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

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 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)

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

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

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,

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,

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

Xây
dựng,
sửa
chữa
nhỏ
Chi khác
1 2 3 4 5 6 7 8

Tổng kinh phí
1000 672 67 55 206

Trong đó:

1 Ngân sách SNKH:
- Năm thứ nhất:
- Năm thứ hai:
- Năm thứ ba:
1000
600
400
672
479
193

67
46
21
55
30
25

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 thiế
t 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 thi
ết 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 12
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 từ khí quyển 9
Dầu rò rỉ từ lòng đất 7
Dầu từ các hoạt động dầu khí ( thăm dò - khai thác ) 2

13

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

1989 KHARK 5 80.000 Bô Đào Nha
1989 ARAGON 25.000 Bô Đào Nha
1990 SEA SPIRIT 10.000 Tây Ban Nha
1991 HAVEN 144.000 Italia
1992 AEGEAN SEA 73.500 Tây Ban Nha
1993 BRAER 84.000 Mỹ
1994 NASSIA 33.000 Thổ Nhĩ Kỳ
1994 NEW WORLD 11.000 Bồ Đào Nha
1996 SEA EMPRESS 72.360 Anh
1999 ERIKA 19.800 Pháp
2002 PRESTIGE 63.000 Tây Ban Nha

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

14
sù cè tμu chë dÇu “Prestige” 2002 [25],[26]

- 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
Nguồn
Năm 1992 Năm 1995 Năm 2000
Tấn % Tấn % Tấn %
Dàn khoan ngoài khơi 200 2,7 270 2,7 550 3,1
Nguồn từ đất liền 4.040 54,7 5.300 52,9 7.500 42,5
Sự cố hàng hải 500 6,8 500 5,0 1.500 8,5
Tàu chở dầu 2.300 31,2 3.500 34,9 7.500 42,5
Hoạt động cảng 340 4,6 450 4,5 600 3,4
Tổng cộng 7.380 10.020 17.650

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
600m
3
dầu TC-1 bị đâm vào đá ngầm ở vịnh Đà Nẵng làm tràn ra môi trường khoảng
30 - 40m
3
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

6 Gigek Extajo 10/95 400T Chìm
7 AndhikaWanadharma 11/95 250T Chìm
8 Sirithorn 11/95 200T Chìm
9 Jenifer 12/95 160T Chìm
10 Memeo Abashidze 12/95 500T Chìm
11 Mearsk Retriever 7/96 80m
3
Tràn dầu
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 triệ
t 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 t
ỷ 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.

17
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

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
l
ập dầu nổi để thu hồi sau đó hoặc đưa nó ra khỏi các vùng dễ bị tổn thương cần sử

18
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 ứ
ng
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.

19


t
r
ên biển
Cô lập và thu
g
om các vết dầu loan
g
t
r
ên sôn
g
Boom vane
Phao qu©y
D©y neo
Boom vane
Phao qu©y
Skimmer
Dßng ch¶y

Một số loại phao quây dầu

20

Triển khai phao quây thu gom dầu tràn
Phao quây dùng thu gom dầu tràn

21

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 phả
i 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

22
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 mặ
t,
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 li
ệu 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.

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 th
ường 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

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