沥青船拨运保温检验.docx

液态沥青专运船沥青拨运保温系统检验技术的探讨

刘杨 宁萍

摘要：随着把重庆建设成为长江上游交通枢纽的战略规划的实施，高速公路建设中对焦油沥青需求量日益增涨，故开辟了水路运输焦油沥青的历史。本文分析了由重庆本土设计、本地建造的第一艘液态焦油沥青专运船的主要特性及其原理，研究了沥青拨运保温系统的检验技术要求，提出相关的检验建议。
关键词：沥青 驳运保温 系统检验
用于公路路面敷设的焦油沥青常温下为固态，经加温后可成为液态；通常以桶装包装块状固态或液货罐罐装液态焦油沥青两种方式运输。重庆地区公路建设所需的焦油沥青以前主要是在沿海港口装载后经由陆路运输至重庆，运输成本高最初是运输桶装包装块状固态焦油沥青，随后受重庆本地焦油沥青加工提炼技术及能力的制约，以及从保持焦油沥青的理化性能方面考虑，开发了沥青拨运保温系统，并在驳船上完成改装，以拖轮拖带方式实现了液态焦油沥青的水上运输。为优化运输方式，增加效益，船舶设计单位在总结驳船改装沥青拨运保温系统的基础上，设计开发了新一代液态焦油沥青专运船。
一、液态焦油沥青运输船概述
（一）船舶主要特性
用途：载运沥青及甲板散货两用船；航区：A级航区J2级航段；
航线：长江干线泸州---上海，载重量：舱内可载运液态沥青1600t（温度≤170℃）；
船体结构：双底双舷单甲板艉机型直排气型式，艉楼共设置四层，并设有艏艉升高甲板，艉楼与艏升高甲板之间为载货区域（含货泵舱）。
船舶主尺度（m）：83 Χ 15.6 Χ 4.3。
总体布置：自#24肋位至#130肋位主甲板以下区域为液货舱，设置6个用于装载液态沥青的独立液货舱（又称沥青罐），其容积均为约300m³；选用2×40mm硅酸岩棉板作为保温材料敷设于各沥青罐体外部，各沥青罐体底部实肋板通过硬栎木绝热支承于内底甲板实肋板上，其各侧面上部及下部均用钢性支架承受作用于沥青罐体的纵向碰撞力和用钢性支座夹持硬栎木作限位器防止沥青罐体横向滑移和翻转。
（二）沥青拨运保温系统的基本原理
1、整个系统主要由沥青拨运系统、保温系统、残液吹扫系统组成。
2、拨运系统主要配置有一台柴油发电机组原动机曲轴前端带的沥青驳运主泵（型号：W6.5Z-90ZoMb3W81、工作压力1.4Mpa、排量110 m³/h转速：1483rpm）和一台电动沥青拨运付泵（型号SNHP940R42、工作压力1.3 Mpa、排量31.3m³/h、转速979 rpm、轴功率14kw）及配套的滤器等。
通过布置在沥青罐内、舷侧边舱及货泵舱内的拨运管路可实现依靠本船设备或外部设备由船舶两舷注入或驳出液态沥青。
3、保温系统主要配置有一台布置在机舱主甲板层的船用热油锅炉（型号：CYYW-850（75）Y、额定热功率：850 kw、介质最高温度：300℃、工作压力：0.70 Mpa）、两台布置在货泵舱的热油循环泵、一只布置在二层甲板工作间的热油膨胀槽、一个布置在货泵舱的热油储存柜、一台电动注油泵、一台手摇注油泵及相应阀件、附件等。
热油经热油锅炉加热后进入热油分配器，分成几路加热盘管及伴热管，分别对沥青罐内和沥青拨运管内的沥青进行加热；沥青热油释放热能后汇入回油总管，再通过热油循环泵压入热油锅炉形成一个热油回路；热油注入泵将热油自热油储存柜补充至热油膨胀槽，进入热油回路。船舶航行状态时，通过调节换热量，始终控制各沥青罐体内沥青温度在170℃左右，船舶到港装卸作业时将各沥青罐体内沥青温度升温至230℃左右，液态沥青粘度降低后起动货泵组作业。
4、残液吹扫系统主要配置有一台布置在机舱的大排量空压机（独立于主机起动空气瓶的充气空压机，型号：CVF-40/30、额定压力：3 .0Mpa、排量：40m³/h、转速：640 rpm、轴功率：10 kw），一只布置在机舱主甲板层的大容积吹扫空气瓶。（型号：B4.5-3.0、工作压力：3 .0Mpa、容积：4.5m³）
空压机向吹扫空气瓶充装压缩空气，当液态沥青拨装卸完毕后，开启吹扫空气瓶出气阀，压缩空气经吹扫空气管接至拨运管段内腔，及时清除沥青拨运管系中通岸接头闸阀及其后的金属连接软管至码头上沥青存贮容器之间的残留沥青，以免沥青在拨运管内凝结。
二、关键检验技术
沥青拨运保温系统的制作安装重点之一是如何采取有效的膨胀补偿、管段固定及减震措施，以控制使用本船货泵动力装卸沥青过程中，温差造成的管路线形变形及独立沥青罐膨胀变形、管段震动等可能产生的影响。因此
（一）对凡属船舶投入营运后难于检查及返工的隐蔽工程部分(如沥青罐内管段)予以足够的检查和试验。需逐一检查现场制作的沥青拨运及其上伴热管路的制作及各管段质量，重点检查伴热管承受伸缩的弯曲段及在拨运管管壁上的焊接情况。
（二）各管段船上安装质量的控制
1、舷侧边舱的沥青拨运管及加热保温管管段连接采用法兰连接，考虑管段伸缩因素，每一水密舷侧边舱内加装一节波纹膨胀节承受膨胀变形；两法兰中心偏差≤±1mm两法兰平面平行度≤±0.5mm/1000mm。
2、舷侧边舱宽约1.5m高约2m，沥青拨运管及加热保温管分层布置以便安装管路支架和绝缘材料敷设。
3、各独立沥青罐内加热盘管用C型管子支架，支架沿加热盘管伸缩方向布置，直线段两支架间距2600mm～3300mm，支架距加热盘管弯曲段最前端不小于500mm, 加热盘管弯曲段不设管子支架，各层支架高度尽量调整一致以利延伸管路膨胀变形，支架固定于各独立沥青罐舱底扶强材处并装焊座板加强。
4、抽吸口加热盘管整体弯制，逐一检查其制安尺寸及与沥青吸入管和喇叭口相互位置，避免装卸沥青时沥青吸入管和喇叭口剧烈震动与加热盘管或抽吸井井壁相互碰撞。
（三）合理安排各管段的车间强度试验及系统的船上密性试验
1、沥青拨运管段及其附属伴热管制作完毕后分管段或多管段在制作现场用水压试验机作车间强度试验，伴热管另作车间强度试验。
2、局部部位由于水压试验困难可采用油密试验加灌水试验代替，如各独立沥青罐内沥青吸口一节虾米管加吸入喇叭口）；各独立沥青罐内加热盘管现场制安完毕后分舱分盘管组整体作车间强度试验。
（四）拨运保温系统总体试验
1、模拟驳出试验：逐舱灌水，分别起动柴油机机带沥青拨运主泵和电动付泵作驳出效用试验。
2、模拟注入试验：各独立沥青罐共用一套拨运管路，抽查第五罐（货泵舱前壁前左舷），分别起动柴油机机带沥青拨运主泵和电动付泵作注入试验。
3、各独立沥青罐升温试验
各沥青罐积水抽干清舱后启动热油锅炉；通过热油锅炉电气控制箱采用手动小火控制方式缓慢升温，出油温度控制在120℃，各舱逐一循环加热至回油温度稳定后自然冷却至环境温度，在热油循环泵继续工作情况下进舱检查，用锤击方法逐一检查加热盘管套管接头焊缝处有无油迹渗漏；对疑有渗漏的焊缝，清理焊缝表面及涂白粉后补作检验；用压缩空气吹除内置有伴热管的拨运管检查有无油迹吹出。
4、加热保温及驳运联调试验
各罐体灌水作实船加热保温及驳运联调试验，作加热保温、伴热系统效用试验，作驳出及吹除效用试验，同时检测温度、液位及透气管路的有效性和可靠性。热油锅炉生产厂家配合作热油锅炉自动控制及配套设备调试交验。
结束语
在第一艘液态沥青运输船的基础上作技术改进后，第二艘液态沥青运输船也于2009年建造出厂并投入营运，水路运输已成为焦油沥青的主要运输方式。回顾液态沥青运输船沥青拨运保温系统的检验过程，先进的运载技术仍需要可靠的施工工艺和设施设备来实现。船舶建造厂只有提高对管路的数控放样水平，配置相应的液压弯管设备，才能有效保证液态沥青运输船沥青拨运保温系统的建造质量。
参考文献：[1] 国家海事局 石油沥青船检验指南[M] 2005；[2] 国家国防科工委 中国造船质量标准[M] 1998。（作者单位：刘杨 重庆市港航管理局 宁萍 重庆交通大学）