浅谈船舶脱硫装置改装的安全风险及对策

一、引言
随着世界经济的发展,世界海运货物周转量随之增加,以柴油机为主推力的船舶数量和吨位也随着大幅增加,而重物燃料中的硫燃烧则主要产生SO2。SO2 是一种无色有强烈气味的气体,在浓度低时,主要是刺激上呼吸道黏膜;浓度高时,对呼吸道深部也有刺激作用。当大气中含有SO2 过多时,就会溶于水蒸气而形成酸雨,使大片农作物及森林叶子变黄,对动、植物造成危害,还会加速许多物质的腐蚀。硫化物对大气、环境带来的污染,严重危害人体的健康。
为了减少船舶废气中硫化物对大气环境的污染,国际海事组织海上环境保护委员会第70 届会议作出自 2020 年 1月 1日起将在全球范围内实施船用燃油硫含量不超过 0.50%m/m 的规定,并出台了 MARPOL公约修正案、导则和通函等,强制要求对不满足上述排量规则的船舶进行脱硫改造。在脱硫装置的改装中如何控制好起重吊装作业、交叉作业、孔洞边防护、高空坠物,是安全管控的难点。
二、脱硫装置改装的船型及类型
1. 脱硫装置改装的船型
目前脱硫塔改装工程涉及的船型主要有集装箱船、油轮和散货船。
2. 脱硫装置改装的类型
主要有三种:“I” 型、“U” 型和混合型。通常情况下,脱硫塔改装工程难度较大、工期较长的首先是集装箱船,其次是油轮;散货船脱硫塔改装工程的周期则相对较短。从脱硫塔改装的类型看,“I”型:烟囱系统一旦拆除,无法恢复,一般船舶进厂 3 天后系统失效,到开航前一周,不具备自航能力;“U”型:采用整体预制的方式,系统拆除后,能在3~5天局部恢复系统;混合型:系统相对复杂,改造周期长,约 2 个月时间,系统拆除后无法恢复。
三、脱硫装置改装的主要安全风险
1. 改装任务有压力
根据经营生产预测,2019 年中远海运重工全系统脱硫塔改装船接单数量约 550艘,其中 400艘在年内改装完毕,各企业均处于满负荷运转状态, 核心客户多,靠泊压力大,特别是舟山重工,涉及达飞、马士基、地中海等核心客户改装项目多,码头资源有限,造船项目占用码头资源多。
2. 改装生产存隐患
生产任务繁重,项目管理人员和一线工人短缺,特别是脚手架工、铜工严重不足,加之船东对生产进度的严苛要求,为安全生产埋下诸多隐患,概括起来主要包括以下五个方面:
(1)项目组管理人员不足,管控乏力。
(2)个别工种特别是脚手架搭设工、铜工等严重短缺。
(3)工人连续作业时间长(由于脱硫改装工期紧张,个别船东提出24 小时作业的要求),疲劳现象在一定程度上难以避免。
(4)改装作业占用码头时间长,生产用的设备设施、电力等资源紧张,加上正值台风多发季节, 导致短期内船厂无动力船舶增加,防台风压力较大。
(5)脱硫塔改装本身的危险因素多,包括:机舱、生活区火灾隐患多;大件吊装作业(见图 1)起重伤害风险大;立体交叉作业、不相容作业多, 物体打击危险高;管系工程多,油管系拆装、搬运及压载管系泄漏风险大;等等。
图 1  脱硫塔改装大型分段吊装作业
四、脱硫装置改装的安全对策
1. 做好脱硫装置改装项目的前期安全策划
安全策划应包含船舶主要参数及工程概况、修理工艺原则和顺序、施工工序及要求、危险源辨识及消除方案、应急预案措施等。安全策划制订完毕后,需经过项目组审核、区域领导审批通过,方可施工。同时,年终对所有安全策划的实施效果进行评比,促使各项目后期制订出更加有效的安全策划方案。
2. 落实脱硫装置改装项目的安全基础工作
(1)各单船安全主管要对照《单船安全基础管理实施考核表》进行检查、审核,督促项目组在3~ 5 天内完成该项工作,并在考核表上签名,报送部门领导。
(2)脱硫塔安装在烟囱里。按烟囱改动需求, 可分加高式和背包式两种。如果原烟囱空间充足, 基本上采用加高式。其脱硫改装工程施工项目主要包括烟囱内安装集烟柜及座架、脱硫塔及座架、新加高烟囱、烟管阀及阀密封风机和风道、新配锅炉、发电机烟管、新配机舱进出口海水管、玻璃钢管。在安装的过程中,要对施工项目进行危险源辨识并制定消除方案。
3. 对现场作业的安全难点进行有效管控
(1)防火防爆是必须坚守的阵地。第一,清除从烟囱顶到机舱尾轴污水井各层的可燃易燃物,用防火布铺设封堵锅炉层、锅炉顶层,杜绝火星进入电机层。第二,任何动火点都必须进行六面确认,防火禁火区标识牌要清晰规范,对动火点编号加强管理,特别是对管码支架烧焊,每一张动火单都不得超过 5 个点。第三,将油舱透气管断开或对盲板灌水。目前,油舱透气管原管路的下方有双盘法兰短接管和没有双盘法兰短接管两种。如果是无双盘法兰短接管,就只能在法兰口封盲板并灌水,但这种做法存在一定隐患,因为管内的水位无法时刻确认,管路回装时将产生安全不确定性,割管时将产生铁渣杂物拉出盲板而掉进油舱油柜;如果是主/ 副机集油箱透气管,这些铁渣对机器运转就会造成一定损害,因此应尽量采取断开法。
(2)防交叉、孔洞边防护、防物坠(简称“三防”)是脱硫工程安全管控的难点。比如副机排烟管已预制好上船,但锅炉和焚烧炉排烟管却未上船,项目组便会安排管工先将副机排烟管吊装焊接、起架子。当施工了一部分、起了几层架后,其他两路排烟管进场了、需要安装,那么一般就会采用局部拆架。这就产生了孔洞边现场小物件或螺丝未及时清理而随之坠物的风险。再施工一段时间,管工进度慢,电工进场开始电舾装、拉电缆工作,交叉作业就来了;再施工一段时间,舾装的铁工认为管工、电工进度影响了施工进度,为赶工期,他们也进场施工,甚至出现最不理想的局面——连包保温棉也未做。由此可以想象得出,在狭窄的烟囱处,多工种同时施工将是什么场面。
为了达到“三防”的目的,必须强制实行“分段式管理”:从锅炉层到集气箱为第一分段,集气箱往上两层(每层按设计平台算)为第二分段,再往上第三、四层为第三分段……以此类推。从第一层做起,要求每一分段管工从里到外进行布管,基本完成后(不存在大件吊运可能),再交给铁工恢复平台框架,能装格栅的就装,不能装的就用跳板代替,用防火布铺垫隔离,然后让电工进场。就像建筑楼房一样,一层一层地进行。
(3)有限空间管控。为了确保有效通风,必要时可使用冷风机,并对进场工种人数管控。特别是改装后期,排烟管装好后要调试副机,此时烟囱内排烟管的温度很高,必须禁止在烟囱内做其他作业,以免烫伤,尤其要与油漆作业错开,避免火灾爆炸事故发生。
(4)通道以及照明布置。通道畅通主要是脚手架布局和工艺孔配合,提前做好施工工艺工序, 确保通道畅通。照明采用拉设220V 的 LED 大灯和
36V照明相结合的措施,一是保证照度,二是满足安全电压的要求,减少触电风险。
(5)现场“4S”的管理。按照施工区域确定“4S”定置管理责任区,规定小物件、螺丝入桶,及时清理,合理设置下料盘,施工队工毕场清,项目组进行日常巡查。
五、脱硫装置改装防台风的安全对策
脱硫装置改装期间,船舶失去动力无法自航,

因此无法到海上抗台风。因厂区码头资源有限,在船厂防台风压力极大。为切实加强作业船舶在厂防台风工作,中远海运重工下属各公司梳理了 6~10 月份脱硫塔改装船舶、新造无动力船舶、其他无动力船舶码头防台风的数量、码头资源,制定了以下对策:

1.  根据靠泊能力,适时调整脱硫塔改装项目的数量和修期。

2.  对具备恢复系统能力的改装项目及时恢复系统功能,针对“U”型脱硫塔的改装工程提前做好策划,跟踪施工进度,尽量减少对原船结构的破坏, 实现在 5 天内迅速恢复船舶动力,到锚地抗台风,以减小码头压力。

3.  提前做好人力策划,保障脱硫塔改装所需的人力特别是需求量大的管工到位,提高施工效率和进度,防止拖期。

4.  对脱硫塔改装项目提前做好技术设计、生产安排、物资采购、安全策划,对生产进步做好跟踪,加紧生产节奏,缩短项目工期,确保项目顺利推进。

5.  合理利用外部资源,积极与周边企业协调, 租借附近的码头资源,如上海重工借用上海船厂码头,舟山重工借用金钵盂、金海湾、长宏国际等船厂资源等,缓解了企业码头的负荷压力。

6.  重点掌握各企业无动力船舶状况,在台风到来前及时调整,并每月定点、定人上报修船舶坞期表(有台风生成时按周报),以便及时掌握各企业无动力船舶状况。

7.  生产运营部对各企业新造船无动力在厂船舶在厂修期线表进行再核准,抓好节点。

8.  舟山重工、上海重工和广东重工等沿海船厂在台风季节(7~9月份)脱硫塔改装船舶的船东情况进行梳理,尤其是针对舟山重工,脱硫塔改装船舶数量严重超出防台安全停靠船舶数量上限,及早进行调整,并积极与船东联系,尽量延至 10月份进厂。

9.  对各企业防台风工作开展专项检查,梳理防台风物资、设备设施的准备情况,检查缆桩、防台风锚链和防台风缆绳状况,发现问题及时整改,确保满足防台风预案要求;督促各企业对重点项目和重点船舶实施专项防台风策划,全面做好防台风的准备工作。

六、结语

船舶脱硫处理装置改装是中远海运重工近几年的新增业务,工期短、工程量大,涉及的重点作业部位多,安全管理风险高,成为船厂安全管理的重点风险,所以必须制定完备的安全策划,认真分析风险,并采取有效措施,严格管理,确保施工安全。

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