| 标题 | 民用油船改装为油料补给船的实践 |
| 范文 | 王琦 郭奎 张新福 摘 要：民用油船具备改装成油料补给船的基本条件，战时可将民用油船改装成油料补给船充实海上补给力量。本文从实践出发，研究分析了适合加改装的民用油船船型，油船航速、航区、载油量、输油和供电能力等性能要求，以及适合民用油船加装的补给装置类型，并以典型6000t级民用油船为例，对油船改装为油料补给船的具体步骤和内容进行论述。 关键词：民用油船；加改装；补给船 中图分类号：U672.6 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）9-0038-04 目前海军舰艇编队海上物资补给保障主要依靠补给舰实施，海军列装的补给舰数量将维持在合理够用的范围，战时一旦出现补给舰战损故障，或战争持续时间较长、战场距离我岸较远等情况，补给舰数量可能满足不了海上补给需求。 海上补给需求量最大的物资是油料，一支航母编队实施1次海上油料补给的补给量达到数千吨，补给时间持续数小时。补给舰在中、远海长期执行任务时也经常存在携带物资消耗完需要再补给的问题，难以满足编队常态化远航补给需求[1]。 为弥补战时海上油料补给船数量的不足，美、英等海军强国历来的做法是通过军民融合途径，将动员征集的民用油船进行快速改装并加装补给装置，改造成动员油料补给船充实海上补给力量。 海上油料补给主要目的是将一定量的油料从补给船传输到接收船，油料补给船除了具有与普通油船相同的油料接收、泵送、存储、加温、扫线、计量等功能外，更重要的是能够在补给船和接收船之间建立一条适应较复杂海况、安全可靠的输油管路，实现两船间油料的稳定传输[2]。 综合补给舰/专用油料补给船通过满足海上补给作业要求的结构设计和专用补给装备来实现上述功能。补给舰在设计建造时，针对补给装备的加装和操作使用要求，在甲板上专门划分补给装备安装区和补给作业区，对安装位置甲板结构进行针对性设计加强，油、电、气管线连接采用固定管线设计。 民用油船主要用于运输原油、成品油、油化品等化工液体，作为海上专用运输平台，具有油料接收、泵送、存储、加温等基本功能，满足油料运输中的防火、防爆、消防等专业要求[3]，具备改装成油料补给船的基本条件，但由于其设计没有考虑海上补给需要，其甲板空间布局、结构强度设计和原有各类管线铺设一般不能完全满足补给装备加装、使用要求。为了将民用油船改装为油料补给船，需要实施一定的改装，并加装适合民用油船使用的补给装备。 经过多年国防动员工作开展，现在已经有相当数量的民用油船参与到军事油料运输当中，并有部分油船经过改装或建造时贯彻国防要求后，具备对舰船实施海上补给的能力。本文根据民用油船加改装为油料补给船工作实践，对有关问题进行探析。 1油船选择 1.1船型选择 民用油船按运输的油化品种类，可分为成品油船、原油船、原油/成品油兼运船、油品/化学品兼运船（油化船）等。海上补给的油料品种主要是军舰用柴油，另外还有小量的燃料油和高闪点喷气燃料。 原油船、油化船经常运输原油和石脑油等化工液体，油舱和管系中残留较多，洗舱难度大，尤其是管系不容易清洗，实践中发现难以彻底清洗干净，在运输军用成品油料过程中可能导致油料受到一定程度的污染。因此一般将运输柴油、汽油和喷气燃料的成品油船作为优选征用对象，油化船和原油船作为后备征用对象。 1.2航速 航行横向和纵向补给过程中补给船和接收船需要保持一致的航速、航向和相对距离。为保证船的航行性能，航行补给需要维持一定的航速，一般横向补给不低于14节，纵向补给不低于10节。民用油船航速普遍较低，因此需要选择航速较高的油船，或者在新建油船贯彻国防要求时提高航速指标，一般服务航速应不低于14节。 1.3航区 随着海军舰艇远航训练和作战范围的扩大，补给船需要能够在远海执行补给任务。为此，应优先选择航区为远海（无限）航区的油船，航区为近海但结构设计实际达到远海航区要求的油船可作为后备征用对象 1.4载油量 中、远海补给需要较大的载油量，一般使用10000t级以上的油船，结合船的操控性和使用灵活性等方面考虑，10000t～30000t级油船较合适，近海补给可使用3000t～10000t级油船 1.5航行中輸油流量和供电功率 民用油船在商业航行中一般不会开启货油泵或使用额外的大功率用电设备。补给船与民用油船的一个主要不同在于补给任务是在航行中进行，需要在航行状态下进行输油，并使用补给装备，因此需要航行状态下具有足够的输油流量和供电功率。 1.6加改装条件 主甲板和尾甲板能提供满足补给装置加装要求的空间，具备加改装的基本条件，加改装技术难度和施工量适当。 1.7其他条件 技术状况良好，船龄较新，具有一定的征用潜力（数量），优先考虑运营国内、亚洲航线的船舶。 2 补给装置选择 适合民用油船采用的补给方式主要是航行横向、纵向和并靠补给三种。其中，并靠补给对补给装置的依赖度低，但只能在3级以下海况下实施，在中、远海使用限制较多[4]，民用油船主要采用航行横向和纵向补给方式。 航行横向、纵向补给装备功能均包括两船间输油管路的展开连接、油管端头对接、补给完成后的管路扫线、管路快速解脱与撤收，特殊情况下的紧急解脱等功能。此外，航行横向补给装备还具有关键的恒张力自动补偿功能。 现有的横向补给装置主要是采用高架索法的门架式/补给柱式横向补给装置[5]，多数采用液压动力驱动、液压作动筒补偿的两级恒张力补偿技术，整套装置体积重量大、结构复杂。现有的纵向补给装置多数采用液压驱动，长时间战储后橡胶密封件易失效。用于加装的补给装备应针对民用油船的特点，以及长期战储、快速加装的特殊要求进行专门设计，一般应遵循以下原则： （1）尽量遵循补给舰上的补给程序，保持补给装备的总体操作方式和使用习惯不变； （2）尽量应用成熟的补给技术形式和经验，充分借鉴现有横向、纵向补给装置的成熟技术成果和研制经验； （3）利用舰船上现有的、与补给装置配套的接收装置，避免对接收舰进行加改装； （4）采用模块化（集装化）设计，提高装置的通用性、紧凑性。补给装置设计上应便于在民船上快速加装，便于公路、铁路、水路运输； （5）采用全电驱动方式，减小补给装置体积重量，降低系统功率，利于长时间战储。 （6）充分利用民船原有油、气、电管线系统，尽量减少各类管线改装量，缩短加装时间。 （7）民用油船加改装后应保持原船各项技术性能，改装恢复后应能完成正常商业营运任务。 可用于油船加装的横向补给装置主要包括高架索法和张力软管法两类，高架索法宜采用电动一级恒张力补偿技术[6]和集装箱模块化结构，通过高架索承载补给软管和鞍座，由于装置体积重量相对较大，适用于10000t级以上油船，张力软管法通过高强度轻质软管直接承受软管自身张力[7]，装置体积重量较小，适用于10000t级以下油船。纵向补给装置主要采用漂浮软管法[8]，结构采用集装托盘式。 3 油船加改装步骤和内容 以某典型6000t级成品油船加改装为油料补给船为例，该型成品油船总长110m，型宽17.6m，设计吃水6.5m，设计航速14.2节，续航力5000海里，载油量6200t，无限航区，主要运营国内和东南亚航线，运输品种为汽柴油等。 根据该船的吨位、航速、载油量等性能参数，决定为该船加装张力软管法横向补给装置和漂浮软管法纵向补给装置，主要在中近海为驱护舰艇补给军舰用柴油。 3.1改装前准备 （1）洗舱。洗舱目的一是甲板结构加强等改装施工需要动火焊接，而横向补给装置加装位置下方是油舱，为确保安全，改装前应对整船油舱和管系进行清洗，消除油气爆炸的危险[9]；二是满足军事油料运输对于油品质量的要求，防止运输的油品受到残留在油舱和管线中的化工品污染。 （2）测爆。洗舱完毕并充分通风后，应对油舱进行测爆检查，确保可燃混合气浓度在爆炸极限以内，以保证改装安全。 3.2 横向补给装置加装 图1横向补给装置加装位置图 （1）甲板结构加强。该船左右两舷#65肋～#101肋之间具有一块长60m，宽3.9m的空间可满足加装要求。拟将补给装置加装在右舷#76～#80肋甲板，位置如图1所示，该处位于船中部，跨过一个油舱的隔墙，方便改装，而且补给装置和甲板输油管路法兰接口的距离适当，方便油管连接。横向补给装置在工作时需要承受舷外方向的拉力，装置底座还需要承受装置自重，根据受力和强度校核计算的结果，为保证安装强度，设计将右舷#76、#78、#79、#80从纵壁至舷侧增设强横梁。 （2）焊接预置底座。预置底座是一个与补给装置集装托盘底座匹配的独立底座，与集装托盘底座的安装尺寸相匹配，底座上留有一定数量的螺栓孔，将预置底座焊接在经过加强的甲板上，如图2所示。 （3）压缩空气管线的改装。压缩空气主要用于油料补给完成后，对输油管线进行扫线，排空管线内的油料[10]。在离补给装置最近的压缩空气管线处加装三通阀门和快速接口。通过使用两端为快速接头的压缩空气软管，连接三通和补给装置压缩空气接口。 （4）输油管线改装。该船左/右舷中部设有DN250至DN150等多种口径的货油口，接口为法兰形式。补给装置进油口采用HCRJ快速接头方式，为与补给装置连接连接，在DN150货油口处连接一个法兰-快速短接（图3），即接头一端为DN150法兰与货油口法兰连接，另一端为与补给装置进油口匹配的HCRJ快速接头，采用两端均装有HCRJ快速接头的10m聚氨酯输油软管分别与补给装置上和货油口的法兰-快速接头相连。 （5）供电线路改装。横向补给装置依靠电力驱动，多数民用油船货油区不设配电设施。改装时可从机舱/配电间，或油船中部起重机处取电，使用低烟无卤、阻燃的铜芯（TITC）船用电缆，尽量采用穿管方式，与甲板保持一定安全距离，从主甲板上方的步桥上铺设到补给装置控制柜附近，通过航空接头与补给装置电控柜连接。 （6）补给装置加装。主要包括装置吊装、固定、输油管线连接、高压空气管线连接、动力电缆连接等。吊装时需要使用码头吊装设备，将补给装置吊装至预置底座上，用螺栓进行固定，如图4所示。为缩短加装时间，除吊装外其余加装工作可在航渡中进行。 3.3纵向补给装置加改装 （1）甲板结构加强。纵向补给装置加装在油船尾部，该船尾甲板中间有一处满足加装要求的空间，位于尾楼甲板的第-2～-8号肋之间油船的中轴处，位置如图5所示。根据装置在工作中的受力情况，为保证其安装强度，在每两肋中间增加一根冷弯方形空心型钢。 （2）焊接预置底座。改装时将纵向补给装置预置底座焊接在尾甲板上。 （3）压缩空气管线改装。从尾甲板下机舱内引出压缩空气管线至甲板加装处，设置三通接头，通过软管通过连接三通与补给装置上的扫线球发送器。 （4）输油管线改装。与横向补给装置加装的油船中部货油区不同，民用油船尾部区域一般为非防爆区，不设置固定输油管线。纵向补给装置所需的输油管路需要从船中部临时改装并布设到油船尾部，改装方式包括改装钢制管线和临时布设软管两种。改装铺设钢制管线施工量大、耗时长，军事任务完成后恢复也较麻烦，而且由于钢制管线即使扫线后也会存留一定的油气，在船尾部非防爆区内存在安全隐患，因此大多采用布设软质管线的方式。 图7 安装法兰阳端 具体方式是在左/右舷中部DN150货油口处处安装法兰阳端，即接头一端为150mm的法兰与船上输油管法兰连接，另一端为HCRJ快速接头阳端（图7），使用几段长度为20m，两端分别装有HCRJ快速接头阴端（阳端）的补给软管，通过首尾相连的方式布设一条船中部至尾部的软质输油管线（图8），管线的一端与输油法兰连接，另一端与补给装置进油口连接。 （5）供電线路改装。纵向补给装置依靠电力驱动，改装方式与横向补给装置类似，可从机舱/配电间处取电，使用低烟无卤、阻燃的铜芯（TITC）船用电缆，尽量采用穿管方式布设线路，并在尾楼后墙上设置接电箱。 （6）补给装置加装。基本过程与横向补给装置加装相同，使用码头吊装设备，将补给装置吊装至预置底座上，调整位置，用螺栓将补给装置固定在预置底座上。除吊装外，其余加装工作可在航渡中进行。 4结束语 民用油船改装为油料补给船除了上述内容外，还涉及油船与岸基指挥所和海上舰船的通信指挥、上船补给分队的生活保障、油船和受补舰船的补给配合、船员的补给训练等具体问题。只有通过深入研究和不断的加改装实践，才能摸索出一套完善的适合于民用油船加改装的技术方案和勤务使用规程，从而保证战时民用油船加改装有章可循，迅速形成保障能力。 参考文献： [1]胡浩，熊伟. 从军民融合的角度看战时海上运输补给保障[J]. 中国水运，2012（10）：21-23. [2]翟性泉，夏勇，赵厚宽.外军补给舰船[M].北京：国防工业出版社，2013. [3]吴汉才，王锦法.船舶货运[M]. 北京：科学出版社，2012. [4]王利伟.国外海军海上补给现状和发展趋势[J]. 船电技术，2017（2）：58-62. [5]宋晓东.海上补给体系特点分析[J]. 船舶工程，2012增刊（2）：5-8. [6]王琦，翟性泉，王岩.全电动航行横向补给装置控制系统设计[J].自动化与仪器仪表.2017（2）：77-79 [7]赵厚宽，翟性泉，郭奎，李晓勇. 张力软管法横向液货补给装置的设计[J]. 船舶工程，2012增刊（2），54-57 [8]韩涛，李江翔，叶明.舰艇航行补给接收装置及发展趋势[J].船舶，2005（5）：15-18 [9]中华人民共和国劳动部职业安全卫生与锅炉压力容器监察局.工业防爆实用技术手册 [M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1996 . [10]郭艳丽.输油管道检修动火施焊与防火安全[J]. 石油化工安全技术，2001（2）：41-43 |
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