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海上储油轮的技术要点与改建市场(Z.2017.7)

新闻来源:中国船检    浏览量:430 辛吉诚 2017-08-22
        自2014年底开始的低油价对于全球范围内原油消费的刺激让石油再次成为国际能源贸易市场的焦点。进入2016年,全球范围内石油消费能力日趋饱和,陆上储油空间开始收紧,主要的石油消费国开始将目光转向海洋。伊朗在受制裁期间就曾使用其国内无法从事国际航行的油轮进行海上储油,而东南亚地区的新加坡与马来西亚近年来也开始大规模采用老龄VLCC在锚地抛锚,作为海上浮式储油装置的方法进行商业储油。与新建陆上储油设施的模式相比,在海上存储原油的模式具有初始投资较低、建设周期较短、配置相对灵活、发生事故时对周边环境影响较小的优势。随着未来全球范围内低油价的持续,海上储油这一全新的设计理念将拥有广阔的市场前景。
        处于搁置状态的现有老龄油轮是目前海上储油轮的主要来源之一。与其他类型的货船相比,油轮营运过程中特有的航线与装载工况特点,决定了其船舶与船上设备在折旧率方面远高于其他类型船舶。波斯湾、几内亚湾与墨西哥湾是目前全球范围内主要的海上石油输出中心,从这些地区出发将原油运输到亚洲、欧洲和美洲的油轮不可避免地长时间在热带海域航行。由于温度的升高会加快金属电化学反应的速率,因此国际原油运输的这一特点导致了油轮船体结构的腐蚀速度要略高于其他类型的货船。有实验室数据表明环境温度每上升10℃,金属腐蚀的速率就会加快1倍,从现有的统计资料来看,15年船龄以上的油轮压载舱构件平均腐蚀量比同龄干货船要高出20%~30%左右。与此同时,现代双壳油轮结构型式的特点与满载和压载航行交替的不同营运工况,决定了其船体结构疲劳问题相对其他类型的船舶而言更为突出,通常服役10年以上的油轮在货舱与压载舱内结构不连续位置就可能产生疲劳裂纹,而其他类型的货船至少要在服役20年以后才可能出现类似的问题。
        为确保老龄油轮营运过程中的安全,防止原油在运输过程中由于事故而发生泄漏污染海洋环境,国际船级社协会(IACS)以统一要求URZ10.4的形式规定10年船龄以上的油轮都需要根据ESP加强检验计划进行检验。根据URZ10.4规定的检验周期,10年以上油轮中间检验将按照特别检验的范围进行,且船底外部检查不允许采用水下检验的方式替代坞内检验。这相当于10年以上船龄的船舶每2.5年就需要进坞完成一次特检范围的检验。从理论上来看,以ESP为代表的高频次、大范围的检验方法能够在最大限度上发现船体结构的早期缺陷,避免未来船舶营运过程中的事故。然而为确保检验期间船舶与检验人员的安全,油轮在进厂检验之前都需要进行一系列的清舱、惰化、除气和通风等程序;同时,油轮的结构特点决定了其压载舱与货舱内永久性结构检验通道(PMA)所无法到达的位置无法采用相对便利的液压高架车,而必须搭脚手架才能进行近观检验,这将直接导致10年船龄以上的油轮检验周期延长,检验成本上升,在航时间缩短,进而影响老龄油船的综合经济效益。
        从国际原油运输的实践经验来看,船龄超过15年的原油轮在营运、维护与保养方面的成本将显著上升。船东通常更倾向于将这些油轮,特别是在风浪条件下稳定性较好的超大型老龄油轮作为海上浮式储油设施。以VLCC为代表的超大型油轮作为海上浮式储油设施的优势是显而易见的。原油运输船本身的设计即可载运原油,无需大范围改造即可作为海上浮式储油轮。同时,这些船龄较大的油轮作为固定锚地储油轮时相当于船舶搁置状态,船东不仅可以节约不少维持船舶航行所需要的额外开销,还能够从海上储油业务中获得额外的收益。与纯粹搁置的方案相比,油轮在作为海上储油设施期间除主机外,包括锅炉、发电机、货泵、压载泵、惰性气体发生器在内的主要设备都需要正常运转,船东无需承担这些设备搁置期间的额外成本。与此同时,这类船舶从搁置状态恢复到正常航行状态,相对那些纯粹搁置的船舶而言也更加容易。
        相关法规与技术标准的缺失,成为了海上储油模式推广过程中的最大障碍。与在远洋海域航行的油轮相比,海上储油轮通常会被布置在离岸不超过20海里,水深通常在50米以内的沿海锚地,海域环境状况相对较好,安全与防污染的风险较小,要求其适用在航油轮与海上浮式生产储油装置(FPSO)相对严格的安全与环保标准显然没有必要。然而与空载的纯粹搁置的油轮相比,固定锚地储油轮上长期储存着闪点低于60℃的危险货物,在实践中也经常需要进行海上船对船的原油过驳,过驳过程中一旦发生事故,极易导致海洋污染。从这个角度来看,固定锚地海上储油轮在防火、防爆与原油过驳方面的安全与防污染标准至少应与在航油轮相当;而与风浪条件较好的码头和近岸终端相比,海上锚地风浪流条件相对更加恶劣的特点决定了海上储油轮在锚泊与海上系泊方面的技术标准,要根据所在海域的实际风浪流状况重新核定,通常而言,会略高于在航油轮。现有油轮的海上原油过驳系统与船上系泊设备可能需要进行适当的改造,才能满足海上储油的实际需求。
        中国船级社2017年3月发布的《固定锚地储油船检验指南》为未来双壳油船从事海上储油业务提供了相应的技术依据。根据指南要求,在距离海岸不超过20海里的锚地从事储油业务的储油船,在完整稳性方面需满足《2008年国际完整稳性规则》第2章及第3章3.2的相关要求,破舱稳性需满足MARPOL73/78附则I第28条关于油船破舱稳性的规定,两种稳性的核准均需考虑船舶在系泊状态下对稳性的不利影响。指南对于固定锚地储油船载重线、结构强度、轮机设备、电气设备、消防安全的要求与油轮基本相同,在船体接地方面针对固定锚地储油轮的作业特点引入了中国船级社《海上浮式装置入级规范》第6篇第1.4.3条的关于接地的要求。根据海上储油船特有的船对船过驳(STS)作业的特点,中国船级社在指南中参考了多个相关行业的技术标准,对STS作业在过驳设备、系泊设备、安全设备、照明设备、通讯设备以及管理体系等多个方面进行了详细的规定,对原油轮在固定锚地从事海上原油储存具有重要的指导意义。
        中国船级社在《固定锚地储油船检验指南》中针对固定锚地储油轮所特有的营运特点提供了个性化的检验服务方案。固定锚地储油船在检验周期、项目与范围方面与油轮基本相同,其主要的差异在于船底外部检查的方式。对于正常在航的油轮而言,如果其船龄超过15年,在进行船底外部检查时不允许采用水下检验的方式替代坞内检验,这意味着这些船舶必须要在船厂进坞,才能完成船底外部检验。然而长期停泊在锚地的储油轮船底受损的可能性很低,且国际海事组织在其MARPOL公约附则的1.2条中对于海上浮式储油装置(FPSO与FSO)无需执行ESP检验计划已有过统一解释。因此中国船级社在其指南中对船龄15年以上的储油船船底外部检查进行了个性化的规定。对于这类船舶,当船东提出用水下检验替代坞内检验的申请时,中国船级社将根据该储油船的具体状况和上次检验的记录,考虑是否接受该申请,通常只要上次检验船体机构状况良好且在检验前没有发生过事故,采用水下检验替代坞检的模式都可能被接受。不过为确保船舶航行安全,当这些储油轮恢复正常航行前,依然需要进坞对船底外部状况进行彻底的检查。
        然而未来国际原油运输市场的波动很可能在一定程度上引发石油贸易对于海上储油需求的缺口。近期OPEC减产协议的打折与特朗普新政下美国页岩油的高调回归,以及美联储的加息政策让2016年底略有起色的国际油价再次跌回50美元以下,价格的下跌在一定程度刺激了国际原油贸易市场的成交,由此而引发的海上运力需求的增加,将在一定程度上刺激国际油运价格的上涨,此时,那些原先在锚地搁置兼做储油船的油轮,很可能在运价上涨的刺激下重新起航,进而导致原本已经形成的海上原油储存空间减少。而在原油产量持续提升的大背景下,未来石油输出国与消费国对于海上储油需求的增加将不会存在太大的悬念。由搁置的油轮起航而导致的海上储油市场的缺口,很可能成为未来国际航运与造船市场的新热点。
        与新建海上浮式储油设施的方案相比,采用现有船舶改建为储油轮的方案工程周期相对较短、总体投资较小,而且能够最大限度地利用目前国际航运市场运力过剩大背景下闲置的船舶资源,总体上更为环保。理论上,将大型原油轮或成品油轮改建为海上浮式储油轮,无疑是最为方便和经济的。然而未来国际能源市场对于运力的预期,决定了被用作海上浮式储油的油轮数量可能不会太多。从船舶技术角度而言,大型散货船在船体结构承载特点方面与油轮有诸多相似之处,未来也存在改建为海上浮式储油装置的潜力。通常情况下散货船针对散货装载而设计的单壳、顶边舱、底边舱与槽形舱壁的特殊货舱结构,在改建为其他船型过程中难以被有效利用,船上电站与热站功率在三大主力船型中也是最小的,正常情况下的改造价值相对较低。在国际干散货运输市场运力持续过剩的大背景下,船东往往只能选择搁置或提前拆解那些无货可运的船舶。
        从船体结构强度的角度来看,散货船针对高密度货物而设计的船体结构足以承受装载低密度原油时对于船体结构的压力。即使是服役多年的老龄散货船,只要其船体结构没有超标的缺陷,其结构强度都能够承载装载在货舱内原油的压力。与此同时,大型散货船宽大的船身也为其在改建为储油轮过程中所需增加的管系、锅炉、惰性气体发生器等设备,提供了足够的空间与储备浮力。为避免货舱部分结构受损后可能发生的原油外泄,国际海事组织与主要港口国主管机关通常都会要求储油轮在货舱区域采用双壳结构型式。因此,大型散货船特有的单舷侧结构就成为了其改造成海上浮式储油轮的最大障碍。不过海上浮式储油装置通常无需具备自航能力,因此船身的阻力性能就显得不那么重要,在船舶改建实践中完全可以通过在原来船舶的货舱区域增加一层双壳结构,以满足国际公约对于储油轮双壳保护的要求。
        21世纪初,散货船建造市场的火爆以及2008年由BDI指数崩盘而引发的全球性干散货运力过剩危机,为未来的海上浮式储油轮提供了丰富的改建船源。知名航运咨询机构克拉克森近期发布的一项研究报告表明,截止到2016年11月,已有385艘合计2770万DWT被拆解,这些被拆解的船舶,大部分都是好望角型散货船。进入到2017年,随着压载水公约的生效与中国目前在建的30艘Valemax型矿砂船的陆续交付,未来很可能会有越来越多的老龄好望角型散货船,面临无货可运的尴尬局面。而改建为海上浮式储油装置,给这些即将“失业”的好望角型散货船提供了一个“再就业”的机会,也给后金融危机时代饱受打击的船舶修造业,创造了新的市场机遇。
        与好望角型散货船相比,以载运矿砂为主的VLOC,特别是载重量高达40万吨的Valemax型矿砂船,未来可能面临大量被闲置的风险。庞大的身躯让Valemax型矿砂船在港口与航道适应性方面的问题显得尤为突出。在全球范围内主要的铁矿石输出国之中,目前只有南美地区的少数港口能够接纳体型庞大的Valemax型矿砂船,而除东亚与中东地区的少数港口外,国际主要铁矿石进口国中能够接纳Valemax型矿砂船的港口也不多。从这个角度来看,Valemax型矿砂船理论上只能用于巴西圣路易斯港与东亚和中东地区港口之间的铁矿石运输。一旦这些地区间的铁矿石贸易减少,体型庞大的Valemax型矿砂船极有可能重蹈当年好望角型散货船的覆辙。而改建为海上浮式储油轮,为Valemax型矿砂船未来可能需要的转型提供了一种新的思路。不过相对于单舷侧散货船而言,将VLOC改建为海上浮式储油轮的工程量与技术难度要更高一些。这主要是由于散货船货舱舱容较大,仅对货舱区域进行改建即可满足储油功能。大型散货船货舱单舷侧结构通常都位于船舶平行中体部分,增加双壳结构相对也更加容易。而矿砂船货舱舱容较小,必须将边压载舱也改建为储油舱,才具有较高的经济效益,改建过程中对甲板结构进行切割将是难以避免的。与此同时,矿砂船首尾部分的边舱外板部分存在较大的型线变化,这也给其增加新的双壳结构增加了不小的难度。
        与将老龄油轮作为海上浮式储油轮的改造方案相似,将散货船改建为海上浮式储油装置同样面临相关法规与技术标准缺失的障碍。如果没有相应的法律法规保障,这类改建而成的海上浮式储油装置是否能够合法运营都成了问题。由于目前国际公约关于油船的安全与防污染性能技术标准基本是全球统一的,由老龄油轮改造而成的海上浮式储油轮理论上可以在全球范围内进行布置,而由散货船改建而成的海上浮式储油装置属于一种全新的海上结构物,各港口国主管机关是否愿意接纳这一新生事物,目前还不得而知。然而与港口国主管机关相比,未来石油公司对于此类改建的态度更为重要。对于石油公司而言,安全往往优于创新,让一向保守的石油公司接受类似由散货船改建而成的浮式储油轮这样一个新鲜事物,通常都需要比较长的时间。不过在国际干散货运输市场运力供应持续过剩与压载水公约即将全面生效的大背景下,与提前拆解相比,改建为海上浮式储油装置对于那些无法安装压载水处理装置的散货船而言,无疑更具吸引力。与之配套的,能够被业界和绝大多数国家和地区接受的安全与防污染性能标准,将为这些散货船在海上继续发挥余热保驾护航。
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