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" Mà SỐ ĐỀ TÀI: ĐTĐL 2006/11 Cơ quan chủ trì đề tài : VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ TÀU THỦY Chủ nhiệm đề tài : ThS. Lê Thành Hưng HÀ NỘI - 2008 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" Mà SỐ ĐỀ TÀI: ĐTĐL 2006/11 Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài ThS. Lê Thành Hưng Bộ Khoa học Công nghệ Hà NỘI - 2008 2 DANH SÁCH CÁ NHÂN THAM GIA THỰC HIỆN (Họ, tên, học vị, chuyên môn của các cá nhân tham gia chính) TT Họ và tên Cơ quan công tác 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 2 TS. Phạm Văn Thứ Trường Đai học Hàng hải 8 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 3 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 4 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 5 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 6 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 cứ u 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 t ế 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 cứ u, 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, 7 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 hợ p 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. 8 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 việ c 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 c ố 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 ti ến 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 chủ ng 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 ứ ng 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 ki ệm ngân sách nhà nước, nâng cao năng lực thiết kế, đóng mới các loại tàu chuyên dụng. 9 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 th ực 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 Chức vụ: Trưởng phòng 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 s ự 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 ch ọn 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 t ắc 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 [...]... BRAER 84.000 M 1994 NASSIA 33.000 Th Nh K 1994 NEW WORLD 11.000 B o Nha 1996 SEA EMPRESS 72.360 Anh 1999 ERIKA 19.800 Phỏp 2002 PRESTIGE 63.000 Tõy Ban Nha S C TRN DU TU "ERIKA" 1999 [25],[26] 13 sự cố tu chở dầu Prestige 2002 [25],[26] Nhm gim thiu mc trn du din rng v hn ch tỏc ng ti mụi trng xung quanh do s c trn du xy ra, cỏc nc nh M, Anh, Phỏp, ó nghiờn cu sn xut ra cỏc loi hoỏ cht cụ lp du loang... Vit Nam, lp khỏi toỏn giỏ thnh u t úng mi Kinh phớ thc hin ti phõn theo cỏc khon chi Trong đó Công lao Nguyên, vật liệu, động năng (khoa học, phổ thông) lợng Xây dựng, sửa chữa nhỏ 7 Nguồn kinh phí 1 Tổng số 2 3 4 5 6 1000 672 67 55 206 1000 600 400 672 479 193 67 46 21 55 30 25 206 45 161 Tổng kinh phí Thiết bị, máy móc Chi khác 8 Trong đó: 1 Ngân sách SNKH: - Năm thứ nhất: - Năm thứ hai: - Năm thứ... thựng cha du tm thi l rt cn thit Thựng cha tm thi cú th l dng t trờn boong hoc dng ni nh hỡnh di õy: Khung ca thựng cha tm thi Thựng cha tm thi Thựng cha tm thi dng ni Thựng cha tm thi dng ni Vận chuyển dầu thu hồi từ các thùng chứa tạm thời thông thờng sử dụng bơm, lu lợng bơm đợc lựa chọn cho phù hợp với dung tích của thùng chứa tạm thời 32 I.4.9 X lý cỏc vt du loang cũn li sau khi hỳt: lm sch vt du . 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. 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. 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