液化天然氣船舶加注問題的研究

王仲玨 詹水芬 張曉春

（交通運輸部天津水運工程科學研究所，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

（交通運輸部天津水運工程科學研究所，天津 300456）

闡述了對液化天然氣船舶加注問題進行研究的必要性，分別介紹了LNG船舶作業的風險及該領域安全標準研究現狀，并指出了LNG船舶燃料加注安全作業中需解決的問題及安全標準應包含內容，以保障LNG燃料船舶的安全運行。

液化天然氣，燃料加注，船舶作業，風險，現狀

1 研究的必要性

進入21世紀，隨著世界經濟快速增長，人類社會對能源的需求也不斷增長。根據《能源經濟》的預測，到2020年，2030年中國的液化天然氣需求將達到2 100萬t，3 200萬t。中海油預計，今后15年內我國LNG年需求增長率為12%。到2020年天然氣在一次能源消費中所占比例將從現在的3%增加至10%，年消費量將達到1 600億m3～2 100億m3。

LNG作為一種清潔、經濟的能源，可廣泛應用于民用及工業領域。其中，LNG作為船舶動力能源也同樣具有非常好的經濟和環境效應。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，而相關的法律法規、行業規范目前在國內還是空白，因此很大程度上制約了LNG作為船舶替代燃料產業的發展。因此急需制定符合我國國情的LNG船舶燃料加注作業有關的安全操作規范，以指導行業的發展。

2 LNG船舶作業的風險

1）港內通航水域帶來的風險。

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

2）港內加注作業需多方參與，導致事故發生幾率增加。

船舶加注LNG燃料作業期間，需多部門協同參與。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、消防人員的多方協助，共同完成船舶的加注作業。因此，由于人的不安全行為而導致事故發生的幾率比汽車加注要大得多。

3）船對船加注作業不確定因素增加作業風險。

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

3 LNG運輸、存儲、加注作業的安全標準研究現狀

1）國際標準。

西方國家在LNG的開發利用時間方面比我國早得多，因此在LNG的規范方面，西方國家也較為全面。這些規范主要集中于LNG存儲、運輸、水上及船岸過駁方面。有關的規范主要有以下幾個:《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規范也還是空白，只有關于汽車加注LNG作為燃料的安全防火規范。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、國際航運公會等國際組織制定的其他相關導則、標準，例如:國際散裝運輸液化氣船舶建造和設備規則、LNG港口及碼頭選址和設計、液化天然氣船舶及碼頭作業指南液化氣船舶安全指南、關于液化氣船舶安全、國際油船和碼頭安全作業指南、LNG港口作業指南、液化氣船舶港口作業安全指南、關于液化氣船舶裝貨和卸貨碼頭作業培訓。但這些標準指南也大多集中在大規模的液化天然氣運輸、儲存、過駁操作方面。

2）國內LNG生產、儲運、加注方面的標準。

由于LNG屬新興產業，標準化工作還處于起步階段。而且這些標準中，只有一些指導性的意見，并沒有給出具體的實施細則、具體參數、標準，需要進一步細化。目前頒布的與LNG相關的標準有關LNG儲運、加注的主要有以下幾個:《液化天然氣生產、儲存和裝運》《液化天然氣罐式集裝箱》《液化天然氣碼頭設計規程》《液化天然氣設備與安裝船岸界面》《液化天然氣車輛燃料加注系統規范》《液化氣體船舶水上過駁作業安全準則》《液化氣體船舶安全作業要求》《液化天然氣（LNG）汽車加氣站技術規范》。

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

4 LNG船舶燃料加注安全作業中需要解決的問題

從上面的敘述可知，我國關于LNG存儲、運輸、過駁作業方面的安全規范已經存在。這就為加注作業安全規范的研究提供了很好的研究基礎。由于過駁作業與加注作業基本操作程序、需要的設施設備相同，而且過駁作業的LNG體量大大超過加注作業的LNG體量，加注作業風險性比過駁作業小得多，因此在制定船舶加注LNG操作規范時，可以借鑒上述規范中有關過駁的部分內容。

目前關于LNG對船加注方面的安全標準可大致分為四類: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、加注設備、安全事項等差異不大，因此可以統一制定標準。標準的內容應主要包括以下幾個方面:

1）加注作業區安全條件:洋流、潮高、波浪、氣溫、風速、能見度、預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:加注速率、溫度、長度、口徑、流量揚程曲線;停止啟動控制裝置;蒸發器返回系統的最大蒸發流速、壓力、溫度;燃油接口、淡水接口及冷卻系統的規格、型號;緊急關斷及緊急解脫系統的操作流程、控制時間等參數。

3）通訊要求:船岸間數據通信設施設備的形式、規格、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、拖輪數量、馬力、泊位水深、系泊設備資料、加注數量、加注溫度、壓力、加注速率、估計的加注時間、最大空載干舷、軟管或加注臂數量、尺寸、接頭尺寸、緊急停止作業的信號。

5）系泊、碰墊的標準:纜繩的規格、材質、長度;纜繩張力監控系統;系泊的形式、布置的位置、系纜墩布置、系纜鉤強度、船舶絞纜車的布置、出纜數量、角度、纜繩強度、系泊程序、安全離泊的時間;碰墊的面積、形式、碰墊牽引、夜間靠泊照明強度。

6）LNG傳輸的安全操作規程:LNG船舶進港前的資質要求;鏈接加注臂前的操作規程、LNG輸送前的操作規程、加注期間的操作規程、加注完成后的工作。

7）碼頭控制室應配備的設備及規格:通信系統;加注臂控制、清掃系統;緊急關斷、解脫控制器;消防控制系統、氣象采集系統等的規格、形式。

8）船舶貨艙控制室應配備的設備及規格:通訊設備、各種監控儀表、緊急關斷控制器、壓縮機控制器、貨泵控制器、靠泊速度顯示表、船舶傾斜控制器、壓艙控制器等的規格、形式。

9）消防設備設施:電氣設備火花防范措施;各種靜電的接地消除方式;加注臂絕緣法蘭的規格;其他火源控制措施;火源及泄露檢測裝置的形式、數量;火災發生后的緊急關閉裝置的反應時間;滅火設施的形式、規格、數量;加注前消防設施狀態檢查的內容。

10）應急計劃:組織形式、崗位職責、緊急情況、相關器材、應急演練。

11）保安計劃:組織形式、崗位職責、保安培訓、保安評估等。

12）人員防護:服裝、器材、藥品。

13）環保:廢棄物的處理程序。

LNG船舶燃料加注作業是LNG船舶運輸環節中最重要的，也是事故最容易發生的階段。因此LNG船舶燃料加注的相關方應對加注作業的安全性給予高度重視，應相互協作，對加注作業存在的風險進行評估，在設施設備和操作程序等方面上采取相應的風險防范措施，才能實現LNG加注作業的安全。中國的以LNG為燃料的船舶即將進入快速發展期，希望國內有關各方盡早制定LNG港內加注作業規范，為LNG燃料船舶的安全運行奠定基礎。

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