油船安全管理概论

油船安全管理
课程安排：27学时（包括6学时实验课）
主要内容：
课堂教学：
油船概论；石油的特性；油船的防火防爆措施；油船静电及预防；油船洗舱；封闭处所与作业；
油船污染海洋的原因、防止措施及船上油污应急计划概述
实验
参考文献：
大型油船管理实务；
IACS双壳油船共同结构规范；
原油洗舱；
油船安全知识与安全操作；
国际油船和油码头安全指南；
原油海洋运输业务管理实务。

第一章油船概述
第一节油船发展概况
第二节油船分类
第三节油船特点
第四节油船设备系统
第五节油船技术用语
第一节油船发展概况
一、定义：
➢MARPOL：
建造或改造为主要在其装货处所装运散装油类（原油或石油产品）的船舶，包括油类/散货两用船，以及全部或部分装运散装货油，及符合本公约附则Ⅱ中所规定的任何“化学品液货船”。

➢通常理解：散装运输各种油类的船。

二、发展过程：
➢古希腊：陶罐装运橄榄油和酒；
➢1861:ELIZABETH.WATTS—木桶运油；
➢1869：CHALES—铁桶；
➢1878:英国建造了ZOROASTER(佐罗斯特）号，专门运载油类；
➢1886：英国为德国建造了早期最著名的蒸汽机油船—格鲁克福号（GLUCKAUF）
蒸汽机船“格鲁克福”轮—现代油船的先驱：
300ft（91.44m），载重2307吨；
以载运油类货物为主，船体分隔成许多油舱；船壳即为容器；
机舱在船艉（艉机型）；
考虑了自由液面对稳性的影响及膨胀余位问题；
增设了隔离空舱。

➢第一次世界大战：改烧煤为烧燃油；
➢第二次世界大战：加速了油船的发展；
➢20世纪60年代：中东石油大量开采输出，导致油船向大型化和超大型化发展；
➢70年代末以来，油船在趋于大型化的同时，又加强了安全性和防污染性，采取了一系列的措施：惰性气体保护系统；原油洗舱；设置专用压载舱/清洁压载舱；双层底、双层壳；制定单壳油轮强制淘汰时间表。

国际海事组织（IMO）2003年海环会（MEPC）第50次会议通过的MARPOL公约修正案于2005年4月5日开始生效。

确定单壳油船的淘汰时间表为：
C1型油轮：
1982年4月5日或早些交付的船舶为2005年4月5日；
1982年4月5日后交付的为2005年。

C2和C3型油轮：
1977年4月5日或早些交付的船舶为2005年4月5日；
1977年4月5日后但在1978年1月1日前交付的为2005年；
1978年和1979年交付的为2006年；
1980年和1981年交付的为2007年；
1982年交付的为2008年；
1983年交付的为2009年；
1984年或晚些交付的为2010年。

注：
C1类——不满足关于专用压载舱和保护位置（SBT/PL）要求的2万载重吨及以上的单壳原油油轮和3万载重吨及以上的单壳成品油轮。

C2类——满足SBT/PL要求的与C1类船舶尺度相同的单壳油轮。

C3类——船舶尺度小于上述C1或C2类但在600载重吨及以上的现有油轮。

1992年丹麦建造了世界上第一艘双壳油船，30万吨的“Eleo Maersk”号。

第二节油船分类
油船种类很多，从不同的角度，可以分为不同的种类。

目前，主要有以下几类：
一、按有无自航能力分类
自航油船；
非自航油船：油驳。

浮式生产储油卸油船
浮式生产储油卸油船（FPSO，Floating Production Storage and Offloading），它兼有生产、储油和卸油功能，油气生产装置系统复杂程度和价格远远高出同吨位油船，FPSO装置作为海洋
油气开发系统的组成部分，一般与水下采油装置和穿梭油船组成一套完整的生产系统，是目前
海洋工程船舶中的高技术产品。

储油船工作方式
内转塔系泊系统的FPSO
二、按油船用途的不同分类：
专用油船：专用于载运石油及其产品的船舶。

多用途油船：油/散货船（O/B Carriers）；油/矿砂船（O/O Carriers）；油/散货/矿砂船
（O/B/O Carriers）。

多用途油船：是既可装载油类又可装载散装干货，但不同时装载的船舶，船型肥大，方形系数Cb 一般大于0.8。

主要有两种类型：
1.油/矿砂船（O/O船）：
特点：由两道纵舱壁将整个装货区域分隔成中间舱(约占整个货舱舱容的40%～50%)和左右两侧边舱，双层底设于中间舱下部且没有矿砂船那样高。

船的全部或大部分中间舱用于
装载矿货，边舱和部分中间舱装载货油。

即单运矿砂时装在中间舱；运油时则载于两
侧边舱和部分中间舱。

2.矿砂/散货/石油三用船（又称OBO船)：
特点：
1)货舱横剖面形状与散货船类似成棱形，但一般为双层船壳并具有双层底舱和上、下边舱；
2)中间舱(约占整个货舱舱容的70%～75%)的全部或大部分用来装载散货或矿石，两侧边舱、上边
舱和部分中间舱用来装载货油，下边舱为压载舱。

三、按所装油品分类：
原油油船；
成品油油船；
原油/成品油兼运船；
油/化学品兼运船；
非石油的油类运输船：如植物油等。

四、按载重吨位大小的不同分类：
小型油船（0.6万载重吨以下），以运载轻质油为主。

中型油船（0.6～3.5载重吨万吨），以运载成品油为主。

大型油船（3.5～16载重吨万吨），以运载原油为主，偶尔载运重油。

巨型、超级油船（16万载重吨及以上VLCC、30万载重吨及以上ULCC），专用载运原油。

世界造船业将油船按载重船型分为以下几个级别：
通用型油轮：1万吨以下。

灵便型（Handysize ）：一般称之为1～5 万吨级的油船，分大灵便和小灵便型。

大灵便型载重量4～5 万吨灵便型油船特点是灵活性强，吃水浅，船长短（170m～180m），舱数量多，所以需求量很大。

巴拿马型（Panamax）：船型以巴拿马运河（Panama Canal）通航条件为上限（譬如运河对船宽、
吃水的限制），载重吨（DWT）在6～8万吨之间。

阿芙拉型（Aframax）：平均运费指数AFRA（Average Freight Rate Assessment）最高船型，经济性最佳，是适合白令海（Baltic Sea）冰区航行油船的最佳船型。

载重吨在8～12万吨之间。

苏伊士型（Suezmax）：船型以苏伊士运河（Suez Canal）通航条件为上限，载重吨在12～20万吨
之间。

VLCC（Very Large Crude oil Carrier）：巨型原油船，载重吨在20～30万吨之间。

ULCC（Ultra Large Crude oil Carrier）：超巨型原油船，载重吨在30万吨及以上。

诺克·耐维斯号-曾经的最大油轮，后改装成FSO，现已拆解。

排水量：81879吨(空载)， 646642吨（满载）
载重（净吨 DWT）：564,763吨（经重建后）
总注册吨位（GT）：260,941吨
吃水：24.61米
舷宽：68.86米
船长：458米
航速：13节
第三节油船特点
一、采用双层底及双层船壳结构；
二、无起货设备和大舱口，仅有圆形或椭圆形小舱口，用油泵、管路及各种控制阀配合完成装卸油作业；
三、一般采用纵骨架式结构；
四、纵向水密舱壁把油舱划分为并列的两列或三列油舱；
五、L/B较小、B/d及方形系数Cb较大，属肥胖型船，干舷亦小；
六、机舱布置在船尾，为尾机型船；
七、油舱的前后两端设置隔离空舱或用泵舱、压载舱等代替；
八、设置多道横舱壁和大型肋骨框架，用以增加横向强度和适装不同品种的油类；
九、设有专用压载舱或清洁压载舱，并设有污油水舱。

第四节油船设备系统
主要内容包括：
1、油船专用泵
2、货油装卸系统
3、扫舱系统
4、加温系统
5、喷洒系统
6、透气系统
7、除气系统
8、消防系统
9、惰性气体系统
10、洗舱系统
11、液舱参数测量和监控系统。

一、油船专用泵
1、货油泵。

2、扫舱泵。

3、压载泵。

泵的种类主要有：离心泵、齿轮泵、深井泵及深潜泵。

二、货油装卸系统
功能：用于货油的注入和排出。

组成：
货油泵：位于泵舱。

货油管系：
油舱管系
泵舱管系
甲板管系
各功能控制阀：主要有截止阀和截止止回阀。

操纵控制系统：位于泵舱上部控制室。

（一）泵舱及泵系
油船装油通常都使用岸上的设备，而卸油、扫舱、打排压载水及洗舱则使用船上的泵系。

每艘油船设有1-2个泵舱。

每个泵舱设置若干部货油泵及扫舱泵。

大多数油船都备有3-4台主货油泵， 2台扫舱泵及2台压载水泵。

货油泵的性能要求：
➢防止在运转中发生火花；
➢泵的总排量应在24h内卸完全部货物
➢泵的原动机如为蒸汽温度不超过230℃的蒸汽机时，可装设在泵间内。

其它各类的原动机均装设在泵间以外，如机舱内。

其传动轴穿过舱壁或甲板处，有气密或防爆密封装置，并
有润滑措施以防过热或产生火花。

常见的货油泵有：
➢离心泵
➢深井泵
➢蒸汽直动往复泵
➢螺杆泵
➢其它回转泵等
（二）货油管系
主要有直线式和环形两种类型管系。

1、直线式管系
2、环形管系
主要设置在油泵舱位于船舶中部或设在货油舱之间的油轮上。

环形管系的油管通过各油舱形成环形回路。

（三）泵舱管系
泵舱内的货油泵及扫舱泵都通过泵舱管系与货油舱内的输油管及扫舱管相连接。

任何一个货油泵都可通过泵舱管系装卸各货油舱的货油，并能在各油舱之间进行调拨。

三、扫舱系统
清扫油舱残油。

扫舱系统一般包括：
➢扫舱泵
➢扫舱管系
扫舱管系主要有两种型式：
一种是在货油管系的基础上，在各货油舱内另设扫舱支管及吸油口（有时统称扫舱吸入
管），扫舱支管接在输油干管上，并与扫舱泵相连通。

另一种是另外铺设一套扫舱管系及吸油口，并与活塞往复式泵连通，但与货油装卸系统各
自独立。

扫舱系统的工作程序有二类：
一类是扫舱系统和货油装卸系统同时开始工作，到油位下降到一定高度时货油装卸系统停
止工作，由扫舱系统将余油抽出；
另一类是在货油装卸系统停止工作后，由扫舱系统将舱内残油吸尽，或者将各舱底残油集
中到某一舱，然后再用货油管系卸出
四、货油加温系统
目的：
在船舶运输的石油中，某些原油、燃料油和润滑油等流动点较高，粘度大。

为了能使卸货
顺利进行，则在装货后的航行途中货油需维持在一定的温度，或在卸油前要加热到某一指
定的温度。

货油的加热系统—蒸汽加热管系
来源：蒸汽来源于锅炉
每个油舱的加温管系各自成一组，各组管系有其独立的进气和排气管，它们分别连接于主甲板的加温系统的进气和排气总管上。

由辅助锅炉供给蒸汽。

在加热排气管上装设有供检查加热管是否渗漏用的检查旋塞。

如有渗漏会使石油进入加热管内，则凝水中必有油花。

利用检查旋塞还可以判断舱内温度是否已经升高或进气阀开启是否过大，若气阀开启过大，则会有大量蒸汽从旋塞口排出。

在冬季加热货油后，应用压缩空气吹出蛇形管内的冷凝水，以防止货油卸空后可能冻破管系。

加热盘管的类型
货油舱加热盘管有两种：
蛇形盘管
螺旋形盘管
螺旋形加热盘管，在用法上有两种：
用在货油吸口处。

在货油舱内设几个大的螺旋盘管，利用对流的方法对货油进行加热。

加热管在舱内布置的特点：
在吸油喇叭口装设有螺旋盘管。

以便使货油能顺利流进吸入管内。

整个货油舱加热管的布置从宏观上来看是蛇形盘管铺在舱底，从纵向看，加热管是沿船
首尾线铺设的直管。

一般油船加热管距舱底的高度在15～20cm左右。

货油加温作业
1、使用机舱的废汽进行“暖管”，即使用压力很低的蒸汽将加热管系中的剩余残水顶出。

2、启动锅炉，锅炉正常后开始向货油舱送蒸汽，但开始时压力一定要小，不能急剧地向加热管
系通入蒸汽，以避免任何水击作用造成膨胀接头、加热管或阀门等受到损伤。

3、当加温管系都充满蒸汽，不出现任何水击声音，一切正常后通知机舱慢慢加压，开始正常加
热，加热总管压力一般在0.0006～0.0008Mpa（6～8kg/m2）。

4、在加温过程中，要确认阀门的开度符合加热的要求。

要定期测量各舱的温升情况，若出现不
平衡时，应予调整。

5、观察加温管系的工作情况，必要时可打开回水阀（放残阀）检查有无油类混入。

6、运输合同中规定要保温承运时，应根据具体情况达到保温要求的温度，并做好记录。

但一般
情况要避免锅炉负荷大幅度的变化。

7、冬季或大风浪天气时，应注意提前开好加热或增大锅炉负荷。

加温时间与节能
通常，原油的最低加温温度一般为25～35℃，最高不可超过50℃。

油温过高的危害：
一是油温过高会使泵壳温度迅速升高，而泵浦为防止油温过高，一般都有保护装置，当达
到65℃～70℃时，该装置即接通，泵浦自动停止运转；
二是货油温度过高不利于卸货，因蒸发汽体较多，因此会更多地产生汽蚀现象；
三是浪费燃料。

四是油温过高，轻质成份蒸发过多时对油质有影响。

五、喷洒（洒水）系统
作用是在甲板上洒水降温，以减少油气挥发而造成损失。

油船甲板在阳光照射下，温度会不断上升，从而使货油舱及货油温度也随之升高。

在夏季区带与
热带区带航行的油轮，甲板的温度有时会超过 60℃。

甲板喷洒系统利用消防管系的水泵把水打至压力水柜，再由压力水柜连通至喷洒管路，打开旋塞便可将水喷洒在甲板上。

根据实践经验：气温在 28 ℃以上时，就应采取洒水降温措施。

国际航行的油船通过苏伊士运河及巴拿马运河时，被日光照射部分的上甲板必须洒水，以保持甲板处于全湿状态。

六、透气系统-后续详述
油船在装油时，为避免甲板上充满大量的油气引起火灾，一般都应关闭舱盖、测量孔盖和观
察孔盖。

为了调节货油舱内的压力及限制油气的自由外逸，油轮必须设置通气系统——油舱
油气与舱外大气相通的透气管系。

在油气浓度较大的货油舱内装卸货油时，必然引起舱内气体体积和压力的变化。

透气系统基本组成：
1、透气管
2、呼吸阀（压力/真空阀）
3、防火网与消焰器
在装有IGS的船上，透气系统和IGS为一体。

IGS另加有P/V呼吸阀，也作为调节舱内压力之用。

七、液舱参数遥测及监控系统
1、功能：
1）对液舱的液位、温度、气压及密度等进行遥测；
2）货油泵、扫舱泵及其阀位的遥控操纵；
3）船舶装载的计算；
4）惰性气体的分配与控制；
5）排油的监控等。

2、集中于一大系统中，有些系统还设置有消防系统的联动装置。

某油船液舱参数遥测及监控系统
系统具有三大功能：
测量显示
监视报警
装载计算等
其他功能
可以通过键盘操作，进行船舶受力及稳性监测计算
在驾驶室直接了解船舶的实时装载、吃水、受力及稳性等情况，保证船舶的安全及
适航。

测量参数
液位
温度
气压
高低位液位
高低温度
高低气压
船舶各部位吃水
纵横倾
自动计算
液货的密度
体积
重量
（一）系统控制柜
组成：
特制船用电子计算机
控制板
数据转换板
输入输出板等。

过程：
控制板接收计算机的指令
对每一块输入板进行扫描，将输入得到的传感器信号送到数据转换板
将信号转变成计算机能接收的数字信号，并由控制板将信号送到计算机
计算机对这些信号进行判别、计算、处理最终得到液位、温度、压力、密度、吃水等数据
并在彩色显示器上显示出结果。

（二）键盘
设计成标准键与指定功能键结合的形式，并通过智能化模块设计的软件支持。

通过健盘可输入操作命令及有关数据。

（三）彩色显示器
可显示系统中所有的图形、数据、表洛及报警。

（四）打印机
用于打印所需的数据表格、各种装载方案计算结果及装卸货报表等。

（五）外接显示仪表及指示器灯
将燃油舱的液位、温度、容积、重量等信息传送至机舱集中控制台，可选用分散式显示仪表，以便于轮机部门及时了解燃油的消耗情况。

也可根据要求，设置安装在甲板上的就地指示器、以便于在装卸时就地读出数据。

就地指示器一般用在没有闸门遥控系统的中小型旧油船上。

2 、雷达测量器
一般 10万载重吨以上的大型原油船使用雷达测量器较多，因油品单一、舱深 20m 以上，较为适用。

雷达测量器只能测量液位，现代油轮在舱内还要安装温度传感器及压力传感器。

（七）压载舱传感器
在各压载舱底部安装一个压力传感器，测量各压载舱的液位。

第五节油船技术用语
一、接合：
为保证电流连续性而把各金属部件紧密接牢的作业。

二、接地：
设备与大地主体的电气连接以确保设备能够获得地电势。

由于海洋的良导电性，船舶
能获得地电势，因而船上设备的接地就是与主船体金属结构的连接。

三、合格设备（认可设备）：
经主管机关，如政府部门或船级社试验和认可的型号设备，并有书面证明该设备能够在
特定的危险气体环境中安全运行。

四、绝缘法兰：
装有绝缘衬片、衬套和垫圈以防止管段间、软管排列间或输油臂间有电流通过的那种法
兰接头。

五、本质安全
如果一组电路或某一部分电路，由于正常作业(如开关线路)或由于偶然的因素(如短路
或接地故障)产生的火花或温度效应在规定的试验条件下，不会引起属于规定范围内的
混合气体的燃烧、则称他们是本质性安全的。

六、除气：
为了一定的目的，如热加工、入舱作业等，把足够多的新鲜空气通入油舱、舱间或容器中，把其中原有易燃的、有毒的或情性气体降低到必要程度，增加氧含量到21%左右，叫除气。

七、除气证书：
由主管负责人签发的一份证书，确认某油舱、舱室或容器经过检验证明已达到某种目
的的除气标准。

八、冷加工：
系指不会产生火源、火花或较高的热能，并避免点燃附近油气的加工。

如锤打、敲锈、
设备的拆装等。

九、热加工：
能够产生火焰或足够温度致使可燃性混合气体起火的作业。

如电焊等。

十、热加工许可证：
由主管负责人签发的允许在规定的时间、场合内从事特定热工作业的证书。

十一、惰气：
各种气体诸如烟道废气的混合气，其中所含的氧气不足以使烃气燃烧。

十二、阴极保护：
用电化法进行防腐蚀的措施。

这种措施在油船上可用于船体外部或油船的表面。

十三、空档：
货油舱中液面以上空间的高度。

十四、扫舱：
最后的卸货阶段用泵或专用的扫舱装置对油舱、管系等进行清扫的作业。

十五、直接灌装：
通过管路或软管将货油或压载水从舱口或其它甲板开口装入舱内的方式。

十六、惰性油舱：
油舱内部已被含氧量低于5%的惰性气体完全充满，并保持一定正压，使货油舱含氧量
低于8%。

十七、驱气：
为了以下目的而引入惰气进入油舱，保持惰性状态：进一步降低现有含氧量，或/和；
减少现有烃气含量达到即使再向油舱中引入空气也不燃烧的程度。

第四章、现代油船的设备系统
4.1 现代油船的设备系统组成
1货油装卸系统2扫舱系统3加热系统4喷洒系统5通气系统6除气系统7消防系统8惰
性气体系统9洗舱系统10液舱参数测量和监控系统。

4.2、货油装卸系统
功能：供装卸货油的注入和排出。

组成1油泵2装卸管系。

货油舱管系
1泵舱管系 2甲板管系
装卸管系
1货油舱管系 2泵舱管系3甲板管系
（一）泵舱及泵系
油船装油通常都使用岸上的设备，而卸油、扫舱、打排压载水及洗舱则使用船上的泵系。

每艘油船设有 1 -2 个泵舱。

每个泵舱设置若干部货油泵及扫舱泵。

大多数油轮都备有3-4 台主货油泵， 2 台扫舱泵及1台压载水泵。

货油泵的性能要求：
防止在运转中发生火花
货油泵的总排量应在24h内卸完全部的货物
货油泵的原动机如为蒸汽温度不超过230℃的蒸汽机时，可装设在泵间内。

其它各类的原
动机均装设在泵间以外，如机舱内。

其传动轴穿过舱壁或甲板处，有气密或防爆密封装置，并有润滑措施以防过热或产生火花。

常见的货油泵有
离心泵
蒸汽直动往复泵
螺杆泵
其它回转泵等
离心泵
在现代大型油船上装设的主货油泵，大都为离心泵。

其原动机可是汽轮机、电动机或柴油机。

结构组成
工作叶轮
泵壳。

工作原理：
离心泵是利用叶轮旋转时的离心力作用，吸入液体提高液体压力能获得压头的泵。

叶轮流道中的液体随叶轮转动，因离心力作用而沿流道向外缘流出来，其中心处形成低压，不断吸进液体充满叶轮。

液体在叶轮流道中流过时，获得机械能，使其压力和速度均得到
提高，在蜗旋状泵壳中或在固定的扩压流道中，高速液体的动能部分转换为压力能，连续
排出泵外。

蒸汽往复泵
工作原理
往复泵是依靠活塞在泵缸中作往复运动，使泵缸内工作空间容积变化，产生吸排作用，从
而实现能量传递的一种容积式泵。

工作过程
在泵缸内容积增大时，形成低压，液体经吸入阀吸入，当缸内容积减小时，压力提高，关
闭吸入阀而顶开排出阀，排出液体。

特点
具有自吸能力
往复泵排量不均匀
惯性力影响较大
受活塞连杆机构运动加速度和吸排阀动作延滞的影响，活塞的尺寸、重量以及单位时间里往复次数均不宜过大
往复泵适于用作排量相对较小而压头较高的扫舱泵，抽吸低位的液体，能将舱底的油泵尽（二）货油舱管系。

分为两种类型
直线式管系
环形管系
1.直线式管系
2 、环形管系．
主要设置在油泵舱位于船舶中部或设在货油舱之间的油轮上。

环形管系的油管通过各油舱形成环形回路。

（三）泵舱管系。

泵舱内的货油泵及扫舱泵都通过泵舱管系与货油舱内的输油干管及扫舱管相连接。