LNG船對船過駁作業碰墊分析研究

齊奎利

摘 要：本文梳理了船對船過駁作業兩船靠泊產生碰撞能量的計算原理，根據水上LNG行業標準給出了碰墊快速選取和碰墊碰撞能量校核的方法，通過對某東南亞錨地LNG船對船過駁作業碰墊進行分析研究，驗證了碰墊快速選取表和碰墊碰撞能量校核方法的適用性。

關鍵詞：過駁;碰墊;母船;子船

中圖分類號：U674.13+3.3? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）09-0054-02

1前言

作為全球最大天然氣貿易進口國 [1]，中國進口LNG途徑主要是大型LNG運輸船從國外LNG液化工廠接受LNG，運輸至國內沿海港口，靠泊LNG碼頭，將LNG貨物卸載至陸上LNG接收站儲罐。由于碼頭泊位緊張和港口水深不適合大型船舶靠港等因素，大型LNG運輸船（母船）需要通過船對船過駁方式將貨物卸載到小型LNG運輸船（子船），然后子船駛入沿海LNG接收站碼頭進行卸貨或采取其他方式進行分銷，如水深較淺的珠江口水域。

由于LNG具有深冷易燃易爆等特性，目前國內外行業規范標準[2，3]要求，LNG船對船過駁作業使用的碰墊應滿足作業使用要求。本文對東南亞某港灣錨地LNG船對船過駁作業開展碰墊選取和性能校核分析研究。

2碰墊選型和校核方法

2.1 碰墊

船對船過駁作業通常采用充氣碰墊，充氣碰墊飄浮在水面上，吸收子船靠泊母船時的碰撞能量，保持兩船之間合適的平衡距離。對于船對船過駁作業，碰墊選型關鍵在于確定碰墊系統需要吸收碰撞能量值。

2.2 碰撞能量計算

對于子船自航抵靠母船進行系泊的情況，計算碰墊系統需要吸收的碰撞能量時應考慮船舶調整排水量、抵靠速度和偏心系數等參數影響[4，5]，計算公式如下列公式：

其中，靠泊作業兩船總調整排水量為：

其中，DTA、DSAA、DSBA分別為兩船總調整排水量、船A和船B調整排水量，t;V為船舶抵靠相對速度，m/s;Ce為偏心系數;SF為非正常靠泊安全系數;Cm為附加質量系數;d為靠泊時船舶吃水，m;B為船舶型寬，m;DSA、DSB分別為船A和船B排水量，t;l為從碰撞接觸點到靠近船B重心平行于船A的距離，m;r為船舶重心回轉半徑，m。

船舶靠泊期間碰撞能量計算應考慮平靜、溫和以及惡劣三種作業環境條件，環境條件根據海況和波高確定。根據行業資料[4-6]，碰撞能量計算時船舶抵靠速度參見表1。

正常靠泊作業時，平靜環境條件下誤判船舶和靠泊狀態的后果相對來說最小，安全系數可取為1;靠泊安全系數取為1～2取決于作業地點環境條件、船舶狀態、意外事件風險和船長及系泊負責人的經驗等。

根據行業標準[2]，船舶靠泊碰撞能量計算通常采用1.8倍船舶排水量的方式考慮額外靠泊力的作用影響，即Cm取為1.8。兩船靠泊作業期間，相互平行接觸較少，單個碰墊更有可能承受所有碰撞能量，單個碰墊作用時靠泊碰撞能量為：

采用拖輪使兩船平行靠泊時，靠泊載荷和碰撞能量均勻作用于所有碰墊，所有碰墊同時作用時靠泊碰撞能量為：

2.3 碰墊快速選取表

基于船對船過駁作業行業經驗，行業已形成船對船過駁作業碰墊選取方法[2]。首先應計算等效排水量系數，然后根據OCIMF快速選取表選取碰墊配備。基于兩船排水量，可按下列公式計算等效排水量系數：

2.4 碰墊選取校核流程

為LNG船對船過駁作業選取碰墊時，根據等效排水量系數選擇配備碰墊后，還應校核所配碰墊是否能夠吸收靠泊碰撞能量，碰墊選取流程如圖1所示。

3 LNG船對船過駁作業碰墊分析案例

3.1 項目背景

LNG船對船過駁作業地點位于東南亞某天然深水港灣錨地，自然環境形成天然屏障，環境條件平靜。港灣錨地水深24～50米，該地區全年大部分時間風速在3級以下，該港灣是進行船對船過駁作業的理想地點。

進行LNG船對船過駁作業的母船為15.3萬方LNG運輸船，子船為6.5萬方LNG運輸船。母船和子船最大排水量分別為120882t和52860t。

3.2 碰墊選型和配備

根據公式（9）計算得到兩船最大等效排水量系數C約為73555t，根據OCIMF快速選取表可知兩船間應配備4 個直徑為3.3 m、長度為6.5 m、充氣壓力為80kPa的碰墊，單個碰墊的最大吸收能量不低于48 tm，子船靠泊母船時抵靠速度不大于0.20 m/s。

3.3 碰墊性能校核

過駁作業地點為平靜環境條件，靠泊安全系數取為1。根據公式（7）和公式（8）分別校核單個碰墊作用和4個碰墊共同作用時的碰撞能量吸收情況，校核結果見表2。

根據表2可知，單個碰墊作用和4個碰墊共同作用時碰墊安全系數分別為3.90和7.65，碰墊系統具有足夠的安全裕度，滿足過駁作業要求，上述碰墊選取和碰撞能量校核方法適用于LNG船對船過駁作業。

4結語

通過研究國際行業標準，本文梳理了船對船過駁作業兩船間碰墊吸收碰撞能量計算原理，并給出了碰墊選取和碰墊性能校核方法，可有效提升船對船過駁作業安全性;同時，針對某東南亞港灣錨地LNG船對船過駁作業，給出了碰墊選取和碰墊吸收碰撞能量性能校核的分析案例。

兩船間碰墊系統是確保船對船過駁作業安全的關鍵設備。目前我國大力推進LNG清潔能源應用和發展，保障LNG船對船過駁作業安全對于水上LNG行業發展極具現實意義。

參考文獻：

[1] Shell Global. LNG Outlook Report 2019[R]. London： Shell Global， 2019.

[2] Oil Companies International Marine Forum. Ship To Ship Transfer Guide for Petroleum， Chemicals and Liquefied Gases[S]. London： Witherby Publishing Group Ltd.， 2013.

[3]中國船級社.船對船過駁指南[S].北京：人民交通出版社， 2019.

[4] PIANC. Guidelines for the Design of Fenders Systems， PIANC – Marcom Report of WG33[R]. PIANC， 2002.

[5] Maurice Wan， Fumihiko Yazaki， Sigeki Sakakibara. Fender Selection for STS Operations[R]. The Yokohama Rubber Co.， Ltd， 2006.

[6] World Meteorological Organization. WMO code 3700 Method for Recording Seastates[S]. World Meteorological Organization， 1985.