长江三峡船闸正式“通气”

本刊记者 王思佳

三峡船闸的“通气”，标志着清洁燃料LNG在内河的推广迈出了历史性的一步，这对内河LNG动力船后期发展具有一定的示范性和带动性。

为促进长江航运安全发展绿色发展，交通运输部长江航务管理局（下称长航局）于近日发布了《关于LNG动力船试运行通过三峡船闸相关事项的通告》，决定自2019年6月1日起，开始受理LNG动力船（LNG动力的客船和载运危险物品船舶除外）的过闸申报，并可优先于同类型船舶过闸。三峡船闸的“通气”，标志着清洁燃料LNG在内河的推广迈出了历史性的一步，这对内河LNG动力船后期发展具有一定的示范性和带动性。

疏通三峡船闸“气堵”

液化天然气（LNG）是世界公认的清洁、低碳、环保型能源，在环保法规日趋严格的当下，将LNG用作动力燃料正在受到越来越多的关注，成为通向未来“零碳”能源的过渡能源之一。在2018年，LNG动力船更是迎来发展转折点。在这一年，大型船舶开始选用LNG燃料，例如，法国达飞轮船订购了9艘22000 TEU的LNG动力集装箱船；嘉年华、歌诗达等邮轮公司订购了6艘LNG动力豪华邮轮；裕民航运计划建造2艘32.5万吨VLOC，船上预留LNG ready设计；淡水河谷40万吨VLOC开始采用LNG ready设计。此外，大批LNG动力船也在这一年开始建造，例如中海油服（COSL）订购12艘LNG平台守护船（PSV），首艘船将于2020年交船，按计划中海油拟再建70艘；宁波港正在建造一艘6500HP LNG动力港作拖轮；国内公务船将开始使用LNG动力等。

显然，水运行业推广使用LNG清洁能源是减少船舶污染物排放，推动水运绿色发展的有效手段，也是推进水运供给侧结构性改革的重要内容。中国船级社（CCS）武汉规范所工业技术部（研发部）副主任吴顺平表示：“LNG的经济性、清洁性较好，船上应用技术逐渐成熟，加之我国是全球第二大LNG进口国，随着沿海、内河LNG接收站的不断建设和投产，我国LNG贸易物流体系将得到进一步完善，因此LNG在我国内河运输和船上应用将拥有广阔的发展前景。”

“十二五”以来，交通运输部先后发布《关于推进水运行业应用液化天然气的指导意见》《长江干线京杭运河西江航运干线液化天然气加注码头布局方案(2017～2025年)》《关于推进长江经济带绿色航运发展的指导意见》等指导文件，在标准规范、试点示范、经济鼓励、科研开发等方面开展了大量工作，为我国水运行业推广应用LNG奠定了基础。党的“十九大”报告提出把污染防治作为三大攻坚战之一，对水运行业应用LNG清洁能源提出了新的更高要求。

据了解，目前我国已建成的LNG动力船约300艘，其中长江水系约200艘，约占70%，主要分布在江苏、上海地区。其中，三峡库区正常运行的LNG动力船2艘，在建3艘。船型覆盖了干散货船、集装箱船、港作拖轮、公务船、旅游客船等多种类型。

对于内河航运来说，船舶是否能高效顺利通过船闸是影响其发展前景的重要因素之一。经调研发现，在京杭运河以及西江水域船闸，LNG动力船舶正常通过船闸，与柴油机船舶基本无区别对待，并且享受优先过闸。据吴顺平介绍，优先过闸政策可明显提高运营效率。据统计,在京杭运河船闸,LNG动力船因享受优先过闸，每个月可比普通柴油机船舶多跑一个航次，多盈利20%～30%左右，经济效率非常明显。

此外，部分船闸考虑到LNG动力船舶尚处于试点推广阶段，为进一步确保过闸安全，针对LNG动力船舶制定了针对性的安全措施。例如，西江长洲船闸制定了《LNG动力船舶过闸管理规定（暂行）》《过闸LNG船舶泄漏事故应急预案》以及《过闸LNG船舶泄漏事故现场处置方案》，进一步加强了对LNG动力船舶过闸的安全管理及应急响应能力。

长江是横贯我国东西的水运大动脉，货运量位居全球内河之首，素有“黄金水道”之称。处于黄金水道咽喉位置的世界最大船闸三峡船闸建成通航后，大大改善了重庆到宜昌600多公里川江的通航条件，使得长江航运得以快速发展。但也正因为内河航运的快速发展，使得三峡船闸提前19年达到设计通过能力，在2011年突破1亿吨,2017年更是突破1.3亿吨，超过设计通过能力约30%。三峡大坝船闸通过能力不足的矛盾日益凸显，船舶待闸成为了常态。同时，也正是由于这个“世界之最”——当前世界上水头最高（113m）、级数最多，技术最复杂、规模最大的船闸，让政府主管部门不得不对一切通过船闸的船舶均报以谨慎处理态度。

据了解，长江上游的80%船舶需要过闸，但由于三峡船闸方面缺少LNG燃料动力船过闸的相关规定，导致上游现有船舶无法着手进行LNG动力的升级改造和新建。显然，三峡船闸“堵气”问题已经成为气化长江进程中的现实屏障。据统计，2018年，三峡船闸累计通过船舶42574艘次，若10%过闸船舶采用LNG燃料，预计过闸LNG动力船需求巨大。因此，LNG燃料动力船通过三峡船闸的政策亟待突破。

在此背景下，2017年12月12日，交通运输部副部长何建中主持召开专题会议，要求进一步对LNG燃料动力船通过三峡船闸的安全性开展研究，尽快制定LNG燃料动力船通过三峡船闸的实施方案及安全管理规定，进一步推进LNG清洁能源在长江航运的应用。

为决策提供科学支撑

2018年1月，由长航局牵头，组织CCS、交通运输部水运科学研究院（水科院）等单位成立了课题组，一同开展“LNG动力船通过三峡船闸安全性评估”专题研究。通过研究发现，较其他内河船闸，三峡船闸具有其鲜明特殊性：一是三峡船闸重要性和受关注程度远高于其他船闸；二是三峡船闸为连续五级船闸，船舶过闸时间较长；三是三峡船闸坝体高度较高，不利于气体扩散；四是三峡船闸通航船舶密度大，船闸拥堵。一方面带来了长时间的锚地待闸，待闸船舶密集，船舶之间间距小。另一方面船舶过闸时，为提高过闸效率、充分利用闸室面积，船舶进出闸室及闸室内采取编组绑扎同时航行的方式，船舶紧靠；五是三峡是重要航运枢纽，是长江黄金水道的重要咽喉，且目前船闸通航能力严重不足，一旦影响船闸正常运行，将产生严重的经济损失和社会影响。

因此，鉴于三峡船闸的特殊重要性，为确保过闸安全，课题组认为需要结合三峡船闸的环境特点对LNG动力船通过三峡船闸的安全性进行全面评估。按照工作安排，CCS第一时间组织调配全系统资源，成立项目组，从法规、规范、指南等技术标准方面对船舶本质安全进行了分析评估，以及从安全监管、检查 措施、规范管理等方面对操作过程安全进行了评估。

船舶本质安全（船舶及设备）的评估。与常规燃油动力船舶相比，LNG动力船的风险主要是动力系统，一般包括燃料充装（充装处所）、燃料储存（气罐处所）、燃料供应（管系）和燃料利用（机器处所）。针对LNG低温、易燃等特性给动力系统带来的额外风险，国际海事组织（IMO）《使用气体或低闪点燃料船舶国际安全规则》（IGF规则）和CCS《天然气燃料动力船舶规范》在制定时所采用的风险控制理念是LNG动力系统的安全性、可用性和可靠性与常规燃油船舶相同，对LNG燃料加注、燃料储存、供气系统和机器处所等提出了相应的技术要求。在燃料储存方面，燃料舱的布置距离舷侧和船底板有一定保护距离，围护系统设有防超压、防泄漏等保护装置，自由液面以下有出口的C型燃料舱采用双层不锈钢壳体保护，防止对人员、船舶或环境造成伤害；在供气系统方面，要求供气管路距离舷侧不少于800mm，不应直接通过起居处所、服务处所和控制站等，穿过围蔽处所燃料管路设置双壁管并强制通风及可燃气体探测装置，供气管路上还设有紧急切断阀，应急情况下实现有效切断；在机器处所方面，提出了本质安全型和ESD防护型机器处所理念，内河船舶基本采用双壁管设计的本质安全型机舱，单一故障不会导致气体泄漏到机器处所。经评估后认为，按照规范、法规建造的LNG动力船不改变原船舶属性，船舶本身的风险水平与普通燃油动力船相同。

操作过程安全（操作、外部环境、船员等影响）的评估。考虑到三峡船闸的重要性和过闸环境特殊性，课题组决定按照危险源辨识、概率分析和后果模拟对LNG动力船通过三峡船闸安全性进行评估。结合长江三峡库区标准船型和船闸实际情况，假定一闸四船（5000吨级）和一闸六船（3000吨级）两种典型布置方案，对LNG动力船从锚地等待、航行至船闸和过闸期间3个节点进行了危险源辨识，提出在闸室内发生LNG泄漏可能存在较高风险。对LNG泄漏后的灾害进行了事件树分析，列出了危险场景的设备失效概率、引燃概率、人员存在概率、死亡概率等数据，计算出各种危险场景的个人风险值。采用三维计算流体力学软件FLACS进行了LNG管路泄漏和安全阀起跳NG释放的后果模拟，计算出灾害发生后的波及范围。根据《国家安全生产监督管理总局令》（40号）中风险接受衡准，按照从严标准认为三峡船闸属于高敏感场所，选取3.0E-07/每年作为最大可容许风险进行评判，仅LNG管路发生25mm破孔泄漏引起火灾超过了该限值。通过缩短人员撤离时间等有效措施，从60s降低到30s后，则其个人风险值可降低至1.75×10-7，达到可接受水平。根据LNG动力船通过三峡船闸的危险源识别、概率分析和事故后果模拟，综合分析认为，LNG动力船通过三峡船闸的安全水平与常规动力船舶没有降低，风险处于可接受水平。

应急响应保障 (事故的处理)。在按照“无禁止性限制，有区别性防范”的原则进行试运行的基础上，CCS建议，加强对LNG气罐、供气系统（尤其是阀件和法兰连接处）、安全系统和消防系统等重点部位的巡检，及时发现并消除安全隐患，船上严禁任何点火源；在过闸前，对气罐压力进行检查，必要时进行泄压操作，压力降低至安全阀设定值80%以下，可维持安全阀至少7h不起跳；为防止LNG泄漏后低温对船体结构带来的损伤，建议适当加大LNG管路法兰连接处下方集液盘的容积，推荐长宽高的尺寸为1m×1m×0.5m；加强内河船员的LNG动力系统操作培训和应急演练，提升船员安全意识和应急处置能力。

2018年10月，《LNG动力船通过三峡船闸安全性评估报告》初稿形成，经过专家咨询会审查和评估后，会上专家一致认为该报告研究思路正确、研究方法可行，研究结论可信。之后，课题组根据专家意见进行了少许修改和完善，于11月形成了正式评估报告。评估结论认为，LNG动力船通过三峡船闸的风险水平可以接受。该安全评估报告的形成为后期制定LNG动力船通过三峡船闸工作方案提供了有力依据与支撑。

全面保障安全“通气”

尽管评估报告认为LNG动力船通过三峡船闸的安全风险可以接受，但考虑到LNG动力船尚处于示范推广阶段，相关企业、船员、管理部门经验不足，因此，长航局制定的工作方案中提出，对LNG动力船过闸按照“无禁止性限制，有区别性防范”的原则进行试运行。一年后根据试运行情况，积累管理经验，完善相关管理措施及应急预案，取消LNG燃料动力船过闸限制性措施，实施LNG燃料动力船过闸通航管理，同时强化应急备勤，及时有效处置各类突发事件。吴顺平表示，为了保障试运行相关工作的顺利进行，同时，为未来常态化的运行提前做好安全保障，CCS基于上述原则，还从以下五个方面进行了相关内容的梳理与研究：

首先，对现有船舶进行合规验证。验证结果显示，目前三峡库区上游重庆地区有4艘LNG燃料动力船，其中两艘可能通过三峡船闸的姐妹船均在2017年12月完成LNG动力系统更新，满足最新版规范法规要求，另外两艘船在支流航行不通过三峡船闸。

其次，准备安全检查项目清单。为加强LNG动力船过闸安检，强化LNG动力船过闸期间的监控和现场监管，确保LNG动力船过闸安全有序，CCS从安全管理角度出发，协助长航局梳理了LNG动力船通过三峡船闸前的安全检查项目，并列出了检查设备清单，以便LNG动力船过闸前的安全检查顺利进行。

第三，培训方面。组织策划LNG动力船相关技术培训，面向内部的包括审图、船舶和产品检验的验船师，外部包括设计院、造船厂和船东公司等，做到内外结合。

第四，规范梳理与评估。CCS组织梳理了2017年LNG动力船舶规范、法规换版主要变化内容的梳理，包括《天然气燃料动力船舶规范》2017版和《天然气燃料动力船舶法定检验暂行规则》2018版。此外，对相关技术要求进行了细化，改版后的法规覆盖面更全，技术细节更加明确，也更科学合理。

第五，对接国际标准。CCS对IGF规则对内河船舶的适用性进行了梳理和分析，以便及时进行适应性调整。IMO IGF规则（Part A-1部分）适用于500总吨以上采用LNG为燃料的国际航行船舶，已于2017年1月1日正式生效。作为IGF规则的履约国之一，我国在2016年11月12日发布的《国际航行海船法定检验技术规则》2016修改通报中纳入了IGF规则，明确规定使用LNG燃料的国际航行海船应执行IGF规则的要求。我国早在2013年11月15日就发布了适用于内河船舶的《内河天然气燃料动力船舶法定检验暂行规定》，2018年6月1日，我国又颁布了适用于内河船和沿海船的《天然气燃料动力船舶法定检验暂行规则》。

IMO IGF规则和CCS《天然气燃料动力船舶规范》在制定时所采用的风险控制理念是LNG动力系统的安全性、可用性和可靠性与常规燃油船舶相同，对LNG燃料加注、燃料储存、供气系统和机器处所等提出了相应的技术要求，我国LNG动力船舶规范法规的安全水平与IMO IGF规则安全水平一致，按规范法规建造的LNG动力船不改变原船舶属性。

因此，在总体遵循IGF规则的安全理念和防护要求的原则下，针对我国内河通航环境、船舶尺度、设备配备等方面与海船存在的差异，在保证安全水平相同前提下，CCS《天然气燃料动力船舶规范》和交通运输部海事局《天然气燃料动力船舶法定检验暂行规则》在部分条款上对内河船作了适当调整，主要包括以下方面：LNG燃料舱布置；燃料舱压力释放阀最大允许调定值；透气管出口高度及安全距离；水雾系统覆盖范围；燃料舱液位计型式等。

除此以外，IGF规则的其它要求（材料、LNG加注、气体燃料供应、用气设备、防爆、通风、电气设备、控制、监测和安全系统等）对于远洋船和内河船同等适用。

至此，我国对LNG燃料在船上的应用已有相对成熟的控制措施，这为未来LNG在作为船舶燃料的推广奠定了良好基础。