液化天然氣船舶加注問題的研究

王仲玨 詹水芬 張曉春

（交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所，天津 300456）

液化天然氣船舶加注問題的研究

王仲玨 詹水芬 張曉春

（交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所，天津 300456）

闡述了對液化天然氣船舶加注問題進(jìn)行研究的必要性，分別介紹了LNG船舶作業(yè)的風(fēng)險及該領(lǐng)域安全標(biāo)準(zhǔn)研究現(xiàn)狀，并指出了LNG船舶燃料加注安全作業(yè)中需解決的問題及安全標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包含內(nèi)容，以保障LNG燃料船舶的安全運(yùn)行。

液化天然氣，燃料加注，船舶作業(yè)，風(fēng)險，現(xiàn)狀

1 研究的必要性

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著世界經(jīng)濟(jì)快速增長，人類社會對能源的需求也不斷增長。根據(jù)《能源經(jīng)濟(jì)》的預(yù)測，到2020年，2030年中國的液化天然氣需求將達(dá)到2 100萬t，3 200萬t。中海油預(yù)計，今后15年內(nèi)我國LNG年需求增長率為12%。到2020年天然氣在一次能源消費(fèi)中所占比例將從現(xiàn)在的3%增加至10%，年消費(fèi)量將達(dá)到1 600億m3～2 100億m3。

LNG作為一種清潔、經(jīng)濟(jì)的能源，可廣泛應(yīng)用于民用及工業(yè)領(lǐng)域。其中，LNG作為船舶動力能源也同樣具有非常好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效應(yīng)。但是由于LNG是一種易燃易爆液體，在LNG船舶加注過程中存在一定的危險性，而相關(guān)的法律法規(guī)、行業(yè)規(guī)范目前在國內(nèi)還是空白，因此很大程度上制約了LNG作為船舶替代燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此急需制定符合我國國情的LNG船舶燃料加注作業(yè)有關(guān)的安全操作規(guī)范，以指導(dǎo)行業(yè)的發(fā)展。

2 LNG船舶作業(yè)的風(fēng)險

1）港內(nèi)通航水域帶來的風(fēng)險。

由于船舶加注LNG燃料必須在港口內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，而港口內(nèi)的通航條件比海上通航條件復(fù)雜，例如對船間的安全距離、回旋半徑等都有特殊的要求。港口內(nèi)船舶往來密度大，船舶進(jìn)、出港航道狹窄。再加上LNG船舶吃水淺、受風(fēng)面積相對大，船舶操作性能相對差。這些都加大了船舶在港內(nèi)加注LNG燃料作業(yè)的難度，增加了安全隱患。

2）港內(nèi)加注作業(yè)需多方參與，導(dǎo)致事故發(fā)生幾率增加。

船舶加注LNG燃料作業(yè)期間，需多部門協(xié)同參與。這些部門包括港口管理部門、系泊人員、船員、拖輪船員、加注人員、消防人員的多方協(xié)助，共同完成船舶的加注作業(yè)。因此，由于人的不安全行為而導(dǎo)致事故發(fā)生的幾率比汽車加注要大得多。

3）船對船加注作業(yè)不確定因素增加作業(yè)風(fēng)險。

與岸基加注相比，岸上設(shè)備是固定不動的，因此相對比較穩(wěn)定，船對船加注作業(yè)受天氣、海浪、洋流等外界影響安全的不可控因素大大增加。因此加大了事故發(fā)生的幾率。

3 LNG運(yùn)輸、存儲、加注作業(yè)的安全標(biāo)準(zhǔn)研究現(xiàn)狀

1）國際標(biāo)準(zhǔn)。

西方國家在LNG的開發(fā)利用時間方面比我國早得多，因此在LNG的規(guī)范方面，西方國家也較為全面。這些規(guī)范主要集中于LNG存儲、運(yùn)輸、水上及船岸過駁方面。有關(guān)的規(guī)范主要有以下幾個:《standard for the production，storage，and handling of liquefied natural gas》《water front facilities handling liquefied natural gas and liquefied hazardous gas》《liquefied natural gas-production，storage，and handling seventh edition》《Installations and equipment for liquefied natural gas-Suitability testing of LNG sampling systems》。

在船舶加注LNG燃料方面的安全作業(yè)規(guī)范也還是空白，只有關(guān)于汽車加注LNG作為燃料的安全防火規(guī)范。例如美國的《liquefied natural gas lng vehicular fuel systems code》，澳大利亞的《natural gas fuel systems for vehicle engines》。

另外，國際海事組織、國際航運(yùn)公會等國際組織制定的其他相關(guān)導(dǎo)則、標(biāo)準(zhǔn)，例如:國際散裝運(yùn)輸液化氣船舶建造和設(shè)備規(guī)則、LNG港口及碼頭選址和設(shè)計、液化天然氣船舶及碼頭作業(yè)指南液化氣船舶安全指南、關(guān)于液化氣船舶安全、國際油船和碼頭安全作業(yè)指南、LNG港口作業(yè)指南、液化氣船舶港口作業(yè)安全指南、關(guān)于液化氣船舶裝貨和卸貨碼頭作業(yè)培訓(xùn)。但這些標(biāo)準(zhǔn)指南也大多集中在大規(guī)模的液化天然氣運(yùn)輸、儲存、過駁操作方面。

2）國內(nèi)LNG生產(chǎn)、儲運(yùn)、加注方面的標(biāo)準(zhǔn)。

由于LNG屬新興產(chǎn)業(yè)，標(biāo)準(zhǔn)化工作還處于起步階段。而且這些標(biāo)準(zhǔn)中，只有一些指導(dǎo)性的意見，并沒有給出具體的實(shí)施細(xì)則、具體參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步細(xì)化。目前頒布的與LNG相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)LNG儲運(yùn)、加注的主要有以下幾個:《液化天然氣生產(chǎn)、儲存和裝運(yùn)》《液化天然氣罐式集裝箱》《液化天然氣碼頭設(shè)計規(guī)程》《液化天然氣設(shè)備與安裝船岸界面》《液化天然氣車輛燃料加注系統(tǒng)規(guī)范》《液化氣體船舶水上過駁作業(yè)安全準(zhǔn)則》《液化氣體船舶安全作業(yè)要求》《液化天然氣（LNG）汽車加氣站技術(shù)規(guī)范》。

上面的規(guī)范主要集中于LNG存儲、運(yùn)輸、水上及船岸過駁方面。因此，針對LNG對船加注方面的規(guī)范還沒有出臺，也沒有針對LNG岸基加注站的建設(shè)、施工方面的規(guī)范文件。因此有必要盡早出臺這兩種規(guī)范。

4 LNG船舶燃料加注安全作業(yè)中需要解決的問題

從上面的敘述可知，我國關(guān)于LNG存儲、運(yùn)輸、過駁作業(yè)方面的安全規(guī)范已經(jīng)存在。這就為加注作業(yè)安全規(guī)范的研究提供了很好的研究基礎(chǔ)。由于過駁作業(yè)與加注作業(yè)基本操作程序、需要的設(shè)施設(shè)備相同，而且過駁作業(yè)的LNG體量大大超過加注作業(yè)的LNG體量，加注作業(yè)風(fēng)險性比過駁作業(yè)小得多，因此在制定船舶加注LNG操作規(guī)范時，可以借鑒上述規(guī)范中有關(guān)過駁的部分內(nèi)容。

目前關(guān)于LNG對船加注方面的安全標(biāo)準(zhǔn)可大致分為四類:岸基加注、躉船加注、槽車、船對船加注。這四種形式主要差異在于LNG的存儲方式不同，但其加注方式、加注程序、加注設(shè)備、安全事項等差異不大，因此可以統(tǒng)一制定標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容應(yīng)主要包括以下幾個方面:

1）加注作業(yè)區(qū)安全條件:洋流、潮高、波浪、氣溫、風(fēng)速、能見度、預(yù)報間隔等水文氣象條件;水上、海底地形、地勢、水深、水域面積、周圍障礙物、LNG專用錨地的面積大小、錨泊船間的安全距離、回旋半徑等。

2）貨物傳輸系統(tǒng):加注速率、溫度、長度、口徑、流量揚(yáng)程曲線;停止啟動控制裝置;蒸發(fā)器返回系統(tǒng)的最大蒸發(fā)流速、壓力、溫度;燃油接口、淡水接口及冷卻系統(tǒng)的規(guī)格、型號;緊急關(guān)斷及緊急解脫系統(tǒng)的操作流程、控制時間等參數(shù)。

3）通訊要求:船岸間數(shù)據(jù)通信設(shè)施設(shè)備的形式、規(guī)格、頻段、信號傳輸通道的形式、使用語言。

4）輸送前雙方需要交流的信息:吃水、拖輪數(shù)量、馬力、泊位水深、系泊設(shè)備資料、加注數(shù)量、加注溫度、壓力、加注速率、估計的加注時間、最大空載干舷、軟管或加注臂數(shù)量、尺寸、接頭尺寸、緊急停止作業(yè)的信號。

5）系泊、碰墊的標(biāo)準(zhǔn):纜繩的規(guī)格、材質(zhì)、長度;纜繩張力監(jiān)控系統(tǒng);系泊的形式、布置的位置、系纜墩布置、系纜鉤強(qiáng)度、船舶絞纜車的布置、出纜數(shù)量、角度、纜繩強(qiáng)度、系泊程序、安全離泊的時間;碰墊的面積、形式、碰墊牽引、夜間靠泊照明強(qiáng)度。

6）LNG傳輸?shù)陌踩僮饕?guī)程:LNG船舶進(jìn)港前的資質(zhì)要求;鏈接加注臂前的操作規(guī)程、LNG輸送前的操作規(guī)程、加注期間的操作規(guī)程、加注完成后的工作。

7）碼頭控制室應(yīng)配備的設(shè)備及規(guī)格:通信系統(tǒng);加注臂控制、清掃系統(tǒng);緊急關(guān)斷、解脫控制器;消防控制系統(tǒng)、氣象采集系統(tǒng)等的規(guī)格、形式。

8）船舶貨艙控制室應(yīng)配備的設(shè)備及規(guī)格:通訊設(shè)備、各種監(jiān)控儀表、緊急關(guān)斷控制器、壓縮機(jī)控制器、貨泵控制器、靠泊速度顯示表、船舶傾斜控制器、壓艙控制器等的規(guī)格、形式。

9）消防設(shè)備設(shè)施:電氣設(shè)備火花防范措施;各種靜電的接地消除方式;加注臂絕緣法蘭的規(guī)格;其他火源控制措施;火源及泄露檢測裝置的形式、數(shù)量;火災(zāi)發(fā)生后的緊急關(guān)閉裝置的反應(yīng)時間;滅火設(shè)施的形式、規(guī)格、數(shù)量;加注前消防設(shè)施狀態(tài)檢查的內(nèi)容。

10）應(yīng)急計劃:組織形式、崗位職責(zé)、緊急情況、相關(guān)器材、應(yīng)急演練。

11）保安計劃:組織形式、崗位職責(zé)、保安培訓(xùn)、保安評估等。

12）人員防護(hù):服裝、器材、藥品。

13）環(huán)保:廢棄物的處理程序。

LNG船舶燃料加注作業(yè)是LNG船舶運(yùn)輸環(huán)節(jié)中最重要的，也是事故最容易發(fā)生的階段。因此LNG船舶燃料加注的相關(guān)方應(yīng)對加注作業(yè)的安全性給予高度重視，應(yīng)相互協(xié)作，對加注作業(yè)存在的風(fēng)險進(jìn)行評估，在設(shè)施設(shè)備和操作程序等方面上采取相應(yīng)的風(fēng)險防范措施，才能實(shí)現(xiàn)LNG加注作業(yè)的安全。中國的以LNG為燃料的船舶即將進(jìn)入快速發(fā)展期，希望國內(nèi)有關(guān)各方盡早制定LNG港內(nèi)加注作業(yè)規(guī)范，為LNG燃料船舶的安全運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

Research on the filling problem of liquefied natural gas ships

WANG Zhong-jue ZHAN Shui-fen ZHANG Xiao-chun

（Tianjin Water Transport Engineering Science Research Institute，Department of transportation，Tianjin 300456，China）

This paper elaborated the research necessity of filling problem of liquefied natural gas ships，separately introduced the risk of LNG ships operation and the safety standards research situation of its field，and pointed out the problems need to be solved in LNG ships fuel filling safe operation and contain contents in safety standards，in order to ensure the safe operation of LNG fuel ships.

liquefied natural gas，fuel filling，ship operation，risk，present situation

TU712.1

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2012.19.009

1009-6825（2012）19-0273-02

2012-04-25

王仲玨（1976-），男，博士，工程師