化学液集中供应系统设计论文

2022-04-28

【摘要】目前我国处于高速发展时期,各类工厂烟气排放导致大气污染加剧,我国是CO2排放量最多的国家,每年因酸雨导致直接经济损失达100亿元以上。二氧化硫遇水蒸气形成酸雾严重危害人类健康。电厂排放SO2占工业排放量的60%,对电厂排放烟气脱硫脱硝处理非常迫切,需要研发科学的脱硫脱硝自动化控制系统。下面是小编为大家整理的《化学液集中供应系统设计论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

化学液集中供应系统设计论文 篇1:

陶瓷行业烟气半干法综合治理技术分析

摘 要:针对陶瓷行业喷雾塔和辊道窑的传统烟气处理存在的问题,本文介绍了一种烟气半干法综合治理技术,分析了其脱硫除尘的物理化学过程和原理,以及采用该系统取得的节能降耗和环保效果,指出了未来脱硫除尘治理的发展方向。

关键词:陶瓷;烟气;脱硫;半干法;治理

1 引言

陶瓷企业所产生烟气主要来自于喷雾干燥塔和烧成窑炉,这些烟气的主要污染物是粉尘和二氧化硫。目前陶瓷企业的烟气脱硫治理方式大多是采用传统的方法,即喷雾塔外排烟气采用袋除尘器+双碱法脱硫塔的方式,而辊道窑烟气脱硫采用湿法脱硫方式。事实上,这些传统的烟气脱硫方式在运作过程中还存在很多的问题,影响了企业的生产和环保治理效果。

本文主要介绍一种烟气半干法综合治理技术,专门针对喷雾塔和陶瓷辊道窑的烟气进行脱硫除尘一体化处理。

2 传统烟气脱硫方式及存在的问题

2.1 传统烟气脱硫方式

2.1.1喷雾塔外排烟气

喷雾塔外排烟气的治理工艺采用袋除尘器+双碱法脱硫塔的方式。该方法的布袋除尘器设置是每个喷雾塔配一台布袋除尘器,然后将经过布袋除尘器的烟气集中到一座脱硫塔内进行脱硫。

2.1.2陶瓷辊道窑烟气脱硫

陶瓷辊道窑烟气脱硫采用湿法脱硫(双碱法脱硫工艺)。即把现有窑炉的烟气集中到一起,再进入一座喷淋塔进行脱硫,待烟气净化后再排放。

2.2 传统烟气脱硫方式存在的问题

从企业运作的情况来看,当前大多数企业采用的这种传统脱硫除尘工艺至少存在以下问题:

2.2.1影响通风,影响产量

很多陶瓷企业喷雾塔的布袋除尘器是在边生产、边改造的过程中完成的,造成环保设备布局混乱,管网连接迂回曲折,通风阻力过大。从而影响通风和生产,使喷雾塔产能下降。

2.2.2设计有结构缺陷,易沾粘堵塞,滤袋破损快

该类布袋除尘器最初的设计是用于处理干态烟气、粗颗粒粉尘的,不适合处理喷雾塔这种含水、含酸以及含焦油等多种沾粘成分的复杂烟气。清灰均采用箱式脉冲,每个室仅配一只脉冲阀,布袋上口处未设置喷吹管,清灰强度低,容易堵塞布袋,造成酸性物质凝聚,腐蚀布袋和箱体内壁。

2.2.3使用寿命短

由于生产工艺现状造成喷雾塔布袋除尘器时停时开,造成喷雾塔烟气中的水分在除尘器内积留。当除尘器停机超过一定时间时,除尘器的温度就会下降,积留在内部的水蒸汽就会凝结成小水滴,对设备造成腐蚀。

3 新型烟气脱硫除尘一体处理系统

3.1 系统设备

该烟气处理系统的主要设备包括:半干法脱硫塔系统、灰循环系统、吸收剂存储与输送系统、布袋除尘系统。烟气脱硫除尘一体处理系统如图1所示。

3.1.1半干法脱硫塔系统

半干法脱硫及烟气系统主要包括半干法脱硫塔、连接烟道。烟气由脱硫塔下部通过布风装置进入脱硫塔。雾化水由脱硫塔喉口部的双流体雾化喷嘴喷入脱硫塔,以很高的传质速率在脱硫塔中与烟气混合,烟气中小液滴与吸收剂颗粒以很高的传质速率和烟气中的SO2等酸性物质混合反应。

3.1.2 灰循环系统

为提高吸收剂的利用率,系统设有灰循环系统,可根据反应器中吸收剂的浓度来调整循环倍率。

3.1.3 吸收剂存储及输送系统

吸收剂存储设备主要是储粉仓。通过储粉仓下部出口的螺旋给料机送入空气斜槽,与空气斜槽中的循环灰混合后进入半干法脱硫塔。

3.1.4布袋除尘器系统

当脱硫反应后的含尘气体由脱硫塔进入布袋除尘器进风口,与导流板相撞击,在此沉降段内,粗颗粒粉尘掉入灰斗,起到预收尘的作用。考虑到喷雾塔烟气的特性和脱硫除尘效率的要求,布袋除尘器内部结构上增设了沉降室,进一步加强预收尘的作用。

气流随后折转向上,通过内部装有金属架的滤袋,粉尘被捕集在滤袋的外表面,使气体净化。净化后的气体进入滤袋室上部的清洁室,汇集到出风管排出。

3.2 系统技术设计

该技术主要是根据循环流化床理论和喷雾干燥原理,采用悬浮方式,使吸收剂在半干法脱硫塔内悬浮、反复循环,与烟气中的SO2充分接触、反应来实现脱硫的一种方法。

烟气脱硫工艺分为以下7个步骤:

(1) 吸收剂存储、输送和制备;

(2) 烟气雾化增湿调温;

(3) 吸收剂与含湿烟气雾化颗粒充分接触混合;

(4) 二氧化硫吸收;

(5) 灰循环;

(6) 废渣排除。

注:(2)、(3)、(4)、(5)四个步骤均在半干法脱硫塔中进行,其包括化学过程和物理过程。

3.2.1化学过程

当雾化水经过双流体雾化喷嘴在脱硫塔中雾化,并与烟气充分接触,烟气冷却并增湿,氢氧化钙粉颗粒同H2O、SO2和H2SO3反应生成干粉产物,整个反应分为气相、液相和固相三种状态反应,反应步骤及方程式如下:

(1) SO2被液滴吸收:

SO2(气)+H2O→H2SO3(液)

CaO经过干式消化器后变为Ca(OH)2:

CaO (固)+H2O(液)→Ca(OH)2(固)

(2) 吸收的SO2同溶液吸收剂反应生成亚硫酸钙:

Ca(OH)2(液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O

Ca(OH)2(固)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O

(3) 液滴中CaSO3达到饱和后,即开始结晶析出:

CaSO3(液)→CaSO3(固)

(4) 部分溶液中的CaSO3与溶于液滴中的氧反应,氧化成硫酸钙:

CaSO3(液)+1/2O2(液)→CaSO4(液)

(5) CaSO4(液)溶解度低,从而结晶析出:

CaSO4(液)→CaSO4(固)

(6) 对未来得及反应的Ca(OH)2 (固),以及包含在CaSO3(固)、 CaSO4(固)内的CaO(固)进行增湿雾化:

Ca(OH)2(固)→Ca(OH)2(液)

SO2(气)+H2O→H2SO3(液)

Ca(OH)2(液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O

CaSO3(液)→CaSO3(固)

CaSO3(液)+1/2O2(液)→CaSO4(液)

CaSO4(液)→CaSO4(固)

(7) 布袋除尘器脱除的烟灰中的未反应的Ca(OH)2 (固),以及包含在CaSO3(固)、 CaSO4(固)内的Ca(OH)2 (固)循环至半干法脱硫塔内继续反应:

Ca(OH)2(固)→Ca(OH)2 (液)

SO2(气)+H2O→H2SO3(液)

Ca(OH)2(液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O

CaSO3(液)→CaSO3(固)

CaSO3(液)+1/2O2(液)→CaSO4(液)

CaSO4(液)→CaSO4(固)

3.2.2 物理过程

物理过程系指液滴的蒸发干燥及烟气冷却增湿过程。液滴从蒸发开始到干燥所需的时间,对脱硫塔的设计和脱硫率都非常重要。影响液滴干燥时间的因素有液滴大小、液滴含水量以及趋近绝热饱和的温度值。液滴的干燥大致分为两个阶段:第一阶段由于浆料液滴中固体含量不大,基本上属于液滴表面水的自由蒸发,蒸发速度快而相对恒定。随着水分蒸发,液滴中固体含量增加,当液滴表面出现显著固态物质时,便进入第二阶段。由于蒸发表面积变小,水分必须穿过固体物质从颗粒内部向外扩散,干燥速率降低,液滴温度升高并接近烟气温度,最后由于其中水分蒸发殆尽形成固态颗粒而从烟气中分离。雾化液滴的干燥及反应顺序如图2所示。

半干法脱硫塔内反应灰的高倍率循环使循环灰颗粒之间发生激烈碰撞,使颗粒表面生成物的固形物外壳被破坏,里面未反应的新鲜颗粒暴露出来继续参加反应。客观上起到了加快反应速度、干燥速度以及大幅度提高吸收剂利用率的作用。另外由于高浓度密相循环的形成,半干法脱硫塔内传热、传质过程被强化,反应效率、反应速度都被大幅度提高。而且反应灰中含有大量未反应吸收剂,所以半干法脱硫塔内实际钙硫比远远大于表观钙硫比。

在半干法脱硫塔内设置有多级增湿活化装置。经过增湿活化后原来位于反应物产物层内部的Ca(OH)2 从颗粒内部向表面发生迁移,并形成亚微米级细粒,沉积在颗粒表面或与表层产物层相互夹杂。迁移还改变了当地的孔隙结构。这些综合效果使反应剂重新获得反应活性。

4 系统工程实施

4.1 实施概况

本系统在某陶瓷公司实施,该公司现有两条辊道窑(产量分别为20000m2/天和12000m2/天)和两座喷雾塔。为达到最新环保要求,配套建设"半干法烟气脱硫系统+布袋除尘器"烟气净化系统,系统由烟气脱硫系统、布袋除尘器系统、灰循环系统、吸收剂存储给料系统、外排灰系统和增湿雾化水系统等组成。两条窑炉配置一套脱硫塔,两座喷雾塔各配置一套脱硫系统,三套脱硫系统尾部共同设置一套布袋除尘器。

4.1.1设计参数

该系统设计的窑炉烟气和喷雾塔烟气参数如表1和表2所示。

4.1.2 性能指标

在水、电、压缩空气和消石灰按设计要求正常供应,烟气排放质量满足脱硫装置设计参数情况下,烟气通过该系统处理后,系统排放的烟气中,粉尘≤30 mg/Nm3、SO2≤50 mg/Nm3。

4.2 系统设计及设备选型

4.2.1 烟道系统

两台喷雾塔烟气脱硫各采用一台脱硫塔(1#脱硫塔、2#脱硫塔),两条窑炉共用一台脱硫塔(3#),烟气分别先从相应脱硫塔下部进入,脱硫后三台脱硫塔烟气共同进入一台布袋除尘,经布袋收尘后由烟囱直排。

4.2.2 脱硫塔系统

(1)系统设计

在脱硫塔中,脱硫烟气和含吸收剂的循环灰接触,完成脱硫反应。

(2)设备选型

所选脱硫塔主要性能参数如表3所示。

4.2.3 吸收剂存储输送系统

(1) 系统设计

吸收剂采用消石灰作为原料,其存储和输送系统主要包括消石灰粉仓、变频卸灰阀、喷射泵、粉仓库顶除尘器等。

(2) 设备选型

1)消石灰粉仓;

2)粉仓库顶除尘器;

3)消石灰星型卸灰阀。

4.2.4 脱硫灰循环系统及输灰系统

(1) 系统设计

根据脱硫塔中灰的浓度和脱硫效率来调节循环倍率。

(2) 设备选型

1)空气斜槽;

2)循环灰流量控制阀;

3)循环灰星型卸灰阀;

4)外排灰气动阀;

5)罗茨风机;

6)循环灰斜槽流化风机。

4.2.5工艺水系统

(1)系统设计

工业水主要作用为:脱硫塔增湿活化及调节烟气温度用水。烟气通过蒸发雾状水来冷却。

(2)设备选型

1)脱硫水泵;

2)工艺水箱。

5 工程实例分析

某陶瓷企业采用该系统进行处理粉尘的治理,总处理烟气量约为700000 m3/h,滤袋的数量为3456条。在使用两年以后,对其布袋除尘器进行了全面检查,发现设备内部的情况良好,滤袋需要更换的数量只有300多条,为滤袋总数的十分之一。

5.1 延长设备使用年限

由于系统为多塔多窑炉共用一套系统,在单塔或单窑解列退出生产时,仍然能够维持设备内部的温、湿度,起到抑制烟气中的水出现结露的作用,延长设备的使用寿命。

5.2 降低能耗

本系统采用半干法脱硫工艺,系统的用水量小,水泵的功率小,一般为3~5 kW左右。不像湿法脱硫整个过程需要大量的喷淋水来吸收SO2,通常SO2浓度越高需要的液气比越高,循环水量也就越大,能耗也就越高。

5.3 降低成本

半干法脱硫系统所使用的吸收剂为熟石灰。

5.4 环保效果明显

系统实施企业经第三方检测机构在线监测,系统的颗粒物浓度、二氧化硫浓度都达到标准的要求,环保效果明显。

6 结语

本文针对陶瓷企业喷雾塔、辊道窑烟气中粉尘含水量高的特点,以及目前企业采用方法存在的问题,设计出包含半干法脱硫塔系统、灰循环系统、吸收剂存储与输送系统和布袋除尘系统的烟气半干法综合治理系统,能够取得比传统除尘脱硫系统明显的治理效果,可以延长设备的使用寿命、降低能耗和成本,具有明显的环保效果,是陶瓷行业未来除尘脱硫治理的一个发展方向。

作者:黄宾 王力行 杨立群

化学液集中供应系统设计论文 篇2:

电厂脱硫脱硝系统的电气自动化控制设计

【摘要】目前我国处于高速发展时期,各类工厂烟气排放导致大气污染加剧,我国是CO2排放量最多的国家,每年因酸雨导致直接经济损失达100亿元以上。二氧化硫遇水蒸气形成酸雾严重危害人类健康。电厂排放SO2占工业排放量的60%,对电厂排放烟气脱硫脱硝处理非常迫切,需要研发科学的脱硫脱硝自动化控制系统。研究介绍电厂脱硫脱硝处理工艺,进行脱硫脱硝系统电气自动化控制设计,促进社会经济持续发展。

【关键词】电厂;脱硫脱硝系统;电气自动化控制

电厂是SO2排放主要根源,政府出台相关政策加大治理力度,国务院出台国家环保规划指出化学需氧量排放量下降8%,将加强主要污染物减排作为首要任务。新建燃煤机组实现脱硫脱硝,未安装脱硫脱硝施燃煤机组要配套烟气脱硫脱硝设施。加快燃煤机组对低氮燃烧技术改造,对东部地区单机容量20万千瓦以上的燃煤机组实行脱硝改造。电厂必须对烟气进行处理才能达到国家规定排放标准。研究脱硫脱硝系统电气自动化控制设计具有重要现实意义。

电厂脱硫脱硝系统控制分析

近些年脱硫技术飞速发展,现有技术可按回收类型分为干湿法工艺,湿法工艺脱硫技术使用广泛,相比其他工艺技术单位时间内脱硫数量高,发生大型故障概率低。湿法脱硫存在产物难处理问题,外排烟气造成气体难以扩散,设备需要投入资金较大,往往需要较大的地理空间,使用干法脱硫技术可以弥补湿法脱硫技术的缺陷,可将干粉状产物集中处理,运行成本相比较低。烟气除油技术研究主要包括干法脱硝催化剂与开发新的湿法脱硝工艺,近期对脱硝助剂研发成为烟气脱硝技术关注热点。

煤气燃烧后形成高温烟气排放中伴有大量SO2等污染物进入大气,烟气排放治理难度加大,要提高环境综合治理能力【1】。空气质量关乎人类的生存,电厂要落实国家节能减排的方针政策,监督企业污染物达标排放,生产企业要高度重视环保减排,切实落实烟气排放治理工作。

电厂脱硫脱硝自动化控制系统设计

为保证烟气脱硫脱硝运行过程安全稳定,提高烟气脱硫脱硝效率,电厂脱硫脱硝控制系统要以实际设备为基础,以生产控制过程安全可靠为参考执拗,烟气脫硫脱硝工艺经过多年发展,使用控制系统包括PLC系统,DCS系统等【2】。电厂脱硫脱硝系统具有控制流程复杂,现场控制电机分布广等特点。PLC技术曾广泛应用于脱硫脱硝控制系统,但无法完整红丝线FGD系统工作要求,DCS适合烟气脱硫脱硝控制系统。

石灰石-石膏脱硫是烟气脱硫广泛应用的技术,烟气送至吸收塔经氧化排至大气,利用循环泵带动吸收剂循环使用【3】。采用CaCO3为吸收剂中和反应去除烟气硫氧化物,产生化学反应包括吸收氧化等过程。石灰石-石膏湿法脱硫技术具有效率高,技术成熟可靠,工艺使用原料简单等优点。脱硫系统工艺设计依据化学反应步骤,使用吸收塔为反应器,经化学反应烟气含有大量吸收剂雾滴,吸收塔烟气出口设置除雾器装置。石灰石浆液结晶体增加,吸收剂比例减小导致吸收率降低,湿法脱硫系统包括吸收塔系统,石膏脱水系统等。烟气脱硫系统中包括滤液水池系统、废水处理系统等。

发电机组烟气脱硝工程采用SCR脱硝装置,系统包含反应器系统、液氨存储供应系统等子系统。SCR法烟气脱硝系统分为SCR反应区与氨站,反应区完成氮氧化物化学反应,氨站完成液氨存储制备反应氨气。液氨罐车通过卸料压缩机将液氨送入储罐,通过水浴加热蒸发为氨气。进入SCR反应器前使空气与氨气混合导入反应器参与化学反应。SCR反应器位于锅炉空预器前尾部烟道,反应器内催化层配置两层,将SCR反应器垂直放置。经过均流板进入催化层与氨气发生还原反应,反应后气体经空气预热器由引风机送入脱硫系统【4】。

电厂脱硫脱硝自动化控制系统实现

烟气脱硫脱硝控制系统为局部控制系统,开关量控制占据主要地位,有少量闭环调节回路控制系统。特点体现在脱硫系统控制流程复杂,系统以顺序控制为主,时间控制是脱硫系统的关键。根据分系统工作目的不同控制方式分为模拟量与PID控制。DCS是在根据控制流程设定系统设备启停顺序,按照设定工作顺序启动被控设备,系统满足停机条件停止系统设备。电厂DCS控制系统采用EDPF-NT系统,I/O模件具有独立现场总线通讯节点。系统可由多个域集合形成分散控制系统。

机组脱硫控制系统采用EDPF-NT+系统,实现对脱落设备的控制监视功能。主系统包含石膏浆液排放等区域,一二级石膏脱水系统等区域为公用系统。脱硫系统配置操作员站,布置在主厂房集控室,配置工程师站包含LCD显示器,冗余网络通讯适配器等。工程师可新建工程,生成维护系统数据库,编写修改控制算法等。工程师站可对实时收集管理系统数据,记录模拟量参数。脱硝系统纳入主机DCS控制系统中采用集中控制方式,按照工艺方式分为主系统与公用系统,公用系统为氨站公用系统。脱硝系统配置操作员站,布置在主厂房集控室。配置工程师站布置在主机控制楼电子设备间内。主系统控制器为DPU29,DPU29控制器控制范围包括稀释风机控制,DPU57控制器控制范围包括液氨卸料压缩机控制,液氨蒸发系统等【5】。

系统硬件设计包括工艺参数检测系统,传感器将检测控制信号转换为电流信号,传感器输出电流信号向PLC传送,为控制泵等执行机构达到温度压力等参数调控,借助计算机屏幕图像生成画面,通过组态界面收集脱硫塔烟气浓度参数。设计构建系统方式采用上下位机方式,上位机包括运算与远程控制等,下机位负责对环境参数控制,上下机位连接依靠串口方式。可实现脱机与并机模式自动选择,上机位出现故障下机位可运行不影响使用。控制系统分为检测与控制部分,检测部分信号包括压力等信信号信息,检测信号进入PLC模拟扩展输入端,控制要素信息包含pH值控制等。脱落脱硝电气控制系统软件部分设计为PLC编程设计,组态软件选用力控软件V7.1,要通过PLC编程软件设计完成控制任务。PLC编程分为主程序与组态软件编写。西门子PLC为用户自主开发编程提供平台,对烟气脱硫脱硝工艺子部分包含各类装置进行设计。

结语

电厂脱硫脱硝设备投产使用后需要及时对控制结果分析,确保设备满足生产需要,设计组对系统进行测试,对各工艺部分实现局部半自动控制,使系统更加稳定运行。对脱硫脱硝自动化控制系统进行实时监控,排放符合国家标准后可正式投产使用。系统运行后环保局现场检测,检测烟气排放口处SO2等成分浓度,对温度值等烟气参数进行测量结果满足标准锅炉排放要求。上位机组态软件系统打印烟气成分报告功能可实时打印,方便维护人员对厂内设备保养完善。

参考文献

[1]李刘杰. 电气自动化在电厂系统中的应用分析[J]. 中国设备工程,2021,(14):136-137.

[2]祖天一. 隆生供热公司烟气脱硫脱硝装置电气控制系统设计[D].东北农业大学,2021.

[3]吴庆康. 基于DCS的热电厂烟气净化系统研究与应用[D].中国矿业大学,2020.

[4]李洪兵. 某焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝工艺技术改造研究[D].华北理工大学,2020.

[5]郭一杉. 燃煤烟气颗粒物/三氧化硫协同脱除过程建模与调控研究及应用[D].浙江大学,2019.

作者:张学诚

化学液集中供应系统设计论文 篇3:

关于化学品船舶的安全检查项目符合IBC规则内容的探讨

摘 要:本文梳理了化学品船舶载运被列入全新修订的IBC规则第17章的危险货物应该符合的要求,部分重点检查项目和检查要点,结合海事监管中发现该类船舶存在的问题进行分析,提出建议,旨在为从事该项工作的船舶安检员和船舶管理人员在开展船舶安全检查时提供参考,确保化学品船舶载运危险货物符合公约、规范要求。

关键词:IBC规则;安全检查;化学品船舶

SOLAS 74 83修正案,即将MSC 4(48)号决议通过的IBC规则列为公约第七章B部分,成为强制性规则,于1986年7月1日生效实施。以MEPC 16(22)决议通过的MARPOL 73/78 85修正案,将IBC规则和BCH规则分别纳入附则II,作为附则II第13条,与附则II于1987年4月6日同时生效,强制实施。对于IBC规则的任何进一步修正,无论是从安全角度还是从防污染角度,都必须分别经过SOLAS 74的第四条和MARPOL 73/78第十六条规定的程序予以通过和生效。IBC规则从安全和防污染两个方面制订了关于化学品船舶的结构和设备应满足的国际标准。

就 SOLAS 74 而言,IBC规则适用于载运根据安全特性被列入其第 17 章且在 d栏中被定为“S”或“S/P”的货物的船舶。就 MARPOL73/78 而言,IBC规则适用于 MARPOL73/78 附则 II 第 1.16.2 条定义的NLS 船,此类船舶所载运的是在IBC规则第 17 章 C 栏中被定为“X、 Y 或 Z”的有毒液体物质。

1 检查注意以下事项

1.1 强制配备稳性仪

全新修订的2014年IBC规则第2章较2004年修正案明显变化的是新增强制配备稳性仪的要求。根据MSC.369(93)和MEPC.250(66)决议,对于散装化学品船舶新增强制配备稳性仪的要求。对新船为强制性要求,并对现有船有追溯,稳性仪需经批准并持有证书,2016年1月1日已生效。IBC规则要求如下:所有适用本规则的船舶,应配备能进行完整和破损稳性要求的符合性验证、并经主管机关参照本组织建议的性能标准认可的稳性仪:①2016年1月1日以前建造的船舶应在2016年1月1日或以后但不迟于2021年1月1日的初次计划换证检验时符合本要求;② 尽管有上述第1条的要求,对于2016年1月1日以前建造的船上配备的稳性仪,如能进行完整和破损稳性的符合性验证并使主管机关满意,则不必替换;③就MARPOL附则II第16条的控制而言,主管机关应签发一份稳性仪的认可文件。

检查船舶是否有稳性仪的认可文件,并已按要求配备了稳性仪,船舶的IOPP证书中是否已经标注稳性仪相关内容,且内容与船舶实际相符。

1.2 货物要求与船型要求的一致性

根据船舶所载运的不同种类货物来判断船舶是否满足IBC规则的要求按照特定类型的船舶载运对应危险程度的货物。特定类型的船舶与所载运的危险货物可以从IBC规则第17章表“e”栏查询。船舶类型分为1型、2型和3型共三种,其载运货物的危险程度逐级递减。对于船舶单航次载运不同种类货物时,对货物的要求以最严格的船型对应的要求为准。

1.3 货物要求与舱型要求的一致性

根据船舶所载运的不同种类货物来判断船舶是否按照规定的舱型载货。船舶载运不同种类的货物时,对于货舱的舱型有特殊的要求。特定类型的货舱舱型与所载运的危险货物可以从IBC规则的第17章的表“f”栏查询。船舶舱型分为独立液货舱、整体液货舱、重力液货舱、压力液货舱共四种。在开展船舶安全检查时,可以涉及液货舱与船体结构的完整性、货舱承受压力的内容展开检查,目的保证船舶货舱的适装性。

1.4 货物与船舶构造材料的相容性

检查货物供应方是否已经提供货物的准确信息。货物信息的准确性至关重要,尤其是在船舶構造材料是否会造成损坏以及是否存在潜在的危险等方面影响着船舶的安全运营。根据IBC规则的要求,货物托运人应负责向船舶操作人员和/或船长提供准确的货物信息。在开展船舶安全检查时,可以涉及与液货舱连接的管路、泵、阀、透气管及其接头的构造材料与所载货物温度和压力的符合性、货物自身的危险性、货物特性与船舶构造材料的相容性等检查内容。

1.5 货物温度控制

检查船舶是否备有测量货物温度的设施。船舶应该采用的货物温度测量装置型式可以从IBC规则的第17章的表“j”栏查询。

特殊要求,对于船舶载运例如丙烯腈、苯胺、苯和含 10%或以上苯的混合物、二氯丙烷、三氯乙烷、二甲基二硫化物、二甲基乙酰胺溶液、正丁醚、二甲基亚磷酸氢盐、全氯乙烯、氧化丙烯等列明在IBC规则第17章且对应表“o”栏15.12、15.12.1 或 15.12.3项的货物时,检查该货物在加热或冷却介质在循环管路中的运行方式。

1.6液货舱驱气

全新修订的2014年IBC规则第8章较2004年修正案明显变化的是新增加液货舱驱气的内容,即当根据IBC规则第11.1.1的要求使用惰性气体时,在除气之前,液货舱应通过排气管使用惰性气体驱气,排气管的横截面积应为:当同时向任何三个液货舱供给惰性气体时,排气速度至少保持在20 m/s。其出口应高出甲板之上至少2 m。驱气应持续至液货舱内的碳氢或其他易燃蒸气的浓度减少至容积的2%以内。

检查船舶是否按照要求在除气之前,正确使用惰气,以及整个驱气过程中易燃蒸汽浓度的控制。

1.7防火、灭火的要求

全新修订的2014年IBC规则第11章较2006-2007年修正案明显变化的是适用范围中将SOLAS公约第II-2章4.5.5纳入到适用范围中。其中,对于化学品液货船和气体运输船的惰性气体系统有明确的要求,值得注意。即对于2002年7月1日或以后但在2016年1月1日以前建造的20,000载重吨及以上的液货船,液货舱的保护应通过符合MSC.98(73)决议通过的《消防安全系统规则》要求的固定式惰性气体系统达到。对于2016年1月1日或以后建造的8,000载重吨及以上的液货船,在载运SOLAS第 II-2章1.6.1条或第1.6.2条所述货物时,液货舱的保护应通过符合《消防安全系统规则》要求的固定式惰性气体系统达到。《消防安全系统规则》中关于惰性气体系统的要求不必适用于2016年1月1日以前,包括2012年7月1日以前建造的化学品液货船和所有气体运输船:载运SOLAS第 II-2章1.6.1条所述货物时,只要其符合主管机关依据本组织制定的指南而规定的对化学品液货船惰性气体系统的要求。

另外,船舶易燃气体连续检测系统的安装要求如下,作为对 SOLAS 第 II-2/1.6.7 条的替代,应满足第 II-2/4.5.10.1.1 条、第 II-2/4.5.10.1.4条以及下列对易燃气体连续监测系统的要求, 即对于 2009 年 1 月 1 日前建造的 500 总吨及以上的化学品船,应在 2009 年 1 月 1 日以后的第一次计划干坞维修之日,但不晚于 2012 年 1 月1 日,安装易燃气体连续监测系统。

在开展船舶安全检查时,可以涉及可以检查泵舱和货物控制室是否在当易燃蒸气浓度达到不高于易燃气体爆炸下限的10%时,能够触发连续的听觉和视觉报警。目的提醒人员注意潜在危险。

1.8 操作要求

特殊要求,对于苯三甲酸,三辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、二硝基甲苯等列明在IBC规则第 17 章且对应表 “o”栏16.2.6项的货物时,检查航运文件中是否详细标明所载运的货物在20℃ 时的粘度,如该货物在 20℃ 时的粘度超过50mPa.s,则在航运文件中应详细标明该货物在其粘度为 50mPa.s 时的温度。对于载运乙酸、已二腈、苯和含 10%或以上苯的混合物、氯乙酸、环已烷、环已醇等列明在IBC规则第 17 章且对应表 “o”栏16.2.9项的货物时,检查在航运文件中是否已经标明该货物的熔点。

1.9液体化学品废弃物运输的要求

船舶及液货舱载运液体化学品废弃物,应符合IBC规则第 17 章中规定的对液体化学品废弃物的最低要求, 除非有明确的理由表明, 废弃物的危害性而必须符合下列要求:①按 1 型船舶要求进行载运;②按规则中适用于该物质或其主要成分具有危害性的混合物的任何附加要求。

1.10添加剂保护货物的要求

对于船舶载运的危险货物,例如丙烯腈、甲基丙烯酸甲脂、苯乙烯單体、丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯、异戊二烯等常见需要由添加剂保护的货物,由于其具有的化学性质,在某些温度暴露于空气或与催化剂接触的条件下,货物本身可能会发生聚合、分解、氧化或其他的化学变化。货物添加剂可减缓这种化学变化。

全新修订的2014年IBC规则第15章较2004修正案明显变化的是对载运含有需氧型抑制剂的货品的不同惰化要求的船舶进一步区分和明确。即对于根据经修正的 SOLAS 第 II-2/4.5.5 条要求惰化的船舶,检查其是否在开始卸货前使用惰性气体。对于不适用于经修订的 SOLAS 第 II-2/4.5.5 要求的船舶,则可以在无惰化的情况下(在容积不大于 3,000 m3 的液货舱中)载运货品。如果在此类船舶上进行了惰化,检查其是否在开始卸货前使用惰性气体。为确保透气系统能消除由于化学聚合物增多而造成的阻塞,检查船舶是否定期检查透气设备并具有足够的使用性能。

1.11货物污染

对于载运硫酸、氯磺酸、硝化酸、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、己二异氰酸酯等列明在IBC规则第 17 章且对应表 “o”栏15.16的货物时,检查是否符合如下要求:①装货物的液货舱压力/真空释放阀的空气进口位于露天甲板以上高度至少为 2m;②IBC规则第 7 章所要求的货物温度控制系统,不得用水或蒸汽作为热量传递的介质;③用于装运货物的液货舱不应邻接固定压载舱或水压载舱,除非这些舱是空的而且是干燥的。④用于装运货物的液货舱不应邻接装有压载水或污液或含水可能引起危险反应的其他货物的污液舱或液货舱。用于这些液货舱的泵、管路或透气管路应独立于用于装载这些货物的液货舱的类似设备。除封闭在管隧内,污液舱的管路或压载管路不得穿过装载这些货物的液货舱。

1.12特殊要求

第17章表“o”栏所列的条款,相关要求是总体要求的补充条款。以船舶载运“二硫化碳”货物为例,载运二硫化碳的液货舱出口、气体或蒸气出口、货物管系法兰或货物阀的3m范围内的开敞甲板区域,或开敞甲板上的半封闭处所,按照IBC的要求是应该符合载运“二硫化碳”对应电器设备的要求。即第17章“二硫化碳”电器设备(i栏)所对应的温度等级为T6,设备分类为IIC,闪点不超过60℃。并且在上述规定的区域内,不允许有任何其他热源。

1.13关于在37.8℃时其绝对蒸气压力超过0.1013MPa的货物

特殊要求,对于载运乙烯基乙基醚、环氧乙烷/环氧丙烷混合物、异戊二烯、二乙醚、二甲胺溶液、乙胺、甲酸甲酯、氢硫化钠/硫化胺溶液等列明在IBC规则第 17 章且对应表 “o”栏15.14的货物时,检查其货物系统设计是否能承受货物在45℃时的蒸气压力,如不能,应设置机械制冷系统。如货物系统设计能承受货物在 45℃时的蒸气压力且不需要设置制冷系统,检查是否已在国际散装运输危险化学品适装证书的载运条件中作出标志并标明液货舱所需释放阀调整定的压力。

2 海事监管中发现船舶存在的部分问题

2.1 应急设备配备不足

根据IBC规则第14.3.1的规定,对从事载运在IBC规则第17 章的表“n”栏内标识为“Yes”的货物的船舶,应为船上每个人员配足在应急逃生时使用的合适的呼吸防毒面具和眼保护设备。

海事部门在对船舶开展安全检查时,发现载运IBC规则第17章“n”栏内标识为“Yes”货物的一部分船舶配备的呼吸防毒面具数量严重不足,未提供给船上每名船员所要求的呼吸防毒面具和眼保护设备,不符合要求。

2.2 用于人员保护的安全设备位置存放不正确

海事部门在对船舶货泵舱开展检查时,发现部分船舶未按照IBC规则的要求将至少1 套符合要求的安全设备存放在货泵舱附近易到达处,且具有明显标志的合适储藏柜内。原因有的是由于负责保管该设备的船员习惯选择集中存放安全设备,例如将其集中存放在甲板储物间;也有的船舶表示根据装卸货的需要临时将该安全设备转移存放至货物装卸作业区域;还有的船舶相关的安全设备的配备不足,无法保证在某些指定位置存放安全设备的数量。

2.3 用于人员保护的安全设备无定期检查记录

根据IBC规则第14.2.6条的要求,呼吸器应由负责检查的驾驶员至少每月检查 1 次,并把检查结果记录于船舶的航海日志。该设备应由专业人员,至少每年进行检查和试验 1 次。海事部门在对船舶开展安全检查时,发现如下几种情况:部分船舶的安全设备指定负责人未将该呼吸器的检查结果记录在船舶航海日志中,而是选择记录在笔记本上;有的船舶负责人按照要求将呼吸器記录在航海日志中,但记录的频次要求的一个月记录1次;还有的船舶负责人并不知晓相关规定。

2.4 船方无法出示货物托运人提供的货物相容性信息

根据IBC规则第6.4条的规定,货物托运人应负责向船舶操作人员和/或船长提供相容性信息,确保所装运的货物应适于所有构造材料。海事部门在对船舶开展安全检查时,发现船方无法出示货物相容性资料,即无法提供所载运的货物不会损坏船舶管路、泵、阀等构造材料完整性的证明,存在潜在的危险性,给船舶安全运营带来安全隐患。

2.5 由添加剂保护货物的保护证书不在船

根据IBC规则第15.13的规定,为确保这些货物在整个航行期间能受到保护防止货物发生有害的化学变化,对于载运加入化学添加剂货物的船舶,在航行期间应将添加剂保护货物的保护证书保存在船上。海事部门在对船舶开展安全检查时,发现该由添加剂保护货物的保护证书不在船,船方表示不知晓需要该证书,这对于货物中所添加的添加剂是否需要氧气、添加剂是否在适宜的温度界限内、添加剂是否在有效期限内都存在不确定因素,因而给货物安全运输带来隐患。

2.6 船型结构的混淆

海事部门在对船舶开展安全检查时,发现船舶为液货舱为独立重力式的2型1G船舶,虽然船舶的液货罐设计为独立的罐体,却将罐体与船体结构焊接在一起。从罐体与船体结构产生应力的角度分析,该设计并不是真正的独立重力式液货舱,不符合IBC规则第4章的要求。

3 建议

(1)面对经修订的2014年IBC规则的新变化,建议船舶经营人和海事主管部门、船舶检验机构等单位均应充分了解IBC新旧版的差异,准确把握相关要求与检查要点。船舶经营人应更新管理体系文件,纳入IBC最新修正案的要求,并对船员开展培训和指导。

(2)《IBC规则》方面的缺陷会涉及停止作业、滞留船舶等措施,如果不规范使用缺陷处理,可能会带来不必要的麻烦和后果,建议完善IBC规则相关缺陷的处理指导原则,有助于海事安全监管。

(3)海事部门定期梳理船舶在履行规则中存在的缺陷数量和比例,对其进行分类汇总,查找突出问题,提升海事执法人员对化学品船舶安全监管的能力和水平。

4 结语

从IBC规则生效实施到目前的情况看,还存在部分船舶管理人员以及船舶安检员对规则要求不熟悉,从而导致规则不能全面有效地执行,给船舶的安全运营和作业生产带来安全隐患,本文选取部分检查重点项目和要点,为从事该项工作的船舶安检员和船舶管理人员在开展船舶安全检查时提供参考。同时可能存在理解偏差,具体内容以规则原文为准。

参考文献:

[1] 中国船级社.散装运输危险品化学品船舶构造与设备规范[S].北京:人民交通出版社,2016.

作者:张海博

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