液化天然气船舶加注问题的研究

王仲珏 詹水芬 张晓春

（交通运输部天津水运工程科学研究所，天津 300456）

液化天然气船舶加注问题的研究

王仲珏 詹水芬 张晓春

（交通运输部天津水运工程科学研究所，天津 300456）

阐述了对液化天然气船舶加注问题进行研究的必要性，分别介绍了LNG船舶作业的风险及该领域安全标准研究现状，并指出了LNG船舶燃料加注安全作业中需解决的问题及安全标准应包含内容，以保障LNG燃料船舶的安全运行。

液化天然气，燃料加注，船舶作业，风险，现状

1 研究的必要性

进入21世纪，随着世界经济快速增长，人类社会对能源的需求也不断增长。根据《能源经济》的预测，到2020年，2030年中国的液化天然气需求将达到2 100万t，3 200万t。中海油预计，今后15年内我国LNG年需求增长率为12%。到2020年天然气在一次能源消费中所占比例将从现在的3%增加至10%，年消费量将达到1 600亿m3～2 100亿m3。

LNG作为一种清洁、经济的能源，可广泛应用于民用及工业领域。其中，LNG作为船舶动力能源也同样具有非常好的经济和环境效应。但是由于LNG是一种易燃易爆液体，在LNG船舶加注过程中存在一定的危险性，而相关的法律法规、行业规范目前在国内还是空白，因此很大程度上制约了LNG作为船舶替代燃料产业的发展。因此急需制定符合我国国情的LNG船舶燃料加注作业有关的安全操作规范，以指导行业的发展。

2 LNG船舶作业的风险

1）港内通航水域带来的风险。

由于船舶加注LNG燃料必须在港口内进行作业，而港口内的通航条件比海上通航条件复杂，例如对船间的安全距离、回旋半径等都有特殊的要求。港口内船舶往来密度大，船舶进、出港航道狭窄。再加上LNG船舶吃水浅、受风面积相对大，船舶操作性能相对差。这些都加大了船舶在港内加注LNG燃料作业的难度，增加了安全隐患。

2）港内加注作业需多方参与，导致事故发生几率增加。

船舶加注LNG燃料作业期间，需多部门协同参与。这些部门包括港口管理部门、系泊人员、船员、拖轮船员、加注人员、消防人员的多方协助，共同完成船舶的加注作业。因此，由于人的不安全行为而导致事故发生的几率比汽车加注要大得多。

3）船对船加注作业不确定因素增加作业风险。

与岸基加注相比，岸上设备是固定不动的，因此相对比较稳定，船对船加注作业受天气、海浪、洋流等外界影响安全的不可控因素大大增加。因此加大了事故发生的几率。

3 LNG运输、存储、加注作业的安全标准研究现状

1）国际标准。

西方国家在LNG的开发利用时间方面比我国早得多，因此在LNG的规范方面，西方国家也较为全面。这些规范主要集中于LNG存储、运输、水上及船岸过驳方面。有关的规范主要有以下几个:《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燃料方面的安全作业规范也还是空白，只有关于汽车加注LNG作为燃料的安全防火规范。例如美国的《liquefied natural gas lng vehicular fuel systems code》，澳大利亚的《natural gas fuel systems for vehicle engines》。

另外，国际海事组织、国际航运公会等国际组织制定的其他相关导则、标准，例如:国际散装运输液化气船舶建造和设备规则、LNG港口及码头选址和设计、液化天然气船舶及码头作业指南液化气船舶安全指南、关于液化气船舶安全、国际油船和码头安全作业指南、LNG港口作业指南、液化气船舶港口作业安全指南、关于液化气船舶装货和卸货码头作业培训。但这些标准指南也大多集中在大规模的液化天然气运输、储存、过驳操作方面。

2）国内LNG生产、储运、加注方面的标准。

由于LNG属新兴产业，标准化工作还处于起步阶段。而且这些标准中，只有一些指导性的意见，并没有给出具体的实施细则、具体参数、标准，需要进一步细化。目前颁布的与LNG相关的标准有关LNG储运、加注的主要有以下几个:《液化天然气生产、储存和装运》《液化天然气罐式集装箱》《液化天然气码头设计规程》《液化天然气设备与安装船岸界面》《液化天然气车辆燃料加注系统规范》《液化气体船舶水上过驳作业安全准则》《液化气体船舶安全作业要求》《液化天然气（LNG）汽车加气站技术规范》。

上面的规范主要集中于LNG存储、运输、水上及船岸过驳方面。因此，针对LNG对船加注方面的规范还没有出台，也没有针对LNG岸基加注站的建设、施工方面的规范文件。因此有必要尽早出台这两种规范。

4 LNG船舶燃料加注安全作业中需要解决的问题

从上面的叙述可知，我国关于LNG存储、运输、过驳作业方面的安全规范已经存在。这就为加注作业安全规范的研究提供了很好的研究基础。由于过驳作业与加注作业基本操作程序、需要的设施设备相同，而且过驳作业的LNG体量大大超过加注作业的LNG体量，加注作业风险性比过驳作业小得多，因此在制定船舶加注LNG操作规范时，可以借鉴上述规范中有关过驳的部分内容。

目前关于LNG对船加注方面的安全标准可大致分为四类:岸基加注、趸船加注、槽车、船对船加注。这四种形式主要差异在于LNG的存储方式不同，但其加注方式、加注程序、加注设备、安全事项等差异不大，因此可以统一制定标准。标准的内容应主要包括以下几个方面:

1）加注作业区安全条件:洋流、潮高、波浪、气温、风速、能见度、预报间隔等水文气象条件;水上、海底地形、地势、水深、水域面积、周围障碍物、LNG专用锚地的面积大小、锚泊船间的安全距离、回旋半径等。

2）货物传输系统:加注速率、温度、长度、口径、流量扬程曲线;停止启动控制装置;蒸发器返回系统的最大蒸发流速、压力、温度;燃油接口、淡水接口及冷却系统的规格、型号;紧急关断及紧急解脱系统的操作流程、控制时间等参数。

3）通讯要求:船岸间数据通信设施设备的形式、规格、频段、信号传输通道的形式、使用语言。

4）输送前双方需要交流的信息:吃水、拖轮数量、马力、泊位水深、系泊设备资料、加注数量、加注温度、压力、加注速率、估计的加注时间、最大空载干舷、软管或加注臂数量、尺寸、接头尺寸、紧急停止作业的信号。

5）系泊、碰垫的标准:缆绳的规格、材质、长度;缆绳张力监控系统;系泊的形式、布置的位置、系缆墩布置、系缆钩强度、船舶绞缆车的布置、出缆数量、角度、缆绳强度、系泊程序、安全离泊的时间;碰垫的面积、形式、碰垫牵引、夜间靠泊照明强度。

6）LNG传输的安全操作规程:LNG船舶进港前的资质要求;链接加注臂前的操作规程、LNG输送前的操作规程、加注期间的操作规程、加注完成后的工作。

7）码头控制室应配备的设备及规格:通信系统;加注臂控制、清扫系统;紧急关断、解脱控制器;消防控制系统、气象采集系统等的规格、形式。

8）船舶货舱控制室应配备的设备及规格:通讯设备、各种监控仪表、紧急关断控制器、压缩机控制器、货泵控制器、靠泊速度显示表、船舶倾斜控制器、压舱控制器等的规格、形式。

9）消防设备设施:电气设备火花防范措施;各种静电的接地消除方式;加注臂绝缘法兰的规格;其他火源控制措施;火源及泄露检测装置的形式、数量;火灾发生后的紧急关闭装置的反应时间;灭火设施的形式、规格、数量;加注前消防设施状态检查的内容。

10）应急计划:组织形式、岗位职责、紧急情况、相关器材、应急演练。

11）保安计划:组织形式、岗位职责、保安培训、保安评估等。

12）人员防护:服装、器材、药品。

13）环保:废弃物的处理程序。

LNG船舶燃料加注作业是LNG船舶运输环节中最重要的，也是事故最容易发生的阶段。因此LNG船舶燃料加注的相关方应对加注作业的安全性给予高度重视，应相互协作，对加注作业存在的风险进行评估，在设施设备和操作程序等方面上采取相应的风险防范措施，才能实现LNG加注作业的安全。中国的以LNG为燃料的船舶即将进入快速发展期，希望国内有关各方尽早制定LNG港内加注作业规范，为LNG燃料船舶的安全运行奠定基础。

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

王仲珏（1976-），男，博士，工程师