收集系统)

4、mmWG-mm water gauge (毫米水柱)

[分析意见]:

一、VOC管理计划的来源和概念。

1、公约依据和适用范围。

经IMO MEPC.176(58)决议修订的MARPOL73/78附则VI第15条要求:

载运原油的液货船应备有并实施经主管机关认可的VOC管理计划。该计划应根据IMO MEPC.185(59)决议编制。旨在确保MARPOL附则VI第15条适用的液货船营运尽可能防止或最大限度减少VOC排放。

适用范围:所有大于400总吨的载运原油船舶。

生效日期:2010年7月1日起适用。

2、VOC对船上的要求

2.1 VOC管理计划对每艘特定的船至少:

在装货、海上航行和卸货期间,提供书面的限制VOC散发的程序;

原油洗舱产生的额外VOC排放;

2.2 最佳作法

装载程序应考虑到因货舱内低压引起的潜在气体释放,如可能,应设置将原油从汇管流至液舱的管线应最大限度减少管内的过度节流和高流速;

(理解:该条是指原油如被某些像瓶颈那样被“节流”的话,节流部位流速增加,从而把附着在液体中的有机化合物气体加快释放出来)。

船舶应规定液货舱的目标操作压力。该压力应尽可能高的处于安全水平,在船舶装载和运输相关货物时,传统的观念是控制舱内压力在200~300mmWG,最新的研究表明,这样的压力极易导致更多的气体挥发和加速货物蒸汽的产生,将舱内压力维持在更高水平的800~1000mmWG,能极其有效地减少气体挥发和潜在的货物损失。

(理解:包覆原油的环境压力越高,气体挥发越少)

当要求排气以降低液舱压力时,液舱的压降应尽可能小以维持液舱压力尽可能高;

应最大限度减少添加的惰性气体数量。通过添加惰性气体增加液舱压力不会防止 VOC 的释放,但可能会增加透气,因而增加VOC 排放。

(理解:原油在操作中自身随时有气体溢出,当挥发的气体在舱内达到或接近饱和时,气体的挥发量将急剧减少,此类气体正是要控制排放的,不能通过增加IGS压力来抑制气体的挥发。IGS以氮气为主,它不是有机化合物气体,所以不需要进行排放控制。根据以上分析,IGS的增加只是增加了透气量,随着透气量的增加又会带走部分货物蒸气,结果是加剧了VOC的排放。)

3、VOCS (VOC system -VOC系统)的岸上要求

MARPOL规则规定,缔约国在其管辖的港口或装卸站对VOCS排放进行控制的设有符合规则规定的挥发气体控制系统(vapor emission control systems-VECS)。

至少在生效日期前6个月向 IMO提交一份通知书。通知书应包括所需控制的液货船尺度、需要蒸气释放控制系统的货物种类以及该控制系统的生效日期等信息。

在确定生效日期以后3年,可以接受没有蒸汽收集系统(VCS)的现有液货船。(理解:即使已经生效,但后续3年内仍然可让没有安装VCS的船舶靠泊此码头,但3年之后则不再许可)。

4、船上接口示意图

 

5、VOC船岸连接的岸上配置

软管–配备长度应能满足潮汐变化和船舶干舷变化要求。

输油臂—有应急脱扣。

6、岸上货物蒸汽回收及处理系统主要组成,通常包括(但不限于)如下装置及零部件:

吸附和吸收、喷淋、动力输气、制冷装置等;

(自动)控制装置;

监测及报警装置;氧气/烃类气体在线监测,排放监测,流量、压力、温度、液位监测及报警等;

安全系统装置。

7、岸上接收系统对气体的安全控制

应提供措施保持蒸气回收及气体处理系统在惰化、增浓或稀释条件下在一个合适的安全范围。

惰化(Inerted):氧气的体积含量占可燃气体混合物的8%及以下。

稀释(Diluted):系指可燃气体在其与空气的混合物中的浓度低于其爆炸下限50%。

增浓(Enriched):系指可燃气体在其与空气的混合物中的浓度不小于气体爆炸上限150%。

8、终端(岸上)主要二种处理方法

蒸气消除单元(Vapour destruction unit):通过一种方式如焚烧,将货物蒸气销毁的蒸气处理单元。

蒸气回收单元(Vapour recovery unit):通过非销毁的方式,如贫油吸收、碳床吸附或冷凝等,对货物蒸气进行回收的蒸气处理单元。

9、目前船级社对船上满足液体蒸气控制系统所给出的附加标志有VCS和VCS-T二种,其中后一种VCS-T(VCS-Transfer)通常只适用于辅助船舶。

10、遗留问题

大于400总吨而少于2万载重吨之间的原油船(或3万载重吨的成品油船),无IGS、无VCS设备的船舶如何与岸上系统对接?——环保提出的要求高于船舶的规范要求。

 二、VOC管理计划的船上操作深度解读

1、第一部分已经明确,它只适用于原油船。(对于VOC处理系统也适用于其它类型的液货船,不在此讨论)。

2、VOC不涉及设备增加问题,它仅仅是一个概念,但它又必须以现有设备为基础,举例来说它适用于400总吨以上的原油船,但400总吨以上2万载重吨以下的原油船显然没有IGS系统,此类船舶依然要执行VOC管理计划,否则就不满足公约要求。

3、营运时货舱压力控制,是基于油轮透气系统的压力设计并结合原油的物理特性所采取的一种综合性平衡措施,并将此理念运用到操作实践中。典型的如VOC管理计划提出原理轮在运输途中及卸货时保持舱室压力在800-1000mmWG,这样的压力正好在配载电脑(CARGO MASTER)所设置的第一预警值之下(目前通常设置的第一预警值为透气系统的90%左右,现代原油轮的第一透气-桅式透气阀的主流产品自动启闭值多为1200~1250mmWG),以1200mm为例:

1200X90%=1080mmWG(第一预警值),所以营运时要求保持舱压为1000mmWG,既能满足VOC的管理要求,又恰好不会激发第一预警。

4、需要注意的是,VOC管理计划只考虑了减少碳氢气体的排放,以满足环保的要求,但却没有考虑实际最佳卸货操作,如扫舱时800mm以上的压力对排干卸净是不利的,普通的离心式透平泵在卸至低液位时,因为液体货物的漩涡特性,极易将空气吸入泵体而导致离心泵出现真空,为此原油轮在扫舱时最佳压力应控制在150~200mmWG左右(低于100为国际消防安全规则所不许可),同时降低泵的运行速度。

5、鉴于上述原因,VOC管理计划要求将船上相关设备的技术参数及操作过程用数字或流程图详细说明,这可以让船上的驾驶员能全盘充分地了解系统特性,并做出最适合于本船的操作方案。

6、“原油洗舱产生的额外VOC排放”是VOC管理计划提出的二个最基本要求之一,原油洗舱时,极易产生额外的VOC排放,为此现代理念是除了商业需求(租船人指令)外,为了环保起见,公约提倡减少油轮原油洗舱次数,在此同时也应注意到原油洗舱设备是法定设备,综合考虑后,油轮每年至少做一次原油洗舱以证明设备完好,以及减少舱室残渣、保护舱室涂料等是比较合理的作法,这当然也包括风暴压载舱,并不需要每个航次都进行原油洗舱。(风暴压载问题,请参见023期《油轮风暴压载是否强制?》)。

结论和建议:

1、许多公司的体系文件及VIQ中仍然引用“为了控制油脚,约四分之一的货油舱须按照操作和设备手册规定的程序轮流进行原油洗舱,每4个月不必多于一次,风暴压载舱每航次要求必须COW”。此条文精神来源于IMO的A446决议(1979年11月15日通过),应该注意到该决议是30年前的条文了,它只适用于当时情况下的单壳油轮,而现代双壳油轮显然应该遵守VOC管理计划。

2、压载航行时,货舱内没有货物,此时遵守国际消防安全规则要求即可,但考虑到为后续的海上航行减少货舱补气的需要,开航前将舱内的压力提升到800-1000mmWG是一个良好作法。需注意,此建议不做要求,供船员参考而已,但任何时候不得低于100mmWG。

3、实际情况中,同一个公司中的大多数船的VOC手册里载明的技术参数是一个模版做出来的,而没有根据特定船的设备仔细甄别和正确描述。因为VOC管理计划是由主管机关批准的法定文件,容易在外部检查时因数据和本船的管理计划不相符而开出发现项。所以特别提醒验船师、船公司和船上的管理人员,应检查VOC计划所载明的数据和船上的实物相一致。发现不相符或者更换设备时,可以根据具体情况自主修订并做好记录,当有条文性重大修订时,应申请主管机关重新批准。

 

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