海油发展科技项目论证报告书溢油回收专用船性能优化研究.doc

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1、 编号： 中海油能源发展股份有限公司 科技项目论证报告书项目名称：溢油回收专用船性能优化研究 课题名称：溢油回收专用船性能优化研究 承担单位：中海油能源发展有限公司采油服务分公司 起止日期：2011年6月-2013年6月 编制日期：2011年 1 月 8 日一、 概述近年来，海上油污事故频发，给海洋环境及海域经济带来了灾难性后果。随着我国各种油类物的海上生产运输日益频繁，我国正处在海上溢油事故频发及溢油污染高风险期。例如仅渤海海域现有近60座采油平台，6条FPSO，8艘钻井船，4个陆地终端。2010-2015年，中海油预计将有72个油气田项目陆续建成投产，共需建造综合平台32座，井口平台63座

2、，水下井口43座，新建陆上终端7座，FPSO/单点3艘（个），铺设海底管道和陆地管道3230.3公里，随着采油平台数量在不断增加，海底管线和原油运输密度的不断增大，防治溢油风险的形势越来越严峻。针对我国各海域特殊的环境基线和及脆弱的油污染承受能力和中国海油十二五各海域油气产能增加、异常气候变化和海上石油设施避险裕量递减事实，我国国家海洋管理部门加大监管力度，提出全程监控和完整性海洋环境安全管理思路。总公司要求各单位认真消化BP事故原因和教训，依据各作业海域溢油风险分析结果加大应急船舶、基地和资源投入和加快应急能力建设步伐，实现对各海域的溢油风险管理，为十二五规划和深水勘探开发项目实施以及进军国

3、际油气开发保驾护航。为此中海油能源发展采油服务公司先后建造的惠州环保工作船“海洋石油251”，渤海环保船“海洋石油252/253”先后投入了使用，并在大连“7.16”溢油事件中发挥了积极的作用。正在兴建的南海环保工作船“海洋石油255/256”预计也将于2011年7月完工。根据中海油能源发展采油服务公司关于环保船的建设规划，预计到2015年底将建成10艘环保工作船，届时将形成中下游环保船、近海环保船、深海环保船三大系列，初步建成专业化、系列化的环保工作船舰队。根据采油公司核心能力建设纲要，为了公司对于环保工作船产业的整合管理，打造环保工作船产业链，在技术上有所突破并走向成熟，为打造专业化、系列

4、化环保工作船舰队铺路，提出了环保工作船设施设备系统优化项目，现阶段包括以下三个子课题：1、 环保工作船设计建造系统优化环保工作船建造项目是一项非常复杂的系统工程，由多方协作共同完成，因此需要项目承担方在设计/建造中遵循一些标准的做法，以便于后期运营操作。本课题将通过对已投用的环保工作船进行分析，以海洋石油251、252、253投入使用后发现设计问题为基础，借鉴国际溢油回收船先进设计理念，分系列、分系统优化设计，编制推荐性做法。使公司在环保工作船相关技术上达到新的高度，同时提高公司对环保工作船的管理水平。同时将研究成果尽快应用到即将新建环保工作船设计过程中以减少设备及系统的生命周期费用（Life

5、-cycle Cost），达到缩短工期，减少投资，提高质量的目的。2、 溢油处理系统模块化应用与设计及主流溢油回收装置自主设计与国产化环保工作船溢油回收装置的不同，适用的溢油类型不同，溢油回收效率也将有很大的差别。本课题将收集并分析当前国际溢油回收装置信息，结合我国四大作业海域的作业特点及油品性质，设计出一系列更为合理实用的模块化溢油回收处理系统解决方案，以适用于不同溢油场景，达到最佳的收油效果。鉴于目前环保工作船的溢油回收装置还需进口，且费用昂贵，供货周期长，在实战中也暴露出一些不足。如何自主设计并研制适用于我国海域的新型溢油回收装置，并将其中部分关键设备实现国产化，从而降低相应的采购成本，

6、打破垄断，也是本次研究的一个重点内容。3、 南海深水环保工作船设计建造前瞻性研究深水是中海油未来产量和储量的重要接替区，近海水深超过300米以上的深水海域大约有20万平方公里，而大部分就分布在南海海域。深海油气开发犹如利剑在弦，一触即发，深海钻井船、深海供给支持码头都已在筹划建设。为应对深海油气开发的溢油风险，建造深海环保船迫在眉睫，势在必行。本课题将在渤海环保工作船的建造经验基础上，结合南海环境条件及区块油田特点，进行南海深水环保工作船设计建造前瞻性调研，收集并分析国际深水环保工作船的相关信息，对比分析出技术关键点，为预计于2014年开始建造的南海深水环保工作船做好技术储备。二、 项目开发的

7、价值1、 技术价值( 1 ) 对于环保工作船设计建造系统优化项目来说，其价值在于系统整理现有环保工作船各个系统及主要设备存在的优缺点，在分析研究的基础上对现在各个系统及主要设备存在的问题提出解决方案，为将来新的环保工作船设计、建造、调试等提供参考，以减少设备及系统的生命周期费用（Life-cycle Cost），达到缩短工期，减少投资，提高质量的目的，同时提升公司对环保工作船的技术水平及管理水平。( 2 ) 溢油处理系统模块化应用与设计及主流溢油回收装置自主设计与国产化项目其价值在于设计出一系列更为合理实用的模块化溢油回收处理系统解决方案，对于不同溢油状况快速响应并达到最佳收油效果，提高应急反

8、应能力。自主设计并研制适用于我国海域的新型溢油回收装置，并将其中部分关键设备实现国产化，从而降低相应的采购成本，打破垄断，提升国内溢油装备的建造水平。( 3 ) 南海深水环保工作船设计建造前瞻性研究项目其价值在于针对南海深水环境条件及区块油田特点分析关键技术难点以便为日后深水环保船的建造提供技术参考依据。2、 对企业发展产生的其他贡献本项目对现役环保工作船各个系统及主要设备进行调研，收集整理过去成功的经验措施，找出存在的不足，推陈出新，在分析研究的基础上，综合过去成功的经验和存在的问题提出一套标准化的解决方案，包括设计、建造、检验、操作、维护等各阶段，使公司在环保工作船相关技术上达到新的高度。

9、此项目的成功实施，在未来环保工作船设计建造和维护中，可避免设计的修改、建造的返工造成的损失，在很大程度上可节约项目时间和成本。此项目的成果将在以后的项目建造和生产实际中进行验证和参考，逐步发展成为成熟的应用技术，为公司打造环保船产业留下宝贵的财富，为公司实现建立专业的环保船舰队的战略目标打下坚实基础。自主设计并研制适用于我国海域的新型溢油回收装置项目将提高我国溢油回收装置的建造技术水平，打破垄断，节约外汇。三、 项目研究目标及主要研究内容1、 环保工作船设计建造系统优化( 1 ) 主要目标根据环保船系统设备划分，对各个系统及主要设备进行分析，提出系统整体优化建议。重点是通过对已投用的环保工作船

10、进行分析，以海洋石油251、252、253以及255、256投入使用后发现设计问题为基础，借鉴国际溢油回收船先进设计理念，分系列、分系统优化设计，据此完成新建环保工作船设计指导文件编制。( 2 ) 主要研究内容对现有环保工作船功能表现与系统性能进行评估，借鉴国际溢油回收船先进设计理念，分系列、分系统优化设计。主要按照中下游环保船、近海环保船、深海环保船三大系列进行分析。根据所需功能主要包含溢油监测回收，测试井液、污油水回收，供应守护，对外消防、救助等。重点研究以下几大系统：u 船型及舱容布置的分析及推荐性做法（根据功能需求进行分析）u 动力装置的对比分析及推荐性做法（如对比电力推进）u 船舶电

11、气系统的对比分析及推荐性做法（如引入电能管理嵌入式系统）u 环保专用系统对比分析及推荐性做法u 报警消防系统对比分析及推荐性做法2、 溢油处理系统模块化应用与设计及主流溢油回收装置自主设计与国产化( 1 ) 主要目标结合我国四大作业海域的作业特点及油品性质，设计出一系列更为合理实用的模块化溢油回收处理系统解决方案，以适用于不同溢油场景，达到最佳的收油效果。自主设计并研制适用于我国海域的新型溢油回收装置。( 2 ) 主要研究内容不同的溢油事故需要不同功能的溢油处理装置，为了使溢油回收船具备处理各类溢油事故的应对能力，需要对不同类型的溢油处理装置配置进行模块化设计。收集并分析当前国际溢油回收装置信

12、息，对当前世界范围内主流的收油装置进行分析研究，掌握其设计关键技术，形成自主设计能力，完成主流关键收油装置的国产化。国际上按照溢油回收装置环保工作船分为水动力（DIP）式溢油回收船、抽吸式溢油回收船、粘附式溢油回收船和堰式溢油回收船。目前DIP式溢油回收船对海况、油种适应性最强，也是溢油回收能力最高的回收船。在世界大型溢油反应中心中，DIP式溢油回收船是最普及的溢油回收船。中石化溢油回收船胜利502、胜利503以及中海油已投入的3条环保工作船均采用此种原理的溢油回收装置。因此我们重点研究此类溢油回收装置并在此基础上设计建造适用于我国海域的新型溢油回收装置。3、 南海深水环保工作船设计建造前瞻性

13、研究( 1 ) 主要目标对南海深水溢油回收船的设计与建造技术进行前瞻性调研分析，为未来南海的深海溢油回收船设计提供指导。( 2 ) 主要研究内容收集并整理南海东部及南海西部深海海域环境数据并进行风险识别分析。收集并整理国际深水环保工作船相关技术信息。分析深水环保工作船关键技术点。四、 国内外目前水平和发展情况1、 环保工作船类型当前治理海洋石油污染的关键在于如何有效的处理溢油污染, 然而这是一项很困难的工作。譬如在石油污染海洋后, 只有在海上看的见得石油可以处理掉, 但是石油可以垂直渗透到海岸以下3m处, 甚至更深。因而处理措施就会只针对漂浮的石油, 而忽视大部分残留在海面以下的石油。而且,

14、处理措施本身就可能引起比石油污染更严重的污染。因此, 根据石油污染的具体情况, 仔细选择处理方案对于有效处理石油污染、保护海岸环境是非常重要的。传统处理方法是当溢油事故发生后第一时间采取的措施，也是处理溢油事故最普遍采用的方法，根据所使用的设备的不同分为四类：物理法、机械法、化学处理法以及生物法。按船舶建造规范，环保工作船分为航行于近海水域、港口水域和遮蔽水域三类。环保工作船的性能和特点是由溢油回收装置的性能和特点决定的。因此，按照溢油回收装置将溢油回收船分为水动力（DIP）式溢油回收船、抽吸式溢油回收船、粘附式溢油回收船和堰式溢油回收船。( 1 ) 水动力式（DIP）溢油回收船水动力式溢油回

15、收船是利用旋转的动态斜面产生的水动力引导溢油进入溢油回收舱，借助油水比重差，溢油重新浮于水面，积聚一定厚度，并被泵送到储存舱的船舶。根据旋转的传送带的布放形式又可分为浸没式和漂浮式，除此以外还可以附加布放和拖带围油栏、喷洒分散剂、消防救生等应急指挥功能，还可以携带其他类型的收油机进行工作。动态斜面（DIP）工作原理适宜建造大型的近海溢油回收船，现在世界上最大最先进的溢油回收船（Valdez Star 号），就是利用DIP技术设计的。DIP式溢油回收船对海况、油种适应性最强，也是溢油回收能力最高的回收船。在世界上大型的溢油反应中心中，DIP式溢油回收船是最普及的溢油回收船。( 2 ) 抽吸式溢油

16、回收船抽吸式溢油回收船是一种利用泵抽吸水面浮油的船舶，有浮体抽吸式和真空抽吸式两种类型。抽吸式溢油回收船的溢油回收装置工作原理类似于真空收油机，当船舶前进时，通过船舶前面的导油臂将水面溢油引导向溢油回收舱，然后通过吸头将溢油泵入储存舱。因此，其适用于平静水域，波浪大时回收效率明显下降，特别适用于回收油层较厚的低粘度油。这种溢油回收船结构简单，造价低廉，适用于港口水域。( 3 ) 粘附式溢油回收船粘附式溢油回收船是一种利用亲油材料制成的绳、带和桶粘附溢油的原理进行回收溢油的。其工作原理如绳式收油机、带式收油机、链刷式收油机和桶式收油机。这种回收船制造简单，船舶较小，适用于在港区水域回收一定粘度的

17、溢油，也可以随母船到近海进行作业。( 4 ) 堰式溢油回收船堰式溢油回收船是利用堰板或扫油臂引入油水混合物，然后进行油水分离的船舶。当船舶前进时，水面溢油通过可调堰板或扫油臂进入油水分离舱，利用油水比重差，油水自然分离，将舱底部的水排出回收油。2、 国际国内环保工作船信息及相关公司信息列表（见附件）五、 本项目研究开发技术关键1、 关键技术简述：（1） 本课题涉及环保工作船上各个系统以及系统主要设备，有些设备在海油内是近期才采用的，在国内使用的较少，所以对环保工作船上各个系统主要设备能全盘深入了解的人不多，对这些系统设备的了解调研涉及的工作面将非常大，因此其关键技术和难点在于对环保工作船上各个

18、主要设备的深入了解、对设备新技术发展状况的了解掌握。在全面了解充分调研的基础上有计划的完成各个主要设备的优化方案。（2） 针对不同溢油事故应对的设备需求，为提高溢油回收船的经济性与市场竞争力，可通过合理高效的溢油处理设备的模块化配置与组合进行优化设计。难点在于突破设备模块化的关键技术，完成一套合理优化的设备模块化的技术解决方案。（3） 实现关键收油装置的国产化，从而降低相应的采购成本，关键在于掌握收油装置的设计技术，进而依托国内厂家生产。（4） 收集国外深海溢油回收船的相关信息并进行关键技术分析。2、 创新点（1） 依托现有渤海环保工作船的资料与服役表现，分析各子系统的性能特点。提出各系统优化

19、改进方案，并据此编制推荐做法，解决当前的作业困难，为后期溢油回收船的新建、 设计和改造提供依据及指导。（2） 通过合理高效的溢油处理设备的模块化配置与组合，提高环保工作船的经济性与市场竞争力。（3） 通过自主设计研发新型溢油回收装置，具备主流溢油回收装置设计能力，填补关键技术空白并获得相关专利。（4） 通过前瞻性调研，为南海深水环保工作船设计与建造提供技术指导。3、 技术指标对比（与现用技术）六、 项目实施的风险分析1、 技术风险（1） 国内关键溢油回收装置的生产基本属于空白，技术和市场被国外厂家所垄断， 能否研制相关的关键设备存在风险，特别是成型机。（2） 溢油回收装置的设计难度大，收油的效

20、率要求高，工艺复杂。（3） 溢油回收设备能否正常运转与船体的整体集成方案关系密切，必须确保溢油回收设备和船舶整体系统（船、机、电、轮机、推进等系统）的配合与兼容性，切实保证溢油回收设备的高效良好运转。（4） 目前国内缺乏深海溢油回收船的设计经验，国内相关参考资料匮乏，国外资料不易查找。目前国内的溢油回收设备制造厂家技术实力已不断提高，而采油公司成立有专业的环保服务有限公司，对于溢油设备有一定的技术储备及操作维护经验，因此大大降低了技术方面的风险。2、 管理风险 目前环保工作船的建造是由采油公司环保船项目组进行监造，环保工作船的运营是由采油公司环保服务有限公司进行运营管理，因此项目管理对于项目的

21、顺利开展实施显得至关重要。为保证项目顺利开展，必须成立联合项目组，但项目组人员的固定性就难以保障，也存在一定的风险。3、 市场风险 目前根据中海油能源发展采油服务公司关于环保船的建设规划，预计到2015年底将建成10艘环保工作船，因此自主研制的溢油回收装置市场需求量小，如何设计并制造便携式溢油回收装置对于该装置的推广有很大的经济价值。七、 效益分析1、 经济效益分析（直接给企业带来或将实现的效益）（1） 将研究成果应用到即将新建环保工作船设计过程中可以减少设备及系统的生命周期费用（Life-cycle Cost），达到缩短工期，减少投资，保证质量的目的（2） 通过系统优化提高环保船整体性能，降

22、低出租成本从而产生效益。（3） 掌握新型溢油回收设备设计制造技术，降低采购成本。2、 社会效益（包括为海油系统内其它单位带来的效益）（1） 将研究成果应用到即将新建环保工作船设计过程中可以减少设备及系统的生命周期费用（Life-cycle Cost），达到缩短工期，减少投资，保证质量的目的（2） 提高溢油回收效率，减少海洋污染，保护海洋环境。（3） 掌握新型溢油回收设备设计制造技术，提高国内溢油回收设备制造工艺及水平，提升市场竞争力。八、 项目内容（此处待进一步完善）1、 环保工作船设计建造系统优化对现有环保工作船功能表现与系统性能进行评估，借鉴国际溢油回收船先进设计理念，分系列、分系统优化设

23、计。主要按照中下游环保船、近海环保船、深海环保船三大系列进行分析。根据所需功能主要包含溢油监测回收，测试井液、污油水回收，供应守护，对外消防、救助等。重点研究以下几大系统：重点分析内容：u 船型优化：主尺度，船型系数，设备总体布置方案，舱室设计与布置，船舶性能。分不同海域，重点优化船舶整体布置。u 推进系统方案比选：电力推进与柴油推进比较，主机与桨数配比与选型。 目标在于提供高效可靠的推进系统方案。u 溢油回收系统优化：溢油回收装备应用特点与改进建议。2、 溢油处理系统模块化应用与设计及主流溢油回收装置自主设计与国产化( 1 ) 结合我国四大作业海域的作业特点及油品性质，设计出一系列更为合理实

24、用的模块化溢油回收处理系统解决方案，以适用于不同溢油场景，达到最佳的收油效果。不同的溢油事故需要不同功能的溢油处理装置，为了使溢油回收船具备处理各类溢油事故的应对能力，需要对不同类型的溢油处理装置配置进行模块化设计，以提高新建溢油回收船的市场竞争力。模块化设计需要解决不同类型设备成撬化技术及不同类型设备与船体的接口设计与优化，需要统筹考虑设备与船体整体布置。突破设备模块化的关键技术，完成一套合理优化的设备模块化的技术解决方案( 2 ) 自主设计并研制适用于我国海域的新型溢油回收装置。搜集整理环保专用工作船在实际操作使用过程中发现的不足和问题，对目前环保工作船主要溢油回收设备的功能和运转情况进行

25、研究评估，明确设备的优缺点。通过学习了解国内外所使用的溢油回收设备，以及先进的溢油回收技术，结合我们自身实际，寻找对环保工作船主要溢油回收设备可以进行的改造优化方案，力争自主进行设计研制新型溢油回收设备，达到提高溢油回收效能，提高设备使用的安全性和便捷性。3、 南海深水环保工作船设计建造前瞻性研究( 1 ) 对南海深水溢油回收船的设计与建造技术进行前瞻性调研分析，为未来南海的深海溢油回收船设计提供指导。( 2 ) 收集并整理南海东部及南海西部深海海域环境数据并进行风险识别分析。( 3 ) 收集并整理国际深水环保工作船相关技术信息。( 4 ) 分析深水环保工作船关键技术点。九、 项目完成应提交的

26、成果1、 环保工作船系统性能优化报告2、 溢油回收装置调研报告3、 新型溢油回收装置设计图纸及试验品。4、 中国南海深水环保工作船前期研究报告5、 完成新型溢油回收装置专利申请2-3项6、 发表相关论文3-5篇十、 项目的验收标准1、 环保工作船设计建造系统优化( 1 ) 对环保工作船科学合理的系统划分，能够完整的反映环保工作船整体结构布置，各系统间的逻辑与交叉结合关系；( 2 ) 对每个系统使用状况的调研结果，包括成功的经验，存在的不足，改进的方案措施等；( 3 ) 定期出版优化集，交由环保公司及环保船项目组参考检验；( 4 ) 对收集整理的内容进行研究，对相关系统提出标准化作业程序和解决方

27、案。2、 溢油处理系统模块化应用与设计及主流溢油回收装置自主设计与国产化( 1 ) 定期汇报试验的内容和结果，提交试验数据和完整报告，并对试验结果进行评估；( 2 ) 试验成功后进行产品定型设计；( 3 ) 通过CCS认证，进行推广使用；( 4 ) 获得自主知识产权，申请专利。3、 南海深水环保工作船设计建造前瞻性研究本课题现阶段的研究目标是进行调研和可行性研究，提交的成果是相关的研究报告或可行性报告。十一、 项目实施的支撑条件和能力1、 设备能力l 公司管理运营着海洋石油251、252、253。l 环保公司拥有各类溢油回收装置。2、 项目主要研究人员的能力（组长、副组长、骨干）序号姓名性别学

28、历职称专业阅历（年）研究经历简介（与本项目专业相近，含取得的成果）3、 合作单位及能力中海油环保服务有限公司：拥有专业的溢油应急队伍并管理运营着海洋石油252、253，拥有丰富的现场操作使用经验。采油公司环保船项目组：具备丰富的渤海环保船、南海环保船监造经验采油公司FPSO工程技术中心：具备专业的机、电、仪、船体等技术团队。上海船舶研究设计院：设计了南海环保船，具有很强的设计能力。十二、 项目预算明细（万元）分 项 内 容经费年度预算201120122013一、技术引进费（包括设备购置试制费）853040151、新技术引进费2051052、设备购置费（1万元以上设备）25101053、试制费4

29、015205二、业务费1153463181、材料费205152、实验试验费3052053、燃料及动力费103524、资料及文献费10555、项目论证中期检查评估验收会议费103526、专家咨询评审费52217、差旅费25101058、聘用专家费31119、出版费知识产权事务费22三、国内合作与国内学术交流费1302578271、外委外协费1002060202、外送化验技术鉴定883、外送资料处理224、国内学术交流费205105四、国际合作与国际、国际学术交流费1、项目组成员出国考察费用2、外国专家费用3、国际学术交流费4、联合资助研究(SPONSOR)费用五、依托工程配套预算（添加行1、2、

30、3、进行明细）六、人员费1、工资薪金2、奖金2、津贴补贴等七、房屋设备租赁折旧费等分摊费用（添加行1、2、3、进行明细）八、其他费用（添加行1、2、3、进行明细）合 计3308918160十三、 项目组人员名单：姓 名学历/职称单位责任工作时间(按日/年)十四、 专家论证意见：专家组组长（签字）：200 年 月 日十五、 参加论证人员名单：序号姓 名单 位职务或职称签 字12345678910111213十六、 项目论证的确认：1、直属单位意见（报告书内容与专家论证确定的研究内容是否相符，是否接受专家论证结论）（该项目已通过专家论证，项目组已根据专家论证意见重新修改了项目的研究内容、预期目标和验收标准等。该论证报告书按专家论证后最终确定的研究内容及相关的技术要求编制而成，并已经项目论证专家组成员审查签字确认。我公司对论证报告书内容的真实性负责，同时也接受专家组对项目作出的论证结果，并在项目获得批准后按论证报告书内容组织实施。）领导签字： （公章） 日 期： 年 月 日 2、海油发展科技部意见（该项目经专家论证建议立项，项目论证报告书的编制已经采纳了专家的论证意见，项目确定的研究内容及相关的技术指标已经项目承担单位及专家组确认，可以提交公司科委进行审定。）部门领导签字： （公章）日 期： 年 月 日