摘要:引航員在引領(lǐng)船舶進(jìn)出港口的過(guò)程中,船舶失電(blackout)的險(xiǎn)情偶有發(fā)生。在某些情況下,如在船舶密集水域、狹窄航道航行中或惡劣氣象情況下,船舶失電可能導(dǎo)致船舶發(fā)生碰撞、擱淺、觸礁等事故。了解船舶電力系統(tǒng)構(gòu)造,才能知道船舶失電的原因,同時(shí)在引航工作中預(yù)防船舶失電發(fā)生。一旦船舶失電發(fā)生,引航員應(yīng)根據(jù)船舶失電應(yīng)急流程,結(jié)合當(dāng)時(shí)的航行環(huán)境,做出合適的行動(dòng)決策。
關(guān)鍵詞:引航;船舶失電;失控;應(yīng)急操縱
0 引言
船舶在進(jìn)出港口時(shí),發(fā)生全船失電,是非常危險(xiǎn)的情況。船舶失電后,短時(shí)間內(nèi)船舶主機(jī)和舵機(jī)都處于停止?fàn)顟B(tài),完全無(wú)動(dòng)力進(jìn)行轉(zhuǎn)向、加減速等避讓操縱。在風(fēng)和流以及水動(dòng)壓力共同作用下,船舶會(huì)偏離原軌跡,使船舶進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)。而在上海港的引航路徑中,絕大部分航段,要么是船舶密集,要么是可航水域狹窄,所以,發(fā)生船舶失電將會(huì)非常危險(xiǎn),引航員非常有必要簡(jiǎn)要了解船舶失電的原理和應(yīng)對(duì)措施,以保障引航安全。
1 事故案例
1.1事故經(jīng)過(guò)
2024年3月26日,馬士基租用的新加坡籍“DALI”輪,船長(zhǎng)300m,船寬48m。在美國(guó)巴爾的摩港當(dāng)?shù)貢r(shí)間1:00離開(kāi)碼頭,2艘拖船協(xié)助,兩名美國(guó)引航員在船,“DALI”輪掉頭完成后拖船離開(kāi)。1:23,在主航道航速達(dá)到8.5kn;1:24,“DALI”輪發(fā)生失電故障,主機(jī)及舵機(jī)停止運(yùn)行,引航員向大橋管理方發(fā)出警告信息。1:25,甲板照明恢復(fù),引航員隨后拋下左錨。1:26,再次失電,40s后,甲板照明恢復(fù),“DALI”輪于1:29以6.5kn速度碰撞巴爾的摩港大橋橋墩,并造成大橋垮塌。
1.2 事故調(diào)查
2024年5月15日,美國(guó)國(guó)家運(yùn)輸安全委員會(huì)發(fā)布了一份有關(guān)“DALI”輪撞塌巴爾的摩港大橋事件的初步調(diào)查報(bào)告。報(bào)告顯示,“DALI”輪在碰撞前共經(jīng)歷了4次失電。事故發(fā)生前約10h,船員在維護(hù)該輪柴油發(fā)電機(jī)排氣系統(tǒng)時(shí),錯(cuò)誤地關(guān)閉了一個(gè)排氣擋板,導(dǎo)致一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)熄火,引起全船斷電。船員恢復(fù)電力后,由于燃油壓力過(guò)低,導(dǎo)致再次斷電。隨后船員切換另一組斷路器,恢復(fù)電力后得以離港。當(dāng)“DALI”輪距離大橋0.6mile時(shí),船P9qY8OrGVEVCL3YEWD5Fkg==上電氣斷路器跳閘,導(dǎo)致船舶失電,距離大橋0.2mile時(shí)再次失電,最后以6.5kn的速度撞上大橋橋墩,導(dǎo)致大橋垮塌。
1.3 事故原因分析
“DALI”輪在事故前和事故發(fā)生過(guò)程中,多次發(fā)生電力系統(tǒng)故障。而且事故前兩次失電并未引起船員重視,輕率離港后,斷路器再次跳閘,導(dǎo)致船舶失電,主機(jī)及舵機(jī)停止運(yùn)行,這是導(dǎo)致碰撞的直接原因。船員應(yīng)急響應(yīng)不力,盡管多次努力恢復(fù)電力,但是并沒(méi)有解決問(wèn)題,未能在關(guān)鍵時(shí)刻恢復(fù)船舶動(dòng)力,暴露出船舶電力系統(tǒng)脆弱和應(yīng)急能力不足。調(diào)查報(bào)告并沒(méi)有給出事故詳細(xì)過(guò)程,在第一次失電以后,甲板照明失效,甲板照明恢復(fù)后,不確定是主發(fā)電系統(tǒng)恢復(fù)還是應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動(dòng),此時(shí)煙囪冒出黑煙,筆者分析應(yīng)該是主發(fā)電機(jī)或者應(yīng)急發(fā)電機(jī)排出的黑煙,不是主機(jī)倒車(chē),一方面是船舶的降速太少,從失控到撞橋,0.6mile距離只降低了2kn,不符合倒車(chē)的特征。另一方面應(yīng)急發(fā)電機(jī)由于功率限制,只供應(yīng)應(yīng)急設(shè)備電力,不能帶動(dòng)主機(jī)啟動(dòng)并且運(yùn)行,相當(dāng)于整個(gè)過(guò)程船舶處于失控狀態(tài)。引航員在船舶掉頭完成后就讓拖船離開(kāi),并未要求拖船跟隨過(guò)大橋,忽視了可能存在的風(fēng)險(xiǎn)。假如有拖船跟隨,也許還能避免撞橋,這也是撞橋一大原因。
2 常規(guī)貨輪的電力系統(tǒng)布置
常規(guī)貨輪的電力系統(tǒng)布置通常包括以下幾個(gè)主要部分:
1)主發(fā)電機(jī)
主發(fā)電機(jī)是船舶的主要電力來(lái)源,現(xiàn)代貨輪一般配備多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組,以確保在一個(gè)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),其他發(fā)電機(jī)可以繼續(xù)供電,保證系統(tǒng)的可靠性。
2)應(yīng)急發(fā)電機(jī)
為應(yīng)對(duì)主發(fā)電機(jī)失效或主電力系統(tǒng)故障,貨輪上配有應(yīng)急發(fā)電機(jī),通常安裝在船舶的高處和安全區(qū)域。應(yīng)急發(fā)電機(jī)能夠在主電力系統(tǒng)斷電后45秒鐘內(nèi)自動(dòng)啟動(dòng),并提供足夠的電力來(lái)維持船舶的基本導(dǎo)航、通信、照明及其他應(yīng)急設(shè)備的運(yùn)行[1]。
3)主配電板(主開(kāi)關(guān)板)
主配電板是電力分配的核心,連接所有發(fā)電機(jī)和主要用電設(shè)備。它負(fù)責(zé)將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力分配到各個(gè)系統(tǒng),如推進(jìn)系統(tǒng)、照明、空調(diào)、導(dǎo)航設(shè)備、貨物裝卸設(shè)備等。
4)分配電板
分配電板從主配電板接收電力,并進(jìn)一步分配到各個(gè)特定區(qū)域或設(shè)備。分配電板的設(shè)計(jì)可以分區(qū)控制,不同區(qū)域的電力系統(tǒng)可以獨(dú)立操作,提高了電力系統(tǒng)的可靠性和靈活性。
5)變壓器和整流器
變壓器用于將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓轉(zhuǎn)換為適合不同設(shè)備使用的電壓等級(jí)。整流器則將交流電(AC)轉(zhuǎn)換為直流電(DC),以滿足特定設(shè)備的電力需求。
6)電池組和UPS(不間斷電源)
電池組和UPS系統(tǒng)用于在短時(shí)間內(nèi)提供電力,通常用于駕駛臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備和系統(tǒng),比如導(dǎo)航設(shè)備、通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)系統(tǒng),以確保在電力中斷時(shí)這些設(shè)備仍能正常運(yùn)行。
7)配電網(wǎng)絡(luò)
配電網(wǎng)絡(luò)由電纜和開(kāi)關(guān)組成,連接各個(gè)電力設(shè)備和系統(tǒng),確保電力可以可靠、安全地傳輸?shù)叫枰牡胤健?/p>
8)電力系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)
常規(guī)貨輪的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)冗余和可靠性,以確保在任何情況下都能維持船舶的基本功能。典型的冗余設(shè)計(jì)包括:多臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行,確保一臺(tái)發(fā)電機(jī)故障不會(huì)影響整體供電;
獨(dú)立的應(yīng)急發(fā)電機(jī)系統(tǒng),確保在主電力系統(tǒng)完全失效時(shí)仍能提供基本電力;多個(gè)分配電板和獨(dú)立電力回路,避免單點(diǎn)故障造成全船斷電。
3 船舶失電原因
船舶失電的原因可能多種多樣,通常涉及電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、操作和維護(hù)等方面。以下是一些常見(jiàn)的原因。
1)發(fā)電設(shè)備故障
發(fā)電機(jī)故障:主發(fā)電機(jī)和備用發(fā)電機(jī)的機(jī)械或電氣故障,如發(fā)電機(jī)過(guò)熱、短路或軸承損壞等,都會(huì)導(dǎo)致電力供應(yīng)中斷。
· 柴油機(jī)故障:驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的柴油機(jī)如果出現(xiàn)故障,如燃油系統(tǒng)問(wèn)題、潤(rùn)滑油系統(tǒng)故障等,會(huì)直接導(dǎo)致發(fā)電機(jī)停止運(yùn)行。
2)配電系統(tǒng)問(wèn)題
· 配電板故障:配電板是電力分配的核心設(shè)備,故障可能包括過(guò)載、短路、絕緣破損等。這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)癱瘓。
· 開(kāi)關(guān)設(shè)備故障:斷路器、接觸器等開(kāi)關(guān)設(shè)備如果出現(xiàn)故障,可能會(huì)導(dǎo)致電力無(wú)法正常分配和切換。
3)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和維護(hù)問(wèn)題
· 設(shè)計(jì)缺陷:電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理,如冗余設(shè)計(jì)不足、負(fù)荷分配不均等,可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)在某些情況下無(wú)法正常運(yùn)行。
· 維護(hù)不當(dāng):電力系統(tǒng)的定期維護(hù)和檢查不到位,如電纜老化、接線松動(dòng)、設(shè)備積塵等,都會(huì)增加失電風(fēng)險(xiǎn)。
4)操作失誤
· 操作人員失誤:操作人員在切換電源、維護(hù)設(shè)備或管理負(fù)荷時(shí)的錯(cuò)誤操作,可能直接導(dǎo)致電力中斷。
5)外部因素
· 極端天氣:雷電、暴風(fēng)雨、冰雪等極端天氣可能會(huì)直接影響電力設(shè)備,導(dǎo)致失電。
· 海水侵入:在惡劣海況或船體損壞的情況下,海水進(jìn)入機(jī)艙可能導(dǎo)致電氣設(shè)備短路和失效。
6)燃料和潤(rùn)滑油問(wèn)題
· 燃料質(zhì)量問(wèn)題:使用劣質(zhì)或污染的燃料會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行,進(jìn)而影響發(fā)電。
潤(rùn)滑油系統(tǒng)故障:潤(rùn)滑油供應(yīng)不足或品質(zhì)不佳,會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的機(jī)械故障。
7)電氣設(shè)備老化
電氣設(shè)備老化:隨著時(shí)間推移,電力系統(tǒng)中的設(shè)備和元件會(huì)逐漸老化,性能下降,故障概率增加。
4 船舶失電后果
1)船舶失電后,應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動(dòng)前
· (1)推進(jìn)系統(tǒng)失效:主機(jī)和其輔助機(jī)械停止運(yùn)行,船舶失去推進(jìn)力,無(wú)法進(jìn)車(chē)或倒車(chē)。
· (2) 操舵系統(tǒng)失效:舵機(jī)及控制系統(tǒng)失去電力,停止運(yùn)行,船舶將無(wú)法控制航向。
(3)錨機(jī)失去動(dòng)力,無(wú)法運(yùn)行,除非提前備好錨,否則無(wú)法拋錨。
(4) 失去照明,船員如果沒(méi)有其他照明設(shè)備,將會(huì)行動(dòng)困難且危險(xiǎn)。航行燈和信號(hào)燈無(wú)法顯示。
(5) 電池組和UPS系統(tǒng)用于在短時(shí)間內(nèi)提供電力,通常用于駕駛臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備和系統(tǒng),比如導(dǎo)航與通信設(shè)備。
2)應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后
(1)推進(jìn)系統(tǒng):由于主機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行需要很多輔助設(shè)備同時(shí)運(yùn)行,比如空氣啟動(dòng)系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。應(yīng)急發(fā)電機(jī)由于功率限制,無(wú)法提供向這些輔助設(shè)備供電,因此,推進(jìn)系統(tǒng)仍然無(wú)法運(yùn)行。
(2)操舵系統(tǒng):根據(jù)《國(guó)際海上人命安全公約》(SOLAS)的規(guī)定,船舶的應(yīng)急發(fā)電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)必須能夠向至少1臺(tái)舵機(jī)供電。因此,應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后船舶獲得一定轉(zhuǎn)向能力。但是由于沒(méi)有螺旋槳排出流,舵效會(huì)大大降低,甚至在船速降低到極限時(shí)完全失去舵效。而且由于不是全部舵機(jī)都在運(yùn)行,功率受影響,轉(zhuǎn)舵速度會(huì)嚴(yán)重降低。
(3)應(yīng)急發(fā)電機(jī)由于功率限制,通常不供應(yīng)錨機(jī)電力。
(4)應(yīng)急照明啟動(dòng),船員行動(dòng)更方便安全,也為航行及信號(hào)燈提供電源。
在船舶失電發(fā)生后,船舶失去操縱能力,即使應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動(dòng),也只是增加一些轉(zhuǎn)向能力,仍然可視為失控狀態(tài)。
5 引航作業(yè)中對(duì)船舶失電的預(yù)防
5.1 引航員上船前
交通運(yùn)輸部海事局于2024年4月7日至10月31日,在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展預(yù)防船舶機(jī)電設(shè)備專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng),并于4月16日正式啟動(dòng)專(zhuān)項(xiàng)檢查。引航工作進(jìn)行前,引航機(jī)構(gòu)可通過(guò)船舶代理,要求船方人員依照《預(yù)防船舶機(jī)電故障專(zhuān)項(xiàng)檢查指南》,對(duì)船舶機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù),確保船舶不帶病進(jìn)港。還可指導(dǎo)性要求船舶進(jìn)港時(shí)要兩臺(tái)以上發(fā)電機(jī)同時(shí)并聯(lián)運(yùn)行,保證備用發(fā)電機(jī)隨時(shí)可用,應(yīng)急發(fā)電機(jī)和蓄電池隨時(shí)可用。引航站遇到老船要格外關(guān)注。船齡越大,發(fā)生機(jī)電故障的幾率越大,15年以上的船舶占比高達(dá)40.9%;10~15年的船舶為33.3%;10年以下的船舶占比較小[2]。
5.2 引航員上船后的準(zhǔn)備工作
引航員上船后,和船長(zhǎng)及時(shí)溝通,并讓船長(zhǎng)告知輪機(jī)長(zhǎng)航行環(huán)境和條件,船長(zhǎng)保持在駕駛臺(tái)值守,輪機(jī)長(zhǎng)保持在機(jī)艙值守。讓船方備好雙錨,船頭留人并開(kāi)啟對(duì)講機(jī)值守。有護(hù)航拖船的可以根據(jù)需要帶在后方或者伴航,伴航的話可以將拖船伴航一側(cè),船頭和船尾纜繩各松1根至水面以上2m處,以便于緊急情況下帶上拖船,協(xié)助操縱船舶。
5.3 引航操縱
(1)在船舶靠離碼頭等關(guān)鍵操作時(shí),大功率設(shè)備,比如側(cè)推器、空壓機(jī)和錨機(jī)等設(shè)備,也許會(huì)同時(shí)使用,導(dǎo)致電站負(fù)荷大幅上升,配電板超負(fù)荷導(dǎo)致跳閘。因此,引航員在進(jìn)行這些操作時(shí)盡可能錯(cuò)開(kāi)使用時(shí)間。頻繁啟停大功率設(shè)備對(duì)電網(wǎng)沖擊很大,有可能引起設(shè)備故障而跳電。因此使用側(cè)推器時(shí),應(yīng)避免頻繁啟動(dòng)到高檔位。長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)荷使用側(cè)推器也可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)過(guò)熱故障。
(2)盡可能減少配電板操作,以免發(fā)生誤動(dòng)作。無(wú)法避免的情況下,應(yīng)選擇相對(duì)安全的水域進(jìn)行。比如讓機(jī)艙人員備側(cè)推器,可能會(huì)啟動(dòng)額外發(fā)電機(jī)進(jìn)行并電或者換電操作。不排除發(fā)生故障或者人為失誤的可能。上海港曾經(jīng)發(fā)生過(guò)船舶備側(cè)推導(dǎo)致失電的險(xiǎn)情。因此,應(yīng)選擇相對(duì)安全水域讓機(jī)艙人員備側(cè)推器。
(3)盡可能避免航行中換油操作,由于長(zhǎng)江內(nèi)環(huán)保要求,不同航段對(duì)燃油含硫量要求不同,因此部分船舶可能在航行中需要換油,假如新?lián)Q的燃油有質(zhì)量問(wèn)題或者船員誤操作,有可能引起船舶失電。對(duì)進(jìn)口船,引航站可要求船方進(jìn)港前完成換油;對(duì)出口船,引航員可以拒絕船方駛出港區(qū)前換油。
6 船舶失電后的應(yīng)對(duì)
6.1 船舶失電后,應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動(dòng)前
此時(shí)船上的電力來(lái)源只剩下駕駛臺(tái)層蓄電池,蓄電池只供應(yīng)VHF電話、雷達(dá)、電子海圖等通訊和助航儀器。此時(shí)引航員可以讓船頭人員做好拋錨準(zhǔn)備,按要求顯示船舶失控時(shí)的號(hào)燈(開(kāi)關(guān)開(kāi)啟等待供電)、號(hào)型,主張失控船權(quán)利,聯(lián)系近距離有危險(xiǎn)的他船或者向VTS報(bào)告,引航員根據(jù)危險(xiǎn)高低,先解決最危險(xiǎn)的問(wèn)題。
6.2應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后
失電到應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動(dòng)是一個(gè)很短的過(guò)程,船舶失電45秒內(nèi),應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動(dòng),向應(yīng)急設(shè)備供電[1]。假如在航行中,船舶還不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的偏航。可以利用余速和一臺(tái)舵機(jī)操舵控制航向。但是由于沒(méi)有螺旋槳排出流,舵效會(huì)大大降低,甚至在船速降低到極限時(shí)完全失去舵效。而且由于不是全部舵機(jī)都在運(yùn)行,功率受影響,轉(zhuǎn)舵速度會(huì)嚴(yán)重降低。因此控制航向不一定能成功。在水深受限的航道中失電,船舶極有可能擱淺,如“長(zhǎng)賜”輪的航行記錄儀顯示有主電源丟失報(bào)警的記錄。此時(shí)可以利用拋錨,來(lái)控制航向和航速,拋錨先拋2倍水深長(zhǎng)度,然后根據(jù)需要來(lái)決定是否增加。積極協(xié)調(diào)周?chē)氨茏專(zhuān)琕TS的介入?yún)f(xié)調(diào)和相關(guān)船舶的溝通配合也很重要。引航員應(yīng)熟練掌握船舶受風(fēng)和流影響下的漂移和偏轉(zhuǎn)趨勢(shì),預(yù)估后續(xù)的船舶姿態(tài)和漂移位置,以利于作出后續(xù)決策。有護(hù)航拖船或者在靠離泊時(shí)有拖船協(xié)助的,可以利用拖船控制船舶。當(dāng)碰撞無(wú)法避免時(shí),爭(zhēng)取最大程度減小損失。
7 結(jié)束語(yǔ)
作為一名引航員,應(yīng)當(dāng)對(duì)船舶機(jī)電設(shè)備有所了解,才能在日常工作中更好應(yīng)對(duì)緊急情況發(fā)生。船舶失電原因多種多樣,根據(jù)當(dāng)時(shí)的環(huán)境,應(yīng)對(duì)方法也不盡相同,提前的預(yù)防和準(zhǔn)備工作非常重要。船舶失電的應(yīng)對(duì)經(jīng)驗(yàn)很難得,可以通過(guò)航海模擬器來(lái)模擬船舶失電,在模擬器實(shí)操培訓(xùn)中學(xué)習(xí)規(guī)范和科學(xué)的應(yīng)急操縱流程,提高引航員的判斷和應(yīng)變能力,保障引航安全。
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作者簡(jiǎn)介:
余麟,三級(jí)引航員,(E—mail)295216599@qq.com,13917525901
(以下不排)
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