Nghiên cứu thiết kế và công nghệ chế tạo tàu ứng phó sự cố tràn dầu

TÓM TẮT ĐỀ TÀI Trên cơ sở phân tích xu hướng phát triển ngành công nghệ xử lý dầu tràn trên thế giới và thực trạng công tác phòng ngừa, xử lý tràn dầu ở Việt Nam, cùng với các yêu cầu về

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY VIỆT NAM

§Ò TμI KHCN §éC LËP CÊP NHμ N¦íC

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

"NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY VIỆT NAM

§Ò TμI KHCN §éC LËP CÊP NHμ N¦íC

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

"NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO

TÀU ỨNG PHÓ SỰ CỐ TRÀN DẦU"

MÃ SỐ ĐỀ TÀI: ĐTĐL 2006/11

Hà NỘI - 2008

DANH SÁCH CÁ NHÂN THAM GIA THỰC HIỆN

(Họ, tên, học vị, chuyên môn của các cá nhân tham gia chính)

Số tháng làm việc cho đề tài

A Chủ nhiệm đề tài

Ths Lê Thành Hưng Viện khoa học công nghệ tàu thủy 20

B Cán bộ tham gia nghiên cứu

1 KS Nguyễn Văn Thống Viện khoa học công nghệ tàu thủy 10

3 KS Nguyễn Trần Dũng Viện khoa học công nghệ tàu thủy 12

4 Ths Nguyễn Thái Bình Viện khoa học công nghệ tàu thủy 12

5 KS Hàn Việt Bảo Viện khoa học công nghệ tàu thủy 12

6 KS Cao Xuân Huyên Viện khoa học công nghệ tàu thủy 10

7 KS Đào Kim Chung Viện khoa học công nghệ tàu thủy 10

8 Ths Trần Trọng Tuấn Viện khoa học công nghệ tàu thủy 18

9 KS Nguyễn Đình Tam Viện khoa học công nghệ tàu thủy 18

10 KS Hà Xuân Hưng Viện khoa học công nghệ tàu thủy 10

MỤC LỤC

TÓM TẮT ĐỀ TÀI 6

LỜI MỞ ĐẦU 8

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ SỰ CỐ TRÀN DÀU, QUY TRÌNH VÀ TRANG THIẾT BỊ PHỤC VỤ ỨNG PHÓ SỰ CỐ TRÀN DẦU 12

I.1 Tổng quan về sự cố tràn dầu trên thế giới và trong nước 12

I.1.1 Trên Thế giới 12

I.1.2 Trong nước 14

I.2 Thực trạng công tác ứng phó sự cố dầu tràn ở Việt Nam 17

I.3 Quy trình ứng phó sự cố tràn dầu (trên biển, sông và các vùng nhạy cảm khác) ở khu vực ven biển Việt nam 17

I.3.1 Cô lập vết dầu loang 17

I.3.2 Thu hồi dầu loang 21

I.3.3 Xử lý phần dầu loang còn lại 21

I.4 Thiết bị phục vụ công tác ứng phó sự cố tràn dầu trên biển [25] : 21

I.4.1 Phao quây (Boom) 21

I.4.2 Cánh quét dầu (Sweeping arm) 24

I.4.3 Thiết bị bơm hơi cho phao quây: 27

I.4.4 Thiết bị rửa phao quây: 28

I.4.5 Thiết bị thu hồi dầu nhanh (máy hút dầu- Skimmer): 28

I.4.6 Nguồn cấp năng lượng 30

I.4.7 Ống mềm chuyển dầu 31

I.4.8 Thùng chứa dầu tạm thời 31

I.4.9 Xử lý các vết dầu loang còn lại sau khi hút: 33

I.5 Phương tiện phục vụ ứng phó sự cố tràn dầu trên biển 34

CHƯƠNG II : LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ TÀU ỨNG PHÓ SỰ CỐ TRÀN DẦU 36

II.1 Lựa chọn các thông số của tàu: 36

II.1.1 Cấp tàu 37

II.1.2 Thời gian hoạt động 37

II.1.3 Công suất máy 37

II.1.4 Tốc độ hoạt động của tàu 38

II.1.5 Lựa chọn các kích thước chủ yếu của tàu [1],[3],[4],[9],[10],[11] 38

II.1.6 Kích thước tối ưu 38

II.2 Lựa chọn phương án và bố trí thiết bị chuyên dùng ứng phó sự cố tràn dầu 40

II.2.1 Nguồn cấp năng lượng 40

II.2.2 Trang thiết bị phục vụ ứng phó sự cố tràn dầu [13], [25],[26] 41

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ TÀU ỨNG PHÓ SỰ CỐ TRÀN DẦU 45

III.1 Nhiệm vụ thư thiết kế 45

III.1.1 Chức năng và nhiệm vụ: 45

III.1.2 Khu vực hoạt động 45

III.1.3 Quy phạm và công ước áp dụng 45

III.1.4 Tính năng chiến kỹ thuật cơ bản: 45

III.1.5 Các trang thiết bị chính 46

III.1.6 Các hệ thống trên tàu 48

III.1.7 Bố trí chung 48

III.2 Thiết kế tàu ứng phó sự cố tràn dầu 48

III.2.1 Hồ sơ thiết kế 48

III.2.2 Thuyết minh chung 49

III.3 Số liệu kết quả thử nghiệm mô hình tàu: 49

III.3.1 Các thông số chính 49

III.3.2 Các kết quả thử nghiệm 50

CHƯƠNG IV : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TÀU ỨNG PHÓ SỰ CỐ TRÀN DẦU 69

IV.1 Phân tích khả năng công nghệ chế tạo trong nước 69

IV.1.1 Năng lực của Các Công ty đóng tàu 69

IV.2 Nguyên tắc công nghệ và yêu cầu công nghê [6], [7], [8], [21] 71

IV.2.1 Nguyên tắc công nghệ 71

IV.2.2 Các yêu cầu về công nghệ 71

IV.3 Quy trình công nghệ phóng dạng hạ liệu: 76

IV.4 Quy trình công nghệ lắp ráp phần thân tàu 83

IV.4.1 Hệ thống kết cấu của tàu 83

IV.4.2 Sơ đồ phân chia phân tổng đoạn của tàu 83

IV.4.3 Quy trình lắp ráp phân tổng đoạn 84

IV.4.4 Quy trình thi công nghệ đấu đà từ các modul hoàn chỉnh 89

IV.5 Tích hợp phần mềm tự động hóa Nupas- Cad matic thiết kế công nghệ kết cấu tàu 93

IV.5.1 Giới thiệu chung: 93

IV.5.2 Nội dung ứng dụng phần mềm thiết kế công nghệ phần kết cấu thân tàu 95

CHƯƠNG V: QUY TRÌNH VẬN HÀNH TÀU ỨNG PHÓ SỰ CỐ TRÀN DẦU 111

V.1 Giới thiệu chung: 111

V.2 Quy trình lắp đặt và vận hành phao quây dầu 113

V.2.1 Giới thiệu chung 113

V.2.2 Các loại phao quây và cách lắp đặt 114

V.2.3 Quy trình lắp đặt phao quây 115

V.2.4 Hướng dẫn sử dụng phao 119

V.3 Quy trình lắp đặt và vận hành máy hút dầu (Skimmer) 124

V.3.1 Giới thiệu chung 124

V.3.2 Các loại máy hút dầu và cách lắp đặt 124

V.3.3 Quy trình lắp đặt máy hút dầu lên tàu: 124

V.3.4 Hướng dẫn sử dụng vận hành 126

V.4 Quy trình vận hành tàu ứng phó sự cố tràn dầu 128

V.4.1.Thả phao quây 128

V.4.2 Thu gom dầu bằng nhiều tàu cùng phối hợp 128

V.4.3 Thu gom dầu bằng các tàu độc lập 130

V.4.4 Phương án nâng cao hiệu suất thu hồi dầu 131

V.4.5 Chỉ huy điều động và phối kết hợp 132

CHƯƠNG VI : PHÂN TÍCH TÍNH KHẢ THI CHẾ TẠO TÀU ỨNG PHÓ SỰ CỐ TRÀN DẦU 133

VI.1 Tổng quan 133

VI.2 Cơ sở đánh giá tính khả thi của Dự án 133

VI.2.1 Giới thiệu Quy mô, chức năng của tàu ứng phó sự tràn dầu 133

VI.2.2 Năng lực các bên tham gia dự án: 136

VI.2.3 Chỉ tiêu về mặt kinh tế 141

VI.3 Hiệu quả của Dự án 142

VI.4 Phân loại các trang thiết bị vật tư chế tạo trong nước và các trang thiết bị phải nhập ngoại 145

VI.4.1 Thiết kế kỹ thuật 145

VI.4.2 Cơ quan Đăng kiểm phê duyệt hồ sơ thiết kế và giám sát quá trình đóng mới 145

VI.4.3 Cơ quan tham gia đóng tàu 145

VI.4.4 Phân loại vật tư, trang thiết bị 145

VI.5 Bảng khái toán giá thành đầu tư 147

VI.5.1 Cơ sở lập dự toán 147

VI.5.2 Bảng khái tóan giá thành đầu tư: 148

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 151

I Kết luận 151

II Nhận xét: 152

III Kiến nghị 153

LỜI CẢM ƠN 154

TÀI LIỆU THAM KHẢO 155

PHỤ LỤC KÈM THEO 157

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Trên cơ sở phân tích xu hướng phát triển ngành công nghệ xử lý dầu tràn trên thế giới và thực trạng công tác phòng ngừa, xử lý tràn dầu ở Việt Nam, cùng với các yêu cầu về nhiệm vụ của các Trung tâm Quốc gia ứng phó sự cố tràn dầu, nhóm tác giả đã

đi sâu vào việc nghiên cứu loại tàu ứng phó sự có tràn dầu lắp máy cỡ đến 6000 sức ngựa là phù hợp với nhu cầu đặt ra của các Trung tâm ứng phó sự cố tràn dầu, tuy nhiên trong thời gian hiện nay việc đầu tư đóng mới tàu chỉ phục vụ riêng công dụng ứng phó

sự cố tràn dầu là chưa phát huy được hết tính kinh tế của tàu, chính vì vậy với yêu cầu của các Trung tâm Quốc gia ứng phó sự cố tràn dầu thì ngoài chức năng chính là phục

vụ ứng phó sự cố tràn dầu, tàu còn có các chức năng khác như: Lai dắt các tàu ven biển ngoài khơi, trong cảng, thực hiện công tác cứu hộ, công tác chữa cháy, công tác lặn, kéo thả phao luồng và cung ứng vật tư, thiết bị, dầu nước, vận chuyển hàng hóa cho công trình ngoài khơi.Chính vì vậy, nhóm tác giả đã đưa ra mục tiêu của đề tài là chủ động nghiên cứu thiết kế và công nghệ chế tạo tàu đa năng ứng phó sự cố tràn dầu phù hợp với điều kiện Việt Nam, thỏa mãn các yêu cầu của Quy phạm và các Công ước quốc tế nhằm phục vụ cho các Trung tâm ứng phó sự cố tràn dầu trong nước (Trung tâm ứng phó sự cố tràn dầu Miền Nam, Miền Bắc, Miền Trung)

Để thực hiện được mục đích nêu trên nhóm tác giả Đề tài đã nghiên cứu, phân tích rất kỹ các loại tàu, các trang thiết bị phục vụ cho công tác ứng phó sự cố tràn dầu của các nước tiên tiến trên thế giới đã từng sử dụng các lọai tàu trên, từ đó chọn lọc và ứng dụng trong việc nghiên cứu, thiết kế và sử dụng các trang thiết bị phục vụ ứng phó

sự cố tràn dầu cho tàu nhằm thỏa mãn và phù hợp nhất trong điều kiện thực tế của Viêt Nam Để thực hiện được vấn đề này nhóm tác giả đã phân tích, so sánh các số liệu, các trang thiết bị ứng phó tràn dầu ở diện rộng (Quốc tế và Quốc gia) để lựa chọn một cách hợp lý quy mô của tàu và các trang thiết bị phù hợp Trong quá trình nghiên cứu thiết

kế đã sử dụng được các phần mềm tiên tiến và hiện đại nhất để tính toán thiết kế (phần mềm NAPA, phần mềm NUPAS-CADMATIC, phần mềm BOS-NT), tàu được kiểm nghiệm bằng cách được thử mô hình không chỉ trong bể thử mà còn được thử ở bể thử ngoài trời có mô hình kéo phao quây thực tế, cũng như phần mềm trong thiết kế công nghệ để có quy trình công nghệ một cách hợp lý nhất và phù hợp nhất trong điều kiện hiện nay để hạn chế việc mua tàu, mua dây chuyền công nghệ đóng mới từ nước ngoài, giảm giá thành đầu tư, tiết kiệm ngân sách nhà nước Mặt khác trong quá thiết kế để đảo bảo tính hiệu quả, cũng như tính khả thi cao của kết quả nghiên cứu, tàu được thiết

kế không chỉ phục vụ một chức năng là ứng phó sự cố tràn dầu mà tàu còn được thiết kế

để sử dụng cho một số chức năng khác như chức năng lai dắt tàu khác ra vào Cảng,

chức năng cứu hộ, cứu nạn, tiếp dầu, tiếp nước, cung ứng vật tư cho các công trình ngoài khơi, Chính vì vậy đây là một đề tài mang tính độc đáo và có hiệu quả cao, lần đầu tiên được thiết kế, chế tạo tại Việt Nam, nó giúp ngành công nghiệp đóng tàu đặc chủng về ứng phó sự cố tràn dầu phát triển, giúp nâng cao năng lực của độ ngũ thiết kế

và phù hợp với chủ trương nội địa hóa trong ngành đóng tàu, mang lại hiệu quả kinh tế

xã hội, tiết kiệm ngân sách cho Nhà nước

LỜI MỞ ĐẦU

Trong vài năm trở lại đây việc ứng phó với các sự cố tràn dầu xảy ra trong nước

đã trở thành mục tiêu và được đề cao của Chính phủ cũng như của các Cơ quan ban ngành nhằm giảm thiểu các nguy cơ dẫn đến thiệt hại tài nguyên, môi trường biển, ảnh hưởng lớn đến các ngành kinh tế và đời sống nhân dân, chính vì vậy Chính phủ đã có quyết định số 129/2001/QĐ-TTG về việc phê duyệt kế hoạch Quốc gia ứng phó sự cố tràn dầu giai đoạn 2001-2010, và thành lập ba Trung tâm Quốc gia về ứng phó sự cố tràn dầu (Bắc-Trung -Nam) để đảm bảo sẵn sàng ứng phó với các sự cố tràn dầu xảy ra Trong thời gian đi vào hoạt động, các Trung tâm ứng phó sự cố tràn dầu đã đầu tư cho các Trung tâm của mình một số các tàu chuyên dụng phục vụ cho việc ứng phó sự cố tràn dầu bằng việc mua tàu hoặc mua thiết kế, quy trình công nghệ đóng mới các loại tàu này của nước ngoài, tuy nhiên việc thực hiện như vậy sẽ rất tốn kém và đắt tiền, không tiết kiệm được ngân sách Nhà nước Chính vì vậy nhóm thực hiện đề tài đã đi nghiên cứu chi tiết về các loại tàu cũng như các trang thiết bị đặc chủng được sử dụng trên tàu của các nước tiến tiến có ngành công nghiệp ứng phó sự cố tràn dầu phát triển,

từ đó để thiết kế tàu ứng phó sự cố tràn dầu và ứng dụng quy trình công nghệ tiên tiến cho việc đóng mới tàu này cho phù hợp với điều kiện Việt Nam, để có giá thành rẻ hơn

so với việc mua thiết kế, mua dây chuyền Công nghệ từ các Cơ quan nước ngoài, nhằm thúc đẩy ngành Công nghiệp đóng tàu nói chung và ngành đóng tàu tàu đặc chủng nói riêng, cũng như thức đẩy quá trình chủ động trong viêc nghiên cứu thiết kế, chế tạo trong nước các tàu đặc chủng này Tàu được nghiên cứu, thiết kế chế tạo trong nước là phù hợp với chủ trương, chính sách của Chính phủ về việc nội địa hóa trong ngành đóng tàu, đồng thời là phù hợp với điều kiện tại Việt Nam

A Mục tiêu đề tài:

Đề tài tập trung vào nghiên cứu loại tàu ứng phó sự cố tràn dầu, các loại thiết bị

phục vụ cho công tác ứng phó sự cố tràn dầu và các quy trình ứng phó sự cố tràn dầu đối với từng trường hợp xảy ra tràn dầu trên biển trên thế giới, trên cơ sở đó ứng dụng những phần mềm tiên tiến hiện đại để thiết kế và xây dựng được các quy trình công nghệ chế tạo tàu đa năng ứng phó sự cố tràn dầu phù hợp với điều kiện trong nước và thỏa mãn các yêu cầu của Công ước Quốc tế và Quy phạm hiện hành

B: Xuất xứ đề tài:

Đề tài có xuất xứ từ nhu cầu cần trang bị các tàu ứng phó sự cố tràn dầu của các Trung tâm ứng phó sự cố tràn dầu Quốc gia hiện nay và nhu cầu nội địa hóa ngành công nghiệp đóng tàu để giảm thiểu giá thành đầu tư, tiết kiệm ngân sách nhà nước, nâng cao năng lực thiết kế, đóng mới các loại tàu chuyên dụng

C: Thông tin chung Đề tài:

Tên đề tài:

Nghiên cứu thiết kế và công nghệ chế tạo tàu ứng phó sự cố tràn dầu

Thuộc Đề tài độc lập cấp Nhà nước:

Mã số: ĐTĐL 2006/11

Cấp quản lý: Nhà nước

Thời gian thực hiện: từ tháng 4/2007 đến tháng 4/2009

Kinh phí thực hiện: 1.000 triệu đồng

Trong đó, từ ngân sách sự nghiệp khoa học: 1.000 triệu đồng

Tổ chức đăng ký chủ trì thực hiện đề tài:

Viện khoa học công nghệ tàu thủy

Địa chỉ: 80B Trần Hưng Đạo – Hoàn Kiếm – Hà Nội

Cá nhân đăng ký chủ nhiệm đề tài:

Họ tên chủ nhiệm đề tài: Lê Thành Hưng

Học vị: Thạc sỹ Vỏ tàu thuỷ

Cơ quan công tác: Viện Khoa học công nghệ tàu thủy

Điện thoại: 04-3.9424804 Fax 04-3.9424672

Nội dung nghiên cứu của đề tài:

1 Tổng quan về sự cố tràn dầu, các quy trình ứng phó, các thiết bị và phương tiện phục vụ cho việc ứng phó sựu cố tràn dầu

2 Nghiên cứu thiết kế tàu đa năng ứng phó sự cố tràn dầu

-) Xác định chức năng quy mô tàu

-) Lựa chọn thông số chủ yếu của tàu

-) Chế tạo và thử nghiệm mô hình (thử nghiệm trong bể thử và thử nghiệm bể thử ngoài trời)

-) Lựa chọn và bố trí thiết bị chuyên dùng

-) Lựa chọn hệ thống động lực phù hợp với chức năng hoạt động của tàu

-) Hồ sơ thiết kế kỹ thuật (hồ sơ loại 1) tàu đa năng ứng phó sự cố tràn dầu

3: Công nghệ chế tạo tàu đa năng ứng phó sự cố tràn dầu

-) Phân tích đánh giá khả năng công nghệ chế tạo trong nước

-) Nguyên tắc công nghệ và yêu cầu công nghệ

-) Dự thảo quy trình công nghệ phóng dạng hạ liệu tàu

-) Dự thảo quy trình công nghệ lắp ráp phần thân tàu

-) Tích hợp phần mềm tự động hoá CAD matic thiết kế công nghệ kết cấu tàu -) Dự thảo quy trình lắp đặt phao quây dầu

-) Dự thảo quy trỡnh lắp đặt thiết bị hỳt dầu tràn

4: Dự thảo quy trỡnh vận hành tàu khi ứng phú sự cố tràn dầu (thả phao,thu

gom dầu, phương ỏn nõng cao hiệu suất thu hồi)

5: Phõn tớch tớnh khả thi chế tạo tàu đa năng ứng phú sự cố tràn dầu tại Việt Nam, lập khỏi toỏn giỏ thành đầu tư đúng mới

Kinh phớ thực hiện đề tài phõn theo cỏc khoản chi

Nguồn kinh phí Tổng

số

Trong đó Công lao

động

(khoa học,

phổ thông)

Nguyên, vật liệu, năng l−ợng

Thiết

bị, máy móc

Xây dựng, sửa chữa nhỏ

D Kết quả nghiờn cứu của Đề tài

Kết quả nghiờn cứu của đề tài cú thể sẽ được ứng dụng nghiờn cứu thiết kế, đầu tư đúng mới tàu ứng phú sự cố tràn dầu cho cỏc Trung tõm ứng phú sự cố tràn dầu Quốc gia, bao gồm chi tiết tiết kết quả sau:

1: Cỏc bỏo cỏo phõn tớch:

+) Bỏo cỏo tổng quan về sự cố tràn dầu trong nước và trờn thế giới

+) Mụ phỏng hỡnh ảnh của quỏ trỡnh ứng phú sự cố tràn dầu ứng phú sự cố tràn dầu (trờn đĩa CD)

+) Phõn tớch tớnh khả thi chế tạo tàu đa năng ứng phú sự tràn dầu tại Việt Nam, lập giỏ thành đầu tư đúng mới

2: Bảng số liệu về kết quả thử mô hình trong bể thử và số liệu kết quả thử mô hình

ở bể thử ngoài trời có mô hình hóa kéo phao quây (bao gồm cả mô hình thử)

+) Kết quả thử mô hình trên nước tĩnh

+) Kết quả thử mô hình trên sóng

+) Thử mano ở bể thử ngoài trời: Kết quả thử không kéo lưới và kết quả việc thử

có mô hình hóa kéo lưới

3: Bộ hồ sơ thiết kế kỹ thuật (loại 1) tàu đa năng ứng phó sự cố tràn dầu thỏa mãn yêu cầu của Công ước quốc tế và Quy phạm hiện hành:

+) Hồ sơ thiết kế phần Tính năng tàu

+) Hồ sơ thiết kế phần kết cấu tàu

+) Hồ sơ thiết kế phần hệ thống máy tàu

+) Hồ sơ thiết kế phần thiết bị tàu

+) Hồ sơ thiết kế phần điện và vô tuyến điện tàu

4: Các quy trình công nghệ:

+) Quy trình công nghệ phóng dạng hạ liệu vỏ tàu

+) Quy trình công nghệ lắp ráp phần thân tàu

5: Các quy trình lắp đặt và vận hành:

+) Quy trình lắp đặt và vận hành phao quây dầu (boom)

+) Quy trình lắp đặt thiết bị hút dầu (Skimmer)

6: Quy trình vận hành hành khi ứng phó sự cố tràn dầu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ SỰ CỐ TRÀN DÀU, QUY TRÌNH VÀ TRANG

THIẾT BỊ PHỤC VỤ ỨNG PHÓ SỰ CỐ TRÀN DẦU

I.1 Tổng quan về sự cố tràn dầu trên thế giới và trong nước

I.1.1 Trên Thế giới

Dầu tràn thường xảy ra trong các hoạt động thăm dò, khai thác, vận chuyển, chế

biến, tàng trữ dầu thô và các sản phẩm cuả chúng Các hiện tượng rò rỉ, vỡ đường ống,

vỡ bể chứa, tai nạn đắm tàu, đâm va, sự cố tại các dàn khoan dầu khí làm cho dầu thô

và các sản phẩm cuả nó thoát ra ngoài môi trường sinh thái, gây ô nhiễm môi trường và

thiệt hại cho các hoạt động kinh tế nói chung và đặc biệt là các hoạt động liên quan đến

khai thác và sử dụng tài nguyên biển, sông, hồ Hàng năm trên thế giới xảy ra rất nhiều

vụ dầu tràn trên biển, trên sông, đã ảnh hưởng nặng nề đến nền kinh tế cũng như môi

trường Chính vì vậy vấn đề ứng phó sự cố tràn dầu được rất nhiều các Quốc gia đặc

biệt quan tâm, đầu tư nghiên cứu nhiều năm Các nước như Mỹ, Anh, Pháp, Australia,

Nhật bản, Singapore,vv đều có kế hoạch Quốc gia, kế hoạch cho từng vùng lãnh thổ,

cơ quan chuyên trách về ứng phó sự cố tràn dầu Mỗi quốc gia nói trên có nhiều trung

tâm và mỗi trung tâm có một đội tàu có chức năng thực hiện ứng phó sự cố tràn dầu

Tuỳ thuộc vào đặc điểm của từng Quốc gia mà số lượng phương tiện và quy mô

phương tiện có khác nhau, phù hợp với điều kiện khai thác và đặc điểm địa lý của từng

vùng

Theo số liệu thống kế nhiều năm trên thế giới có thể thấy rằng: trong tổng số

khoảng 3,6 triệu tấn dầu hàng năm đổ ra biển thì lượng dầu thải từ các hoạt động của

tàu thuyền đã chiếm tới 33% Tỷ lệ các nguồn gây ra sự cố dầu tràn được chỉ ra trong

bảng sau:

Bảng : Thống kê trung bình hàng năm các nguồn gây ô nhiễm

Từ các hoạt động tàu thuyền 33

Do chất thải công nghiệp và dân dụng đổ ra biển 37

Dầu từ các tai nạn, sự cố giao thông thủy 12

Dầu từ khí quyển 9 Dầu rò rỉ từ lòng đất 7 Dầu từ các hoạt động dầu khí ( thăm dò - khai thác ) 2

Bảng tổng hợp các vụ tràn dầu ở Châu âu có lượng dàu tràn trên 10.000T [26]

Năm Tên tàu Số lượng dầu tràn (T) Nước ảnh hưởng

SỰ CỐ TRÀN DẦU TÀU "ERIKA" 1999 [25],[26]

sù cè tμu chë dÇu “Prestige” 2002 [25],[26]

Nhằm giảm thiểu mức độ tràn dầu ở diện rộng và hạn chế tác động tới môi trường xung quanh do sự cố tràn dầu xảy ra, các nước như Mỹ, Anh, Pháp, đã nghiên cứu sản xuất ra các loại hoá chất để cô lập dầu loang như: Cellusorb, Enretech, Floor Sweep, Đồng thời đầu tư đóng mới các loại tàu có khả năng ứng phó sự cố tràn dầu với công suất động cơ từ 1000 sức ngựa đến 10.000 sức ngựa Các loại tàu này được trang bị các

hệ thống để vận hành các thiết bị ứng phó như: Thiết bị hớt dầu tràn (Skimmer), các phao quây dầu tràn (Booms), các thiết bị phun chất phân rã (Dispersant- Equipments), các khoang chứa dầu thu hồi (Oil Recovered Tank), các bơm hút dầu tràn (pumps),vv [13], [25] Tùy theo vùng bị tràn dầu: sông, hồ, vịnh ( vùng nước lặng), trên biển, ven biển (vùng có sóng gió) và mức độ tràn dầu (khối lựơng dầu tràn, bán kính lan rộng dầu ) mà sử dụng từng tàu thích hợp (cỡ tàu phù hợp) cũng như các trang thiết bị ứng phó hợp lý Chính vì vấn đề như vậy mà các nước đã đầu tư các loại tàu ứng phó sự cố tràn dầu có qui mô khác nhau, hoạt động phù hợp với các trang thiết bị ứng phó có sẵn tại căn cứ

I.1.2 Trong nước

Sự cố dầu tràn xảy ra thường gây hậu quả môi trường nghiêm trọng, nhất là trong sông, vịnh, hoặc vùng thềm lục địa ven bờ Khi lượng dầu thoát ra lớn, các tổ chức, cá nhân hoạt động trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản, làm muối, du lịch biển, thường bị thiệt hại trực tiếp

Trong vòng 10 năm qua, ở nước ta đã xảy ra trên 200 vụ tràn dầu, gây ảnh hưởng

nghiêm trọng đến môi trường, kinh tế và cuộc sống của nhân dân Cụ thể như vụ tràn dầu tàu FORMOSA ONE tại Vũng tàu, tàu Bạch Đằng Giang tại Hải phòng, vụ tràn dầu ở sông Cát Lái, vụ thủng tàu ở cảng vịnh Quy Nhơn Đặc biệt tại các khu vực trọng điểm có nguy cơ xảy ra sự cố tràn dầu như Bà Rịa -Vũng tàu, vùng sông Sài Gòn

- Đồng Nai, Vùng biển miền trung từ Đà Nẵng đến Nha Trang

Theo số liệu thống kê: ở nước ta hàng năm lượng dầu tràn cũng là con số đáng được quan tâm Thống kê lượng dầu tràn một số năm tại nước ta được đưa ra trong bảng dưới đây:

Thống kê lượng dầu tràn một số năm tại Việt nam

Sự cố tràn dầu tại miền Trung

Ngày 4/12/1997 tại vùng biển Lý Sơn, tàu Promex Cita Cabvan (Quốc tịch Malayxia), trọng tải 11.500 tấn, bị đắm và tràn ra biển hơn 300 tấn dầu FO và 30 tấn dầu DO Vụ chìm tàu chở nguyên vật liệu cung ứng cho các tàu neo đậu ngoài khơi đã

bị chìm khi đang neo đậu gần bờ sông Hàn ngày 9/7/1998 làm tràn hàng tấn dầu, lan rộng trên mặt sông khoảng 2km và chảy ra vịnh Đà Nẵng Ngày 02/6/2001, sà lan chở 600m3 dầu TC-1 bị đâm vào đá ngầm ở vịnh Đà Nẵng làm tràn ra môi trường khoảng

30 - 40m3 dầu Năm 2000, tàu Sunny (Hồng Kông) bị tai nạn tại vùng biển Phú Yên làm tràn 300 tấn dầu DO ra biển

Sự cố tràn dầu tại Vũng Tàu

Theo thống kê của Trung tâm khảo sát, nghiên cứu và Tư vấn môi trường biển, từ năm 1987 đến 1988 tại vùng biển ven bờ của Việt nam có 89 vụ tràn dầu xảy ra, khu vực Bà Rịa - Vũng tàu có 17 vụ chiếm 19%

Các sự cố tràn dầu nêu trên đã gây ra những hậu quả nghiêm trọng đối với môi trường Ví dụ, vụ tàu Pan Harves mang cờ Đài Loan và tàu Sài Gòn Ship đâm vào nhau ngày 20/9/1993 làm tàu Pan Harves bị chìm cùng với khối lượng hàng hóa lớn và gần

300 tấn dầu tràn ra biển, làm ô nhiễm vùng biển rộng lớn khoảng 640 km2 ngoài khơi

Bà rịa - Vũng tàu

Tại khu vực xảy ra sự cố, nồng độ dầu trong nước biển cao hơn mức độ cho phép hàng trăm lần làm cho năng suất sinh học sơ cấp suy giảm, ảnh hưởng trực tiếp đến ấu trùng tôm, cá, Do ảnh hưởng của gió mùa Tây-Tây Nam và dòng hải lưu, vết dầu loang bị đẩy vào bờ, đã gây ô nhiễm đáng kể cho các khu vực nuôi trồng thủy sản dọc

bờ biển và các vùng cửa sông thuộc tỉnh Bà rịa - Vũng tàu TP Hồ Chí Minh, Long An, Tiền Giang Liệt kê một số sự cố tràn dầu tại vùng biển Bà rịa - Vũng tàu như sau:

Danh mục một số sự cố tràn dầu tại vùng biển Bà rịa - Vũng tàu

gian

Lượng dầu tràn

Nguyên nhân

12 Tàu Formosa One 1/9/2001 100 tấn Đâm và tràn dầu

(Nguồn tin: Cảng vụ Vũng tàu)

Chính vì vậy để giảm thiểu nguy cơ tràn dầu, trong những năm gần đây ở nước ta

đã chú trọng và đầu tư nghiên cứu trong lĩnh vực này (đã nghiên cứu thiết kế tàu thu gom váng dầu tại các các cảng) Nhưng đó cũng chỉ là sơ khai và còn hạn chế vì chỉ sử dụng trong các cảng và hiệu quả còn thấp vì chưa giải quyết được triệt để sự lan truyền của dầu tràn Ngoài ra, một số công ty sản xuất hoá chất đã đầu tư nghiên cứu và chế tạo các hoá chất để sử dụng cho việc chống tràn dầu và các cơ quan trong lĩnh vực dầu khí cũng trang bị các hoá chất này nhằm phục vụ ứng phó : VIETSOVPETRO, PTSC, CASTROL, SCHLUMBERGER

Là một cơ quan trong lĩnh vực xăng dầu, Tổng công ty xăng dầu Việt Nam (PETROLIMEX) đã đầu tư 200 tỷ đồng cho hệ thống phao quây phòng chống dầu tràn, công nghệ xử lý dầu tràn hiện đại và trên 50 tỷ đồng để đầu tư hai tàu kéo kiêm chức năng ứng phó tràn dầu với công suất 1800 sức ngựa và 3200 sức ngựa

Cùng với những sự cố tràn dầu đã xảy ra thì việc nguy cơ tràn dầu của các tàu trong nước hiện nay cũng là một vấn đề cấp bách Hiện nay trong cả nước ta có khoảng trên 80 chiếc tầu dầu các loại trong đó có 50 - 60 chiếc tàu dầu cỡ 5000DWT đến 7000DWT đủ các các loại mới lẫn cũ và không ít tàu không còn đảm bảo an toàn trong quá trình hoạt động vì vậy nguy cơ xảy ra sự cố tràn dầu luôn trong tình trạng có thể xảy ra bất kỳ lúc nào, ví dụ như vụ đâm tàu Trí Đức, vụ nổ tàu Nhật Thuần, cũng như

sự cố vỡ đường ống dầu tại Dung Quất, vv

I.2 Thực trạng công tác ứng phó sự cố dầu tràn ở Việt Nam

Sự cố dầu tràn trên biển Việt Nam ở quy mô lớn chưa xuất hiện, nhưng ở qui mô nhỏ và vừa vẫn thường xuyên xảy ra Vì Việt Nam được coi là quốc gia dầu lửa, hành lang biển vận chuyển dầu nằm cận kề với biên giới biển - chủ quyền của nước ta và là tác nhân chính tạo ra sự cố tràn dầu Do vậy việc tổ chức phòng ngừa hậu quả trên là một việc làm chủ động, nhằm hạn chế thiệt hại tối đa

Để bảo vệ các hệ sinh thái ven biển khỏi ô nhiễm dầu và duy trì một môi trường sạch cho vùng ven biển và biển, Chính phủ nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt nam đã phê duyệt Chương trình Quốc gia về ứng phó sự cố tràn dầu và thành lập ba Trung tâm ứng phó (miền Nam, miền Trung và miền Bắc) Hiện nay Nhà nước đang triển khai 2 trung tâm ứng phó sự cố tràn dầu ở miền Nam và miền Trung và chuẩn bị triển khai trung tâm thứ 3 ở phía Bắc

I.3 Quy trình ứng phó sự cố tràn dầu (trên biển, sông và các vùng nhạy cảm khác)

ở khu vực ven biển Việt nam

Khi dầu bị tràn ra mặt biển, thì việc làm sạch trở nên rất khó khăn Phương pháp hay được sử dụng là tạo các phao quây cản nhằm ngăn chặn hoặc giảm thiểu dầu loang

ra và tập trung chúng lại tạo thành một lớp dày sao cho có thể thu hồi dầu lại bằng cách bơm hoặc hớt và sau cùng là xử lý phần dầu tràn còn lại

Quy trình chung để ứng phó sự cố tràn dầu trên biển ở Việt nam nói riêng và nhiều nước khác trên thế giới đều thực hiện theo các bước nêu trên:

• Bước1: Cô lập vết dầu tràn

• Bước 2: Thu hồi dầu tràn

• Bước 3: Xử lý phần dầu tràn còn lại

I.3.1 Cô lập vết dầu loang

Để cô lập vết dầu loang ở trên biển thông thường sử dụng phao quây Phao quây ngoài biển thông thường có chiều cao lớn hơn các dạng phao quây trên sông Việc cô lập dầu nổi để thu hồi sau đó hoặc đưa nó ra khỏi các vùng dễ bị tổn thương cần sử

dụng một số loại phao quây khác nhau Có rất nhiều kiểu phao quây, có thể kể đến loại phao quây như sau: hệ thống lưới, phao quây hấp thụ, phao quây và barrie khẩn cấp, phao quây bọt và phao quây hoá chất Việt lựa chọn phao quây phù hợp dựa vào các điều kiện đặc trưng cũng như khả năng về trang thiết bị sẵn có Nội dung chính của đề tài không đi sâu vào nghiên cứu các loại phao quây được ứng dụng trong công tác ứng phó sự tràn dầu trên biển mà đi sâu vào nghiên cứu các phương tiện giúp cho công tác ứng phó sự cố tràn dầu trên biển

Cô lập dầu bằng phao quây trên biển

Cô lập và thu gom các vết dầu loang trên sông

Boom vane

Phao qu©y D©y neo

Boom vane Phao qu©y

Skimmer

Dßng ch¶y

Một số loại phao quây dầu

Triển khai phao quây thu gom dầu tràn

Phao quây dùng thu gom dầu tràn

Khác với việc cô lập dầu trên sông, nơi có thể sử dụng nhiều loại hàng rào đơn giản, việc cô lập dầu trên biển phức tạp hơn nhiều do địa bàn lớn, có sóng gió và điều kiện tiếp cận với khu vực xảy ra sự cố phức tạp hơn Vì vậy hàng phao quây dùng để cô lập dầu khi sự cố xảy ra thường sử dụng phao nổi (phao quây) để ngăn chặn vết dầu loang trên biển

I.3.2 Thu hồi dầu loang

Sau khi đầu bị cô lập và gom lại sẽ được các thiết bị thu hồi nhanh tập trung lại để đưa vào xử lý Thu hồi nhanh dầu loang là một trong những vấn đề quan trọng trong công tác ứng phó sự cố tràn dầu trên biển để ngăn chặn sự lan truyền và nhiễm bẩn những vùng khác Để thu hồi, có thể sử dụng các phương pháp như dùng các thiết bị hớt váng các loại, bơm, chất hấp thụ, kỹ thuật thủ công, thiết bị kỹ thuật không chuyên dụng như hút chân không Để ứng phó sụ cố tràn dầu trên biển thông thường sử dụng các loại bơm và thiết bị chuyên dụng

I.3.3 Xử lý phần dầu loang còn lại

Dầu bị cô lập, được các thiết bị thu hồi nhanh nhưng không thể hết được lớp váng dầu mỏng hoặc còn lại ở những chỗ không có điều kiện thu hồi, để tránh ảnh hưởng xấu đến môi trưởng cần phải xử lý bằng phương án tích tụ hoặc phân rã dầu Phương án tích

tụ là sử dụng các vật liệu để hút lớp mảng mỏng dầu trên mặt nước Để xử lý ở diện rộng và để đẩy nhanh quá trình này phải sử dụng các loại vi sinh hoặc hoá chất đặc biết (Cellusorb, Enretech, Floor Sweep ) để tạo ra các tác động của nước lên màng dầu đẩy nhanh quá trình phân rã tự nhiên của dầu thành những hạt nhỏ Các giọt nhỏ ấy trở thành hỗn hợp trong nước, tính tập trung của dầu giảm đi và dầu trở nên dễ dàng bị các

vi sinh vật làm phân rã ra Thu hồi dầu trên mặt biển ngăn chặn sự hình thành nhũ tương nước trong dầu bền vững, cả hai đều có thể là mối thảm hoạ cho các sinh vật sống trên biển

I.4 Thiết bị phục vụ công tác ứng phó sự cố tràn dầu trên biển [25]:

I.4.1 Phao quây (Boom)

Các loại phao quây có đặc điểm giống nhau bao gồm các thanh giằng để giữ cho chúng ở tư thế nổi thẳng đứng trên mặt nước cùng với các mối nối cũng như các điểm kéo và điểm neo

Đặc trưng quan trọng của phao là khả năng quây bao vùng dầu loang và sự biến dạng hình bao ngoài của nó được xác định theo trạng thái chuyển động của bề mặt nước Nó phải đủ mềm dẻo để chịu tác động của sóng và đủ cứng để ngăn được càng nhiều dầu càng tốt Không có phao nổi nào có thể ngăn được vận tốc nước lớn hơn 1hl/h (0.5m/s) tác dụng vuông góc với thành phao Khả năng thoát dầu và mối liên hệ

của nó với vận tốc nước phụ thuộc vào loại dầu cũng như thiết kế của phao quây Loại dầu ít nhớt thoát chậm hơn loại nhớt Dần dần, dầu có xu hướng tích tụ tại phao quây và chảy dọc xuống dưới váy phao quây trong khi dầu ít nhớt dưới dạng hạt nhỏ nằm ở dưới phao quây thoát ra từ phía dưới của lớp dầu Dòng chảy do dòng chảy bề mặt, sóng và gió có thể tạo nên vận tốc nước vượt quá vận tốc làm thoát dầu, cũng như làm tràn nước lẫn dầu ra ngoài phao quây Dầu thoát ra có thể do dòng chảy rối dọc theo phao quây Phao quây trên biển là các phao bơm hơi để đảm bảo lực nổi cần thiết Phao quây sử dụng ngoài khơi cần có phần nổi cao và linh hoạt để có thể chịu được các điều kiện thời tiết xấu (sóng cao 2,5m), đây là số liệu được cung cấp của các hãng chế tạo đã được thử nghiệm [25] Loại phao tốt nhất có thể đáp ứng các trường hợp là loại có thể được thổi (inflatable) bằng không khí và được cuộn vào các trống quấn kiểu thuỷ lực để có thể triển khai và thu hồi nhanh, an toàn.

Phao dùng để quét và làm lệch hướng dầu ở các vùng nước mở nên phải có thiết

kế như là phao dùng ngoài khơi, chỉ khác về kích thước phần nổi và phần chìm Hệ thống phao dùng cho tàu thu gom dài 20 m tốt nhất là được cuốn quanh trống quấn, trong khi phao dùng cho các loại tàu khác có thể chứa trong các container nhẹ hay các thùng để có thể kéo đi hay được vận chuyển bằng trực thăng

Để chịu được tình trạng sóng và dòng chảy có thể xảy ra, qua kết quả phân tích và thử nghiệm thì phần nổi của phao (mạn khô của phao) nên cao khoảng 60cm, không được nhỏ hơn 50 cm Chiều dài thường khoảng 200 - 350 m, có thể được chia thành nhiều đoạn ngắn [25], [26]

Phần nổi của các phao dùng làm lệch trôi dạt dầu, quây đóng ở vùng cửa sông, bảo vệ đường, bờ có thể nhỏ hơn so với phao dùng để quét dầu và cao tối thiểu là 30

cm Tuy nhiên, nên trang bị cả hai loại có phần nổi 30 và 45 cm là tốt nhất vì có thể sử dụng cho nhiều mục đích Phần phao nổi có thể là loại mặt cắt ngang có hình dạng tròn khi bơm không khí vào hay loại phao quây (fence boom) có thân đặc Loại thứ hai sử dụng tốt hơn khi dòng chảy lớn Tất cả các phao nên có các chốt móc dây neo với

khoảng cách giữa các chốt tối đa là 15 m, phao nên quấn vào các trống quấn nhỏ hay chứa trong các container nhẹ để có thể vận chuyển dễ dàng

Để giữ phao quây thường dùng neo (Xem hình vẽ sau đây)

Trong trường hợp không thả được phao, có thể cố định phao quây bằng cách nối

vào các tàu bị nạn hoặc sử dụng thêm boom vane (hình vẽ dưới đây)

Boom vane là thiết bị có kết cấu đặc biệt, dưới tác dụng của sóng và dòng chảy, boom vane tự chạy ngược với hướng dòng chảy Nhờ có boom vane phao quây luôn được kéo căng và có hướng ngược với hướng của dòng chảy

Phao quây trên biển thường được chứa ở dạng tang cuốn để ngoài hoặc trong container chuyên dụng, trước khi cuốn vào tang phải tháo hết không khí trong phao Mỗi tang cuốn có chứa đoạn phao dài 250 m, cuối mỗi đoạn phao có kết cấu đặc biệt để nối các đoạn phao với nhau hoặc neo giữ phao

Mối nối neo với phao quây Neo cho phao quây

I.4.2 Cánh quét dầu (Sweeping arm)

Cánh quét dầu đuợc trang bị hai bên mạn tàu, cánh quét dầu có hai loại:

- Loại cánh quét cứng: loại cần cứng đưa ra khỏi mạn và được giữ bởi hệ thống cầu đồng bộ theo hệ thống, và toàn bộ dòng chảy dầu tràn được chảy vào nách của cánh quét và tàu khi đó ở cuối cánh quét được bố trí bơm chìm hút dầu tràn và đẩy qua hệ thống ống đưa lên tàu

- Loại cánh quét mềm: Dùng hệ thống cần nhô ra khỏi mạn và giữ hệ thống phao quây , khi đó dầu tràn cũng được chảy vào nách của phao quây và tàu khi đó dùng hệ thống máy hút thả xuống và hút dầu tràn lên tàu

Tuỳ thuộc vào điều kiện hoạt động của tàu ở vùng biển có sóng gió khác nhau người ta sẽ sử dụng kiểu lại cánh quét cho phù hợp, đối với tàu hoạt động ở vùng biển

Phao quây trên tang cuốn

Container chứa phao quây Container chứa phao quây bố trí trên tàu

có sóng gió lớn, điều kiện làm việc của tàu khắc nghiệt, người ta sử dụng loại cánh quét cứng, hệ thống cánh quét này bao gồm hai bơm chìm có công suất phù hợp lắp chìm phía dưới cần quét (nhập đồng bộ theo cần quét) và hệ thống ống dẫn dầu tràn để dẫn vào các két trong tàu.Việc sử dụng cánh quét cứng là rất hiệu quả trong quá trình thu gom dầu tràn, hệ thống này đã được sử dụng rất rộng rãi trên Thế giới, và đã từng sử dụng trong các vụ ứng phó sự cố tràn dầu trước đây, cụ thể:

Tổng kết sự cố tràn dầu "PRESTIGE” 2002 [26]

Có 15 tàu tham gia ứng phó, xử lý dầu tràn và thu hồi được 19.000 T dầu trong đó

có hai tàu được trang bị cánh quét cứng (rigid seewping arm) là tàu ARCA và tàu RIJNDELTA:

Tàu ARCA: Có sử dụng cánh quét cứng

Ngày 23-11-2002 : Rời cảng Scheveningen

Ngày 15-03-2003 : Trở về, thu hồ được 6700 T dầu tương đương 35% tổng

số dầu tràn

Tàu RIJNDELTA: Có sử dụng cánh quét cứng

Ngày 16-11-2002 : Rời cảng Rotterdam

Ngày 28-12-2002 : Trở về, thu hồi được 7200 T dầu tương đương 37% tổng

số dầu tràn

Kết luận: 02 tàu được trang bị cánh quét cứng đã thu hồi được 72% số lượng dầu

tràn, trong khi đó 13 tàu còn lại trang bị cánh quét mềm (Inflatable seewping arm) chỉ thu hồi được 28% tổng số dầu tràn

Lọai cánh quét mềm

Loại cánh quét cứng Loại cánh quét mềm

I.4.3 Thiết bị bơm hơi cho phao quây:

Để phao quây có thể nổi được, trước khi thả phao quây phải được bơm hơi để có được lực nổi cần thiết

Cánh quét cứng Cánh quét cứng

I.4.4 Thiết bị rửa phao quây:

Phao quây trước khi thu lại vào tang cuốn phải được rửa sạch bằng nước nóng

Nước nóng có tác dụng rửa sạch dầu bám vào phao sau mỗi lần sử dụng

I.4.5 Thiết bị thu hồi dầu nhanh (máy hút dầu- Skimmer)

Khi chọn các loại thiết bị thu hồi dầu cần phải xét đến nhiều yếu tố Điều kiện vận hành và công dụng dự định phải xét trước các tiêu chuẩn như kích thước, sự vận chuyển

và dễ dàng trong khai thác, điều khiển và bảo dưỡng phải được tính tới Các yếu tố quan trọng nhất là độ nhớt và độ bám dính của dầu loang, kể cả những thay đổi theo thời gian Ở những tình huống có thể dự kiến như ở công đoạn cuối ngoài biển, đặc tính của dầu và loại thiết bị hớt váng tối ưu có thể phát huy được ưu điểm

Công suất máy hút dầu tuỳ thuộc vào các mức độ ứng phó Với mức độ lượng dầu tràn nhỏ hơn 200 tấn thì máy hút có công suất 200 m3/12 giờ, còn đối với lượng dầu từ

500 tấn trở lên thì công suất máy hút hoảng 1000 - 3000 m3/ngày Nếu tính cả các yếu

tố như lượng bốc hơi, nhũ tương hoá, thời gian ứng phó và một số trở ngại trong quá trình ứng phó thì công suất máy hút khoảng 50 - 60 m3/giờ là thích hợp Trong trường hợp sự cố phun trào (tối thiểu khoảng 5000 m3 /ngày) thì công suất thu hồi phải đạt xấp

xỉ 1000 m3/giờ Do đó máy hút phải có công suất tối thiểu là 200 m3/giờ

Máy bơm hơi cho phao Bơm hơi cho phao quây

Thiết bị tạo nước nóng để rửa phao

Thiết bị thu hồi dầu nhanh phổ biến có 2 kiểu: hút và dính

I.4.5.1 Thiết bị thu hồi dầu nhanh kiểu hút

Thiết bị thu hồi dầu nhanh kiểu hút làm việc theo nguyên tắc dầu được thu hồi bằng một bơm hoặc hệ thống hút bằng khí trực tiếp từ mặt nước hoặc thông qua một bức ngăn kiểu đập Các thiết bị này nhằm mục đích thu hồi một lượng nước lớn có lẫn dầu Nó có ưu điểm khi thu hồi dầu có tính nhớt bởi vì sự hiện diện của lượng nước dư giúp duy trì dòng chảy của dầu không làm tắc ống hay vòi dẫn Cần có bồn chứa to để nhận và tách nước, thường xuyên chiếm hơn 90%, trong hỗn hợp hút được Để nhằm mục đích kiểm soát dầu loang, việc tách dầu nước bằng két lắng trọng lực được xem là đơn giản và đủ

Năng lực của bơm: Năng lực hoạt động của bơm thể hiện khả năng tối đa của thiết

bị, bởi vì tất cả các loại bơm đều có tổn thất áp suất với tỷ lệ khác nhau khi độ nhớt của dầu tăng lên Một vài loại bơm trục vít đặc biệt có khoảng dao động về độ nhớt rất rộng

có thể vận hành tốt thậm chí với dầu đặc quánh, nhưng sức cản đường ống cứng và ống mềm có thể đạt đến tới hạn Vấn đề này có thể vượt qua được bằng cách chỉ hút một lượng nhỏ dầu lẫn với lượng lớn khí hoặc nước mà chúng sẽ tác dụng như chất tải chính

I.4.5.2 Thiết bị thu hồi dầu nhanh kiểu dính

Ngược lại, thiết bị thu hồi dầu nhanh kiểu dính dùng vật liệu đưa dầu vào các dây curoa, tang quay, đĩa hoặc cáp sợi tổng hợp thường đạt được hệ số thu hồi dầu cao hơn Nói chung, loại dụng cụ này làm việc tốt nhất với loại dầu có độ nhớt trung bình, thiết

bị này có lắp các đĩa bánh răng hoặc dây đai xích đã được thiết kế riêng để thu hồi dầu nặng

Thiết bị thu hồi kiểu hút

Các loại cặn có thể cũng là vấn đề đối với vài loại thiết bị hớt váng Đặc biệt là những thiết bị có những bộ phận chuyển động tiếp xúc với dầu Các loại cặn có thể làm kẹt bơm và tắc ống mềm Một số loại thiết bị hút váng được lắp lưới lọc thô để khắc phục điều này, thế nhưng lưới lọc tự chúng phải được làm sạch nếu không dòng dầu sẽ

bị ngắt

Khả năng thu hồi của thiết bị kiểu dính:

Những loại dầu có độ nhớt cao như dầu nặng rất dính, khó hớt lên do bám chặt vào mặt nước, nhưng ngược lại nhũ tương nước trong dầu hầu như không bám Mặc dù dầu có độ nhớt thấp như dầu diesel và dầu hoả có thể thu hồi được nhưng chúng lại không tích tụ được nhiều lên bề mặt ưa dầu của thiết bị thu hồi thành một lớp đủ mỏng nên hệ số thu hồi dầu thấp

Điều kiện làm việc:

Các thiết bị thu hồi dầu nhanh được thiết kế sao cho bộ phận thu hồi nằm tại mặt phân giới giữa dầu và nước Việc này có thể thực hiện được bằng thiết bị tự điều chỉnh cao độ, nhưng khả năng sẽ bị ảnh hưởng nếu có sóng đứng Các phương tiện nhỏ có thể

dễ bị ngập nước và nghiêng dọc trong khi các phương tiện lớn thì lại không linh hoạt và không thể bám theo bề mặt sóng Tính năng của thiết bị hớt cũng chịu ảnh hưởng bất lợi do tác động của dòng chảy như phao quây Hạn chế này một phần có thể khắc phục

ở những thiết bị vớt tự hành, trong đó màng thấm hoặc băng chuyền quay sao cho vận tốc tương đối của nó với dầu nổi bị giảm đáng kể trong quá trình phương tiện hớt di chuyển

I.4.6 Nguồn cấp năng lượng

Thiết bị thu hồi dầu loang đòi hỏi phải có nguồn năng lựợng cho bộ phận thu hồi dầu và vận chuyển dầu thu hồi được vào két chứa Nhiều hệ thống được thiết kế kèm

Thiết bị thu hồi kiểu dính

theo với bộ nguồn có thể dẫn động trực tiếp bằng động cơ diesel hoặc điện, thủy lực hoặc hệ thống nén khí Tất cả các nguồn năng lượng kể trên trừ động cơ diesel ra đều có thể lắp đặt thoả mãn các quy định an toàn về lọc dầu, khu vực bể chứa và các vùng hạn chế khác có nguy cơ cháy nổ Khi sử dụng ở vùng nguy hiểm, cần phải có thiết bị kiểm tra thường xuyên để đảm bảo điều kiện vận hành

Nguồn năng lượng phổ biến nhất dùng cho bơm hút váng dầu là thủy lực Bơm thuỷ lực do động cơ diesel lai và là nguồn cấp cho động cơ thủy lực kéo bơm hút dầu thu hồi

I.4.7 Ống mềm chuyển dầu

Ống mềm chuyển dầu từ bộ phận hút phải được đặt với độ nổi chính xác để ngăn ngừa chúng va đập với phao và ảnh hưởng tới trạng thái làm việc của thiết bị hút Tất cả các ống mềm phải có khả năng chịu dầu, không hỏng hóc khi tiếp xúc với dầu và phải được lắp có hiệu quả nhưng với mối nối đơn giản Có thể lựa chọn các đệm trung gian cho các ống nối có đường kính khác nhau và các mối nối không đồng bộ

I.4.8 Thùng chứa dầu tạm thời

Ngoài các thùng chứa cố định ra, để chứa lượng nước lẫn dầu thu hồi thường sử dụng thêm các thùng chứa tạm thời Thùng chứa sẽ đem lại hiệu quả kinh tế rất cao do giá thành rẻ, vận chuyển đơn giản và dung tích lớn Đối với lượng dầu chứa trong bồn chứa cố định ở trên tàu không còn trống hay cần một thời gian khá lâu để chuyển hết các thứ dầu trong bồn thì thùng chứa tạm thời dự trữ là rất cần thiết

Dẫn động bằng thủy lực Dẫn động bằng diesel

Ống dẫn dầu thu hồi và dầu thủy lực

Thùng chứa dầu có nhiều kích thước khác nhau thay đổi từ 10 - 1000 m3 Thùng

có dung tích lớn rất đắt tiền, thùng có dung tích nhỏ lại không hiệu quả trong các sự cố tràn dầu lớn Tiện lợi nhất là loại 50 - 250 m3 Mỗi tàu thu gom dầu cần có ít nhất một thùng và một số thùng dự phòng cất tại kho thiết bị

Khả năng chứa dầu thu hồi có thể bị hạn chế cho các hoạt động ứng phó ở vùng nước nông vì các tàu lớn hơn phải đậu ở cách xa hiện trường Các thùng chứa dầu tạm thời là rất cần thiết

Thùng chứa tạm thời có thể là dạng đặt trên boong hoặc dạng nổi như hình dưới đây:

Thùng chứa tạm thời Khung của thùng chứa tạm thời

Thùng chứa tạm thời dạng nổi

VËn chuyÓn dÇu thu håi tõ c¸c thïng chøa t¹m thêi th«ng thưêng sö dông b¬m, lưu lưîng b¬m

®ưîc lùa chän cho phï hîp víi dung tÝch cña thïng chøa t¹m thêi

Thùng chứa tạm thời dạng nổi

I.4.9 Xử lý các vết dầu loang còn lại sau khi hút:

Để làm sạch vết dầu loang còn sót lại thường sử dụng vật liệu và thiết bị sau:

• Các vật liệu gốc khoáng vật như vermiculite, đá trân châu, tro núi lửa;

• Các vật hấp thụ tổng hợp như bọt polyurethane, sợi polypropylene

Khả năng hấp thụ dầu

Các chất hấp thụ hữu cơ tổng hợp thường có khả năng giữ dầu lớn nhất so với thể tích của nó và có thể tạo được thành nhiều hình dạng, kể cả dạng tấm sợi và gối Một số loại có thể tái sử dụng được Một số vật hấp thụ có thể được xử lý bằng tác nhân oleophilic hoặc kiểm soát bằng nhiệt để có khả năng chỉ thấm dầu chứ không thấm nước, khả năng này giúp cho nó không bị no nước, mất khả năng hút

Phao được gắn vật liệu hấp thụ dầu rất tiện cho việc thu hồi dầu có độ nhớt thấp như Gasoil, dầu diesel và ngay cả dầu thải từ các tàu, xưởng, kho nó cũng là một công

cụ bảo vệ tốt nhất cho các khu vực rừng ngập mặn, ao hồ nuôi trồng thuỷ sản

Khả năng ứng dụng

Nói chung, việc sử dụng các vật hấp thụ chỉ phù hợp trong giai đoạn cuối để thu hồi lớp dầu mỏng hoặc ở những chỗ không thể đưa thiết bị hớt vào Thường thì phương pháp này làm thủ công hoặc trong trường hợp phạm vi lớn thì dùng loại vật liệu xốp, ở những vùng nhạy cảm như vùng đầm lầy, các vật hấp thụ tư nhiên thường đôi khi sử dụng một cách hiệu quả để giản ô nhiễm lên cây cỗi và chim chóc, cần phải có vị trí chứa vật hấp thụ đã ngấm dầu để chúng phân rã ra ngoài làm ô nhiễm môi trường vùng xung quanh

I.4.9.2 Hoá chất phân rã dầu

Mặc dầu bản thân nó không phải là một kỹ thuật thu hồi dầu, hoá chất đã được sử dụng để chuyển đổi dầu lỏng sang dạng rắn, do vậy dễ dàng thu hồi bằng cách thủ công hoặc bằng lưới Trong khi đó các hoá chất này đã được chứng minh là thành công nhưng lại vấp phải khó khăn do đòi hỏi một lượng lớn hoá chất để trộn vào dầu nên khi kinh phí có hạn thì không thể sử dụng được phương pháp này

Chính vì vậy phương pháp dùng hoá chất chỉ sử dụng làm sạch các vết dầu loang còn sót lại để tránh các vết dầu loang này gây ra các hậu quả nghiêm trọng cho công tác nuôi trồng thủy hải sản

I.5 Phương tiện phục vụ ứng phó sự cố tràn dầu trên biển

Chức năng của thiết bị ứng phó sự cố tràn dầu trên biển là thu gom hết tất cả lượng dầu đã tràn ra ngoài nhằm hạn chế đến mức thấp nhất những thiệt hại về sinh thái, kinh tế do dầu tràn gây ra; bảo vệ vùng ven bờ khỏi ô nhiễm

- Tất cả các loại tàu ứng phó (ngoài khơi, vùng nhạy cảm ven bờ), tàu thu gom và tàu kéo phao đều phải có khả năng hoạt động tốt trong thời tiết xấu, tàu kéo phao phải

c Dạng khối kèm phao 1 phía d Dạng khối kèm phao 2 phía

có khả năng duy trì tốc độ 0,35m/s và hướng không đổi Đối với các tàu ứng phó ngoài khơi nên có các két để chứa dầu thu hồi và trang bị bơm nhanh (công suất khoảng 200

- 250 m3/giờ) để có thể bơm hết dầu ra khỏi két trong vòng 3 giờ Ngoài ra, tàu có thể trang bị thêm hệ thống cẩu nhỏ nhưng cần mở rộng để có thể cẩu các máy hút dầu đặt vào hệ thống phao quây và thuận lợi trong nhiều hoạt động khác trên tàu

- Đối với tàu hoạt động ở khu vực ven biển phải có mớn nước nông và có thể cập

bờ được càng tốt, cho nên tốt nhất dùng loại tàu có động cơ đẩy thuỷ phản lực có động

cơ không chìm sâu vào nước và ít bị hỏng hơn so với loại động cơ chân vịt Các tàu nên

có thiết bị phản hồi siêu âm để dò độ sâu phía mũi tàu

- Trong trường hợp gặp các vùng nước quá nông, tốt nhất các tàu nên trang bị một thuyền máy nhỏ kiểu bơm hơi để phục vụ cho việc quan trắc các tác động môi trường

hay khi cần nối phao quây với các thiết bị trên bờ

Tổng hợp một số loại tàu ứng phó sự cố tràn dầu trên thế giới [26]

CHƯƠNG II : LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

TÀU ỨNG PHÓ SỰ CỐ TRÀN DẦU

II.1 Lựa chọn các thông số của tàu:

Nội dung nghiên cứu của đề tài "nghiên cứu thiết kế và công nghệ chế tạo tàu ứng phó sự cố tràn dầu", xuất phát từ kinh nghiệm hoạt động của các nước trên thế giới trong lĩnh vực ứng phó sự cố tràn dầu, qua nhiều năm khai thác, các trung tâm ứng phó

sự cố tràn dầu của nhiều nước trên thế giới đó khẳng định rằng: Các tàu ứng phó sự cố tràn dầu chỉ hoạt động có hiệu quả khi có một số các chức năng khác, cụ thể một số tàu trên giới đã đóng và đưa vào sử dụng đều mang tính lưỡng dụng như tàu là tầu dầu, tàu chở dầu kết hợp chở hàng rời (OBO), tàu dịch vụ dầu khí (thả neo, cung ứng vật tư), Còn tại Việt Nam do nhu cầu của các Trung tâm quốc gia ứng phó sự cố tràn dầu, cũng như một số Công ty trong lĩnh vực dầu khí như Công ty Dịch vụ dầu khí PTSC thì ngoài việc đảm bảo chức năng ứng phó sự cố tràn dầu tàu có thể kết hợp thực hiện một

số các chức năng khác như dịch vụ kéo, lai dắt các tàu ven biển ngoài khơi, lai dắt các tàu trong cảng, tham gia cứu hộ, cứu nạn, chữa cháy, cung cấp vật tư, thiết bị, dầu nước cho các công trình ngoài khơi để phát huy hết vai trò, nhiệm vụ của tàu và phù hợp với điều kiện Việt Nam, chính vì vậy tàu ứng phó sự cố tràn dầu này thực tế là các tàu đa năng ứng phó sự cố tràn dầu

Như vậy, có thể thấy rằng: chức năng chính của tầu là ứng phó sự cố tràn dầu, ngoài ra tàu cũng có khả năng thực hiện được các công việc của các tàu chuyên dùng khác, cụ thể trong Đề tài nhóm tác giả đã nghiên cứu và thiết kế tàu đa năng ứng phó sự

cố tràn dầu bao gồm các chức năng, công dụng sau dựa trên cơ sở yêu cầu của Trung tâm ứng phó sụ cố tràn dầu miền trung :

+) Ứng phó sự cố tràn dầu

+) Lai dắt các tàu khác ở ven biển, ngoài khơi, trong cảng

+) Cứu hộ, cứu nạn, chữa cháy, công tác lặn

+) Kéo thả phao luồng

+) Cung ứng vật tư, thiết bị, dầu nước, vận chuyển hàng hóa cho các công trình ngoài khơi

Căn cứ vào việc tham khảo một số tàu ứng phó sự cố tràn dầu đã và đang được đóng như tàu đóng tại Công ty Sông Thu, tàu đóng tại Công ty X46, nhận thấy rằng để đảm bảo các chức năng nêu trên cũng chỉ có đôi chút khác biệt so với dạng tàu dịch vụ (tàu có thượng tầng ca bin phía mũi tàu, mặt boong phía sau rộng, phía dưới boong chính cũng có bố trí các két dầu thu gom) tức là với các chức năng như vậy hoàn toàn

có thể tích hợp vào tàu mà không cần thay đổi quá lớn đến quy mô cũng như hình thức

bố trí, cụ thể như sau :

+) Chức năng ứng phó sự cố tràn dầu : Bố trí các két chứa dầu thu gom trong thân tàu, bố trí cánh quét dầu có kích thước phù hợp với vùng diện tích sau lái, bố trí không gian để đặt container chứa phao quây, đặt thiết bị hút dầu (Skimmer) phía sau lá

+ Chức năng lai dắt (chức năng của tàu kéo) : bố trí móc kéo, tời kéo phía sau lái +) Cứu hộ, cứu nạn, chữa cháy, công tác lặn : Bố trí các trang thiết bị thích hợp như súng cứu hỏa, buồng đặt thiết bị giảm áp, thiết bị lặn, sẽ không thay đổi lớn đến việc xác định kích thước tàu

+) Kéo thả phao luồng : Bố trí cẩu phía sau lái kết hợp thả phao quây cũng không ảnh hưởng đến việc xác định kích thước tàu

+) Cung ứng vật tư, thiết bị, dầu nước, vận chuyển hàng hóa cho các công trình ngoài khơi : Bố trí tăng thêm các két dự trữ dầu nước, mặt boong sau lái rộng đu không gian cho việc chuyên chở vật tư thiết bị

Để đáp ứng được các chức năng nêu trên phải hình thành được qui mô con tầu về kích thước và trang thiết bị Qui mô này phụ thuộc vào các yếu tố sau:

II.1.1 Cấp tàu

Tàu được thiết kế trên cơ sở yêu cầu kỹ thuật của Trung tâm ứng phó sự cố tràn dầu Miền Trung, tàu được hoạt động nhằm ứng phó sự cố tràn dầu trong khu vực Miền trung và có thể đảm nhận công tác ứng phó sự cố tràn dầu ngoài khơi vì khu vực miền trung là khu vực thông thương hàng hải giữa Miền Bắc và Miền Nam đồng thời là khu vực có khả năng xảy ra sự cố tràn dầu lớn vì có cơ sở của Nhà máy lọc dầu Dung Quất Mặt khác tại khu vực này là trung tâm của hai Miền Nam, Bắc vì vậy tàu có thể ứng phó sự cố tràn dầu xảy ra tại hai Miền nam và Miền bắc nếu được yêu cầu và cũng như

có thể tham gia ứng phó sự cố tràn dầu tại vùng biển Quốc tế lân cận Đông Nam á.Chính vì lý do trên mà cấp àu được lựa chọn là cấp không hạn chế và có tầm hoạt độn dài ngày đế 3000 hải lý

II.1.2 Thời gian hoạt động

Thời gian hoạt động liên tục của tàu nên chọn khoảng trên 20 ngày đêm

II.1.3 Công suất máy

Lựa chọn công suất máy căn cứ vào đối tượng phục vụ, tốc độ hành trình và tầm hoạt động của tàu, theo kinh nghiệm của các nước đã khai thác đội tàu phục vụ công tác ứng phó sự cố tràn dầu trên biển, cũng như yêu cầu đặt ra của các Trung tâm Quốc gia ứng phó sự cố tràn dầu thì loại tàu này được chia làm hai loại:

• Loại công suất khoảng 2000 sức ngựa (hoạt động ven biển)

• Loại công suất khoảng 6000 sức ngựa (hoạt động ngoài khơi)

II.1.4 Tốc độ hoạt động của tàu

Tốc độ tàu phụ thuộc nhiều vào bán kính hoạt động mà phương tiện phải đáp ứng

và đảm bảo các chức năng phục vụ khác của tàu được đặt ra (cứu hộ, cứu nạn, chữa cháy, ) có thể chia làm hai loại:

• Tàu ứng phó sự cố tràn dầu hoạt động ven biển thông thường vận tốc trung bình khoảng 12 hl/h, thời gian tiếp cận được đến khu vực có sự cố từ 5 ÷ 10 giờ (60 hải lý/5 giờ, 120 hải lý/10 giờ)

• Tàu ứng phó sự cố tràn dầu hoạt động ngoài khơi (bao gồm cả vùng biển Quốc tế) thông thường vận tốc trung bình khoảng 14 - 15 hl/h, thời gian tiếp cận được đến khu vực có sự cố từ 4 ÷ 10 giờ (60 hải lý/4 giờ, 150 hải lý/10 giờ)

II.1.5 Lựa chọn các kích thước chủ yếu của tàu [1],[3],[4],[9],[10],[11]

Việc lựa chọn kích thước chính của tàu được thực hiện tính toán sao cho thoả mãn các yêu cầu đặt ra và có tham khảo tàu mẫu là tàu ứng phó sự cố tràn dầu đóng tại Công ty Sông thu

II.1.5.1 Chiều dài tàu

Chiều dài các phương tiện phụ thuộc vào tính năng và công dụng của tàu: Đối với tàu ứng phó sự cố tràn dầu, tàu kéo cứu hộ: Chiều dài của loại tàu này được chọn theo kích thước các tàu kéo cứu hộ biển không hạn chế

II.1.5.2 Chiều rộng tàu

Chiều rộng các phương tiện chọn phù hợp với mớn nước sao cho tàu đảm bảo ổn định và các tính năng kỹ thuật khác của tàu

Đối với tàu ứng phó sự cố tràn dầu, tàu kéo cứu hộ:

Chiều rộng của loại tàu này chọn theo kích thước của các tàu kéo cứu hộ ven biển nhưng do trên tàu có bố trí cần cẩu nên tỷ lệ L/B có nhỏ hơn đôi chút (khoảng 3 ÷ 5%)

II.1.5.3 Mớn nước tàu

Mớn nước các phương tiện chọn phù hợp với vùng hoạt động của phương tiện, tính ổn định và các tính năng kỹ thuật khác của tàu

Do hoạt động trong điều kiện sóng gió khắc nghiệt nên chọn mớn không quá nông

để tàu hoạt động trên sóng được tốt hơn

II.1.6 Kích thước tối ưu

Kích thước tối ưu làm kích thước thoả mãn được các yêu cầu hoạt động ứng phó

sự cố tràn dầu trên biển như đã phân tích ở trên Ngoài ra, còn cần phải xét thêm các yêu cầu khác như: sự hạn chế luồng lạch, điều kiện làm việc và sinh hoạt của thuyền viên trên tàu

Từ tổ hợp các yêu cầu trên, tiến hành tính toán và lựa chọn kích thước tàu như sau:

- Chiều dài của tàu xác định theo công thức [1],[3],[4],[9],[10],[11] :

Trong đó:

A: hệ số - đối với máy điêzen nặng, tăng áp: A = 18 - 24 (chọn A = 23) N: công suất máy, cv

L: chiều dài tàu

- Chiều rộng của tàu [1],[3],[4],[9],[10],[11] :

Theo số liệu thống kê của tàu kéo Nhật Bản và trị số tàu thực của Mỹ, áp dụng cho tàu kéo viễn dương:

Chọn L/B = 3,83

⇒ B =

83 , 3

L

= 13 , 8 83 , 3

85 ,

85 , 52 60 ,

Theo số liệu thống kê của tàu kéo Nhật Bản, áp dụng cho tàu kéo viễn dương: T/H = 0,7 – 0,85

1 + δChọn Ca = 0,95

m N

N A

50

5800 200

( 16000

5800 4

, 22 ) 50 200 (

+

=