Experimental Study on Allowable Berthing and Mooring Conditions of An Oil Tanker

When an oil tanker under the combined action of wind, waves and tidal current and is berthed or moored to a platform, the impact forces on the fenders and the tensile force in the mooring lines are important factors in the studies of berthing and mooring conditions. Based on the experiment of a berthing and mooring tanker model under the action of wind, wave and tidal current in the same direction, this paper studies the allowable berthing and mooring conditions by considering the tensile forces of mooring lines and impact forces on the fenders, as well as the impact energy on the fenders. And a method has been proposed here for motion amplitude analysis. A successful method to decrease impact forces on the fenders is put forward. Blowing in wind and blowing off wind and different angles between waves and the fenders are considered in the experimental study. In the berthing tests of the tanker model, the impact forces are measured and the impact energy is calculated, then the berthing conditions are determined. In the mooring tests of the tanker model, the mooring line tensile forces and impact forces are measured, and the allowable mooring conditions are given that will be useful to engineering design.

Uncertainty Modeling for Oil Tankers and Operational Guidance

Technology evolution has been a driving factor in the oil tanker industry. The technology breakthroughs and historical data served as the main factor of evo-lution in the industry. Nowadays the oil tankers have been modified and opti-mized according to the requirements of the cargo and the area in which they are supposed to operate. This paper reviews some technological developments in the tanker industry and driving factors behind them. The issues of environmental pollution, failure prediction, and efficient operations are also discussed in mathematical terms.

缆绳材质对不同波浪工况下系泊油船运动影响研究

运用MIKE 21 Mooring Analysis系泊分析软件,针对15万t系泊油船,研究在横浪、顺浪作用下,缆绳属性变化对于系泊油船运动量以及缆绳受力的影响。研究结果表明,在横浪的工况下,系泊油船的横移、纵移、回转三个运动量随着缆绳刚度的增大而减小;在顺浪的工况下,在入射波浪周期较小的情况下,随缆绳刚度的增大,系泊油船的纵移运动量减小、纵摇略有增大。在入射波浪周期较大的情况下,随缆绳刚度的增大,系泊油船的纵移运动量增大、纵摇减小。横摇、回转、横移三个运动量大体上随缆绳刚度的增大而增大,但是变化幅度较小。两种工况下升沉量基本不随缆绳刚度变化。

大型油船码头靠船墩导管架结构应力分析

以开敞水域百米水深的30万吨级油船码头靠船墩结构为研究对象,对导管架结构在环境载荷和船舶载荷作用下的应力开展分析。借鉴海洋油气导管架平台结构形式,结合靠船墩导管架结构主要承受水平船舶载荷的特性设计八腿柱、裙桩基础的靠船墩导管架结构形式。采用Ansys有限元软件建立结构分析模型,根据环境条件、载荷组合等参数对靠船墩导管架结构进行4种不同工况下的静力分析。分析结果显示,在船舶靠泊工况下导管架结构位移和应力达最大值,主要出现在近泥面处主腿柱位置,结构应力满足许用应力要求。研究结果表明百米水深大型油船码头采用导管架结构具有一定的可行性,可为深水油船码头结构选型和设计提供一定的参考。

LNG双燃料油船燃料舱结构强度评估方法研究

随着国际社会对绿色低碳要求逐步提高,采用液化天然气(liquefied natural gas,LNG)燃料的海船正成为运输船主流趋势。国际海事组织发布《使用气体或其他低闪点燃料船舶的国际安全规则》(简称“IGF规则”),虽然对使用低闪点燃料的燃料舱围护系统设计给出了载荷和设计条件的原则性要求,但对如何开展LNG燃料舱结构强度评估并同油船、散货船、集装箱船等运输船型的装载工况和评估衡准进行协调,则缺乏明确的指导,故操作性不高。该文结合IGF规则的燃料舱设计载荷要求及共同结构规范相关要求开展研究,提出了一种使用LNG燃料的油船燃料舱区域的船体结构强度直接计算方法,包括模型范围、载荷工况和强度评估衡准等,并以某油船为例,进行了燃料舱区域有限元直接计算的实船验证。结果表明该方法合理可行,并可为同类船舶的LNG燃料舱结构强度评估提供指导。

油轮滞期费率形成机制探究

油轮滞期费在中国进口原油运输物流成本支出中占有相当大的比例。滞期费是船舶承租人超出了承诺固定装卸时间而要支付的“议定损失”赔偿。期租同等收入是滞期费率形成的参考条件,基本运费率与WS指数、航运市场供需关系、装卸港条件、船舶集中到港是滞期费率形成的决定条件。中国油轮滞期管理控制存在大型原油码头接卸能力滞后于进口原油增长、进口西非原油拼装复杂和装货港口硬件设施条件较差、南美DES条款进口原油船期主导权和控制力弱、部分国内港口航道存在瓶颈,以及国内港口疫情防控政策变化等诸多问题。构建油轮承租人和船东“双赢”的生态,及时结算费用、树立口碑形象,捕捉租船时机、统筹测算成本,控制集中到港、缩短船期窗口,解决储运瓶颈、简化防疫程序等,是中国维护能源安全和降低滞期费对外支付的路径。

油轮锅炉蒸汽压力控制系统的建模及优化研究

针对油轮锅炉蒸汽压力控制系统延迟大、非线性强、控制信号反应慢的问题,以油轮锅炉蒸汽压力稳定度、燃油消耗率为适应度函数,通过蚁群算法优化模糊PID控制算法的隶属度函数及模糊控制规则,提升控制系统的控制性能,实现节能减排的目标。这里分析了控制系统的结构及工作原理,采用机理分析及参数辨识的方法,在考虑负荷变化的前提条件下,以油轮锅炉蒸汽压力系统为被控对象,建立了控制系统的数学模型。通过闭环仿真控制实验对比分析,改善了控制系统的动态性能和稳态性能。

油船内壳快速设计与舱容校核系统的开发与应用

为提升油船内壳的设计速度并准确校核货舱舱容,依托上海交通大学自主研发的船舶数字化智能设计系统KSHIP(Knowledge-based Ship-design Hyper-Integrated Platform)研究油船内壳快速设计建模方法。针对船尾横剖面提出半自动设计和自动设计方法,采用NAPA软件进行二次开发,形成油船内壳快速设计建模与舱容校核系统。实船设计验证结果表明,应用该系统能实现对油船内壳的快速设计并准确获得货舱舱容,结果满足设计要求,可为后续油船的性能计算提供参考。

4500 t油船锚机绞车基座结构强度分析及拓扑优化

针对建立的4500 t油船船首锚机、船尾绞车基座模型,根据中国船级社相关规范,采用Ansys软件中的静力分析模块对锚机绞车结构强度进行校核,并对结果展开分析。将拓扑优化思想引入锚机绞车基座结构设计过程中,运用Ansys软件中的拓扑优化模块对锚机绞车基座进行结构轻量化拓扑优化设计。结果表明,锚链绞车基座结构在甲板上浪载荷、锚链45%破断载荷及掣链器80%破断载荷的工况条件下均符合设计要求。最大应力均处于基座与船体接触部位,在设计安装时需要特别注意。在保证结构刚度与强度的情况下,经拓扑优化的基座结构符合设计要求,其质量减少约20%。

30万吨级油船空载系泊系缆力模型试验研究

针对大型油船在现有码头停靠、改造时的空载系泊情况,采用物理模型试验方法,分析了处于改造作业过程中吃水较小、受风面积较大的30万t级油船的缆绳受力情况,研究了吹开风作用下以及风浪联合作用下波浪与风速对缆绳受力的影响,得出了原系泊方案最不利缆绳位置。针对风暴情况下船舶系缆布置方式存在的问题,提出了相应的优化方案,并开展相关试验研究。研究结果表明:优化方案可使各个缆绳受力更加均匀,避免某根缆绳受力较大的情况,试验结果可为相关设计提供一定的依据。

原油价格、进口量与油轮价格相关性实证分析

根据2014年1月至2020年12月全球原油现货实际市场价格、中国原油进口量与中国进口油轮运价指数的月度数据建立多变量VAR模型,通过Johansen协整分析、Granger因果关系检验、脉冲响应与方差分解等计量方法,实证分析三者之间的相关性。结果表明原油价格与油轮价格两者相互引导,油轮价格一定程度上引导着中国原油进口量的变动,三者之间存在长期稳定的协整关系:原油价格与原油进口量每上涨1%,则油轮价格相应地下降0.416 8%、0.122 4%;原油价格变动对油轮价格的冲击短期内为负,长期为正;原油进口量对油轮价格的冲击则与之相反,两者的贡献率分别为16%和2%。据此,提出密切关注全球原油市场价格变化、建立健全油轮运输价格监测体系等建议。

阿芙拉油船尾尖舱配置探讨

阿芙拉油船经过多年的市场检验及升级换代,在国际油船市场上逐渐形成了基本标准的船型尺度及总体布置。尾尖舱通常会设置为压载水舱用于调节装货工况到港浮态。结合阿芙拉船型上压载水处理装置的配备,将对尾尖舱的功能设置做出研究分析。

阿芙拉型油船线型设计与优化

以一艘阿芙拉型油船为研究对象,对其快速性能优化方法和详细过程进行介绍。采用将CAD(Computer Aided Design)软件CAESES与计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件Shipflow相结合的方法对船舶线型进行多工况条件下的深入优化,分析对比有无球艏的艏部设计方案;同时,采用桨前节能导管提高螺旋桨的推进效率。快速性试验结果表明,对船舶进行线型优化和加装节能导管,能取得良好的快速性优化效果。经实船试航验证,优化后船舶的航速能超过试验预报的航速。

大型油轮锚系结构分段装配技术

采用大型油轮锚系结构分段装配技术,可以提高大型油轮艏部锚系结构的分段装配精度,缩短船舶建造周期。根据锚系结构布置的特点,将锚链筒、锚台、锚唇统一在艏楼甲板层分段,实现锚链筒、锚台、锚唇的分段完整性装配。分段时,划分为甲板、船壳外板、锚台、舱壁四大组立。对于组立,采用空间分道时间同步的装配技术。介绍了甲板组立装配关键点,分析了锚链筒、锚台、锚唇定位方法,给出了锚台、锚唇的制作安装程序与要点,并明确了精度控制方法和要求。

原油成品油码头和油船挥发性有机物治理工作思考

推进原油成品油航运行业油气回收,降低码头和油船VOCs排放,是VOCs治理的重要领域。通过调研天津原油成品油航运行业VOCs回收装置情况,对原油成品油码头现状和存在的问题进行了分析,并就如何进一步推进原油成品油码头和油船挥发性有机物治理工作提出了建议。

油船修理过程中的安全管控措施分析

为防止油船在维修过程中发生火灾、爆炸等事故,提升其安全性,对油船修理过程中的安全管控措施进行分析。以2起典型的油船爆炸事故为例,对其油舱燃爆原因进行剖析。结合多年的修船现场管理经验和相关安全管理制度,提出油船修理期间的安全管控方法和措施。分析认为,修船企业需从预防和辨识油船修理的风险因素,控制和消除事故发生的危险源等方面着手,紧密围绕油舱内的油气状态和施工人员的行为对船舶进行管理,从而减少事故的发生,确保油船修理安全可控。

大型油轮稳泊安全风险分析及对策措施探讨

介绍了大型油轮稳泊主要安全风险类型,分析了大型油轮在停泊作业期间水文、气象、码头结构、油轮设备设施等因素对稳泊安全的影响,并结合多起油轮断缆、漂移事故经验,提出针对性的大型油轮稳泊安全对策措施。

23000 DWT国内成品油船开发设计

介绍23 000 DWT国内成品油船的开发背景及国内成品油运输的市场调研情况,结合规范要求、船东营运需求以及船体性能确定船舶的主尺度,基于主机成本提供多种推进方案以供报价方案选择,根据规范要求分析水平三晃荡运动时液舱长度和装载率之间的关系,为货舱区域分舱优化提供依据,对常用的货油泵驱动型式及重量成本进行对比分析,为后续给船东提供高效、优秀设计方案打下良好的基础。

提高油轮靠泊海上平台外输作业安全性的措施

油轮靠泊海上平台原油外输是一项安全风险高的作业,而且影响油轮安全外输的因素又有很多,有环境条件、靠泊系统、船舶性能、原油储罐充舱、人员能力、管理水平、信息沟通等。文章重点关注外输作业的关键环节,从油轮靠泊碰撞力和系泊力控制、外输期间原油储罐压力控制,及油轮系泊期间应急解脱三个方面进行分析,通过外输作业环境条件限制、橡胶护舷+移动式防碰靠球组合、双套储罐惰气充舱系统、快速脱钩装置等各项安全控制措施,提高了油轮靠泊平台外输作业的安全性。

油罐车汽柴油混装静电风险试验研究

为分析油罐车汽柴油混装过程静电危险性,对汽油、柴油及其混合油品的静电衰减参数及输送过程中的电荷密度进行测试。使用JCI155静电衰减测试仪对油品的静电衰减参数进行了测试,汽柴油混合后的峰值电压高于汽油及柴油的峰值电压;通过自建油品循环试验装置,使用油品电荷密度表测试了汽油中混有柴油及柴油中混有汽油在油品输送过程中的静电风险。试验结果表明,汽柴油混合油品的静电风险比汽油或柴油的静电风险高。汽油中混有柴油时,可使油品电荷密度增加一倍以上;柴油中混有汽油时,可使油品电荷密度增加近2倍。因此为保证油罐车装车、输送过程中的静电安全,应严格限制油罐车不经过清洗就换装另一种油品。