LNG 船舶船岸匹配及实操要点研究

张 坤

（中国石化青岛液化天然气有限责任公司 青岛 266400）

0 引 言

天然气作为新兴能源，具有燃烧热值高、充分燃烧后仅产生二氧化碳和水等优点，近些年来受到世界各国的广泛重视[1]。LNG 作为天然气的液态形式，液化后体积约是气态的1/625，具有体积压缩比大、储存压力低及便于进行安全且经济地运输等特点。LNG 船舶作为自20 世纪70 年代开始兴起的海上运输工具，是国际公认的“三高”产品，被喻为世界造船业“皇冠上的明珠”，近年来逐渐受到市场青睐[2]。LNG 船舶船岸匹配研究（ship shore compatibility study, SSCS）是指在LNG 船舶有计划地靠泊LNG 岸站前，由船岸双方就码头卸货设施及船舶具体信息进行交换，并由岸站对此进行逐一审核比对，确认船岸双方能够完全匹配，从而保证船舶能够安全靠泊、离泊及进行卸货作业[3]。

1 船岸匹配校核流程

船岸匹配校核，要实现硬件及软件的充分兼容。船岸校核的一般步骤为：岸站根据船期安排尽快与船方（包括船东、船舶管理公司或船舶租家）建立联系并交换船岸信息；确认信息交换完成并开展匹配校核工作；向各相关方发送匹配校核结论（如满意或提出需改进部分），船方针对收到的研究结论进行确认或改进，并反馈至接收站或装载码头方确认合格后，由岸站向船方发送“船岸匹配兼容准入函”[4]。部分船方还可能会对接收站或装载码头展开尽职调查，就船岸双方装卸货作业相关设施及问题进行进一步交流沟通直至船舶到港装卸货[5]。船岸匹配校核应在确定船期后尽快开展，一般提前4 ~ 6 周以上为宜，以确保船岸双方能够及时对问题进行整改，不影响船舶按期正常进行装卸货作业，流程如图1 所示。

图1 船岸匹配校核工作的基本流程

2 船岸匹配信息交换及资料收集

岸站通过邮件方式向船方发送接收站或装载码头船岸信息确认表，船方按照确认表所述信息填写并反馈至岸站，具体需要交换的信息如表1 所示。

表1 船岸匹配校核需交换提供的信息项

当船岸信息确认表中全部需船方发送的信息收集完毕后，便可由港务专业人员着手开始进行船舶的匹配校核工作。该工作要根据岸站船岸匹配校核流程开展，逐一比对船方提供的信息与岸方相关设备设施的匹配程度，包括：船舶相关尺寸是否在接收站或装载码头接受能力范围以内、装卸臂与卸料歧管在不同潮位下能否在设计包络线允许范围内匹配、登船梯是否可以妥善放置、船岸通讯是否可以正常连接等。对符合要求的条目给予确认，对不符合要求的部分则需要进行评估，评估其不匹配程度，分析其是否影响船舶靠泊作业及是否可以通过采取措施予以解决[6]。下面以装卸臂项目的匹配为例，详细说明船岸匹配工作的过程。例如青岛LNG 接收站，其码头设置进口卸料臂5 条，包括4 条液相臂和1 条气相臂。图2 为卸料臂现场布置情况，图3 为卸料臂的包络线范围图。

图2 卸料臂现场布置图

图3 卸料臂包络线范围图

以靠泊该站的某LNG 船舶为例，该船舶设计载货量17.4 万m³，船舶尺寸参数如表2 所示。图4为该船舶卸料歧管现场布置情况，图5 为该船歧管设置参数。

表2 某LNG 船舶尺寸参数表

图4 卸料歧管现场布置图

图5 卸料歧管参数设置

校核情况如下：

（1）左右方向。船舶歧管接头应该与卸料臂工作活动范围完全匹配，根据包络线范围图能够得到卸料臂的间距调节范围为2.75 ~ 5.25 m，而歧管间距为3 m，在调节范围内，因此卸料臂左右方向可以完全与船舶匹配。

（2）上下方向。需确保船舶在卸货作业过程中随着潮水变化其歧管短接处位移在卸料臂上下包络范围内，同时应考虑极端情况（如船舶满载和空载、最高潮和最低潮），根据设计文件并结合包络线范围图，计算得到2 种情况下的卸料臂工作范围为16.35 ~ 32.33 m（以海图基准面为参考），而船舶歧管短接在夏季吃水最低潮和空载最高潮的位移范围为18.30 ~ 21.40 m，在调节范围内，因此卸料臂上下方向可以完全与船舶匹配。

基于上述校核数据，得出结论：该船舶卸料歧管与接收站码头卸料臂包络范围完全匹配。

船岸基本信息比对确认后，若船舶满足码头限制条件要求，下一步就要确认岸站方所需国际气体运输与码头经营者协会（the society of international gas tanker and terminal operators, SIGTTO）指南要求的船岸界面的平面图和技术资料是否完备齐全。这些资料包括：卸料歧管过滤器图纸参数及证书、总布置图、舱容计量表及证书、横纵倾证书、船岸通讯系统说明书、卸料歧管短接法兰规格、最新的船舶检查报告（ship inspection report, SIRE）、船舶资料调查问卷表、缆绳及缆头证书、高级船员资格信息、船舶注册证书、国际吨位证书和卸料歧管区域的管汇布置图等。

3 系泊方案分析研究

在船岸基本信息确认及资料收集工作完成后，下一步需要对船方系泊方案及分析报告进行研究。首先，由岸站向船方发送码头系泊相关数据，包括港区共用及专用航道参数、系缆墩位置及快速脱缆钩位置参数、泊位设计及潮汐参数、护舷位置及性能参数、倾向左右舷靠泊及布缆方式等；然后，船方根据SIGTTO 的《系泊设备指南》要求，确定合理布缆方式，并按照该要求规定的限制性气象条件组合利用OPTIMOOR 软件进行系泊分析[7]。

OPTIMOOR 船舶系泊软件，是由石油公司国际海事论坛（oil companies international marine forum,OCIMF）推荐的专门用于分析环境载荷作用下船舶系泊情况的软件，该软件可以分析船舶运动量、缆绳张力、护舷形变及反力等。目前该软件已被业界普遍接受并广泛应用于LNG 岸站及船舶设计运营中[8]。

船方在确认知悉岸站相关信息后，应尽快按照表3 工况将相应数据输入OPTIMOOR 软件系统进行系泊分析研究，并及时将分析研究报告反馈至接收站或装载码头。研究报告内容包括布缆方式、船舶数据、泊位数据，以及各计算工况的输出结果和风力玫瑰图等[9]。

表3 OPTIMOOR 系泊分析工况

岸站在接收船方提供的完整系泊分析报告后，应对报告进行核算分析，确保缆绳张力、系缆墩、系缆钩拉力及护舷压缩比与接触面积等结果在许用范围内并符合OCIMF 推荐标准[10]。经认可的系泊方案不得随意更改，若方案存在不满足标准及要求的情况，则需要船方更改系泊方案并重新分析，直至满足标准要求或认为该船舶不被接受靠泊作业。如果船方针对不同的布缆方式进行了多次系泊研究且均满足标准要求，则岸站还应逐一核算分析，并将倾向布缆方式告知船方作为后续船舶靠泊时的首选系泊方案。

4 匹配校核及后续工作

在完成船岸基本信息交换与确认以及船舶资料收集与系泊分析核算后，若上述相关工作均已开展完成且分析结论可接受，则认为该船舶已被岸站接受，需要形成船岸匹配校核报告与准入函，附带港口使用条件（conditions of use, COU）、港口信息与接收站管理手册（port information and terminal regulations manual, PITRM）文件，并提供给船舶相关方（包括船东、船舶管理公司或船舶租家等），报告内容应包括兼容研究结论、遗留问题及建议。至此，接收站或装载码头完成船岸匹配校核工作，船舶可以安排开展装卸货作业。同时，船方有时还会安排代表赴岸站开展尽职调查工作和召开船岸界面会议等，以确保双方遗留问题、建议和意见能被充分提及与讨论[11]。

在船舶靠离泊期间，船岸双方还应保持沟通并确认装卸货作业的相关问题与应急措施。岸站应将持续更新的港口信息手册、装卸货作业计划、到港前确认书与访客名单等通过代理发送至船方，船方也应将货物情况、舱压舱温、卸货设施准备情况与压舱水计划等通知岸站及相关方，确保双方能够充分知悉对方情况，以保证作业全程安全、可控。

匹配校核工作完成且船舶获准靠泊岸站装卸货作业，并不意味着该船舶作业过程中全程免检。从船舶靠泊岸站开始，岸站需对每个作业环节进行监控，若发现与匹配校核过程中不符，或虽符合船方提供材料但不满足作业要求，需要确认是否可以立即整改或采取替代补救措施以保证装卸货顺利，若无法采取有效整改或补救措施，影响到装卸货作业，进而造成船舶滞期，在装卸货完成后可向船方出具抗议书以保留岸站方权利。同时，在船舶靠泊岸站后开展的船岸安全检查中，应对照OCIMF 颁布的最新版船岸安全检查表逐一对各检查项进行确认[12]，对不符合项组织整改或补救，对于确实无法整改且影响作业安全的，岸站可要求停止作业，并进一步要求离泊、索赔等事宜。

船舶在港期间，海事部门还会组织开展港口国监督检查（port state control, PSC），该检查是港口国对其管辖水域内航行的外籍船舶在下锚或者停靠在港口后进行的严格检查，以确认该船舶符合有关国际公约的要求并消除不合格船舶的营运，进而提升航运安全、防止海洋污染、保障船员安全与改善生活环境[13]。检查结果将以报告形式递交船方，并确认是否对船舶进行滞港处理。船长在确认后应签名并根据报告的要求积极整改缺陷，整改完成后复查闭环。

需要说明的是，船舶获得准入函后并不意味着该船终身可随时靠泊该岸站。若某艘LNG 船舶长时间（一般指超过1 年，船龄长的船则为半年）未在国内进行装卸货作业（或未有到访卸货港的记录），或刚完成机修出坞，则应对船舶的部分关键信息（主要包括船舶维修记录、SIRE 报告、各项证书、短接法兰规格及船员信息等）进行复核，同时应将最新的COU、PITRM 文件发送至船方供其参考及遵守[14]。值得注意的是，关于SIRE 报告，一般应为1 年内开展的检查，对于船龄超过15 年的LNG 船舶，检查则应在6 个月内开展，超过期限便可认为该船维护保养不到位，岸站可据此拒绝该船靠泊作业，直至收到满足要求的检查报告。后续工作及相关要求如下页图6 所示。

图6 船岸匹配校核后续工作及要求

5 实操要点及合理化建议

船岸匹配对确保船舶能够正常靠离泊及安全作业有着非常重要的作用，全面翔实、细致充分的校核能够促进船岸作业流程顺利开展，反之则会对装卸货作业产生负面影响，轻则增加作业时间、浪费人力物力，重则发生人员伤亡与财产损失[15]。本文以青岛LNG 接收站为例，对实操作业中出现的部分问题进行阐述及原因分析，并从实际使用角度给船舶设计及建造提供合理化建议和改进措施，以期实现更为高效的船岸匹配性和协同性。

青岛LNG 接收站码头卸货作业设施包括从德国SVT 公司进口的卸料臂5 条（含4 条液相臂和1条气相臂）、永久安装式登船梯1 台、通信光纤与电缆各1 条，此外还有卸料管线、BOG 返回管线（BOG 即boil off gas, 指LNG 重新气化后的蒸发气体）、保冷线与阀门仪表等。

5.1 船舶卸料歧管与卸料臂不匹配

某LNG 船舶于2017 年2 月首次靠泊该接收站。靠泊前，船岸双方已完成船岸兼容研究且在船舶到港前接收站已向船方发送船舶作业安全确认通知书，均对短接厚度提出了要求。该船抵港后，岸方接臂人员便登船作业。原计划使用A/B/C 臂及气相臂，但发现只有C 臂的快速连接/断开装置（quick connect/disconnect couplers, QCDC）可以抓紧，A 臂和B 臂无法抓紧（如图7 所示，红色圆圈内QCDC装置上红色箭头和黄色箭头无法对齐），切换油泵及微量提高油泵压力仍无法抓紧，使用游标卡尺测量短接法兰面厚度包括凸面在内超过接收站要求。

图7 卸料臂由于法兰面厚度超出范围无法夹紧

因此，除气相臂外，本次只能使用C 臂和备用D 臂这2 条液相臂进行卸货（如图8 所示）。此次最大卸货速率仅约9 000 m3/h，致使作业时间至少增加5 h，离泊时间也推迟了1 个潮水窗口期。

图8 采用2 条液相臂及1 条气相臂进行卸货

针对卸料歧管短接法兰面厚度过大进而导致总作业时间延长问题，接收站向船方出具了抗议书，船长签字确认；同时，还要求船公司安排船厂工程师上船准备择机对短接进行再加工。

船舶卸料歧管与卸料臂能够完全匹配连接是保证卸货作业的首要条件，完全匹配内容包括船舶歧管短接类型、卸料臂卡爪可夹紧短接厚度、密封垫圈、过滤器目数、管线间隔距离及高度等。若存在未能完全匹配内容，则会因无法连接或发生泄漏而影响卸货作业进度，进而可能导致船舶滞港，产生费用纠纷及船期延误等问题。

因此，建议船舶制造厂家在进行LNG 船舶设计建造时，针对卸料歧管区域应开展充分调研，确认待建造LNG 船舶用于装卸货作业的码头卸料臂等重要设备设施的详细参数与具体要求，尤其是针对长约资源的项目船，则在建造时需要进行更有针对性的改进，在成本可控的前提下可以配备全尺寸短接以满足不同接收站和装载码头的连接需求。

5.2 船舶ESD系统故障导致通信不正常

某LNG 船舶于2017 年8 月份第3 次靠泊该接收站。到港前，船岸双方商定此次采用电缆连接。船舶到港作业过程中，在电缆连接完成测试时,发现ESD信号通道正常但通信存在故障（如图9所示）。

图9 船岸通信故障状态

接收站方仪表专业人员进行多次信道测试，确认岸方设备正常，故障系船方原因。由于作业时间紧张，为确保船舶次日可以乘潮离泊及船岸双方通信正常（图10 所示为正常情况下船岸双方的通讯方式），在保证安全的前提下，岸方与船方协商放置1 台对讲机于船方货控室，作为双方主通信方式；同时，将高频（ultra high frequency, UHF）作为备用，并对可能引起的后果制定详细应急预案，保证了此次卸货作业的顺利进行。

图10 船岸双方正常通信方式

ESD 系统是船岸双方信息连接的重要通道[16]。一般LNG 接收站的ESD 系统有电缆式、光纤式和气动式这3 种类型。正常船岸连接时，要确定主连接方式与备用方式，确保船岸通信无障碍；同时还需要确认线路长度、固定位置及松紧程度是否合适，避免发生拉拽断裂导致的通信中断问题。

基于上述原因，建议在进行LNG 船舶设计制造时，应针对船岸通讯设施进行充分测试，并可考虑连接芯设计为可随时更换或提高其可靠性，同时应考虑在现有通信方式基础上设计更多、更可靠且故障率低的通信手段，以实现船岸安全、高效沟通需求。

5.3 登船梯放置区域狭小导致挤压护栏

某LNG 船舶于2017 年11 月份靠泊该接收站码头。由于自身结构问题，该船存在登船梯放置区域狭小及有障碍物等问题，需要船方登船梯值班人员24 h 不间断值守。当发现位置不合适便及时通知岸方人员调节，避免登船梯因潮水变化碰到障碍物或栏杆而造成双方设备设施损坏。下页图11 所示为登船梯正常放置状态。

但此次船舶靠泊作业期间，由于当天夜间下雨且气温较低，船方值班人员为避雨躲进舱壁空隙。由于疏于值守且潮汐水位升高，导致登船梯挤压船舶栏杆并造成护栏变形、脱漆。接收站及时组织岸方人员查看是否对登船梯造成损坏，并对船方值守疏忽问题出具抗议书并保留索赔权利，同时要求船方加强人员管理，杜绝此类问题再次发生。如图12所示，护栏因受登船梯挤压已造成损坏。

图12 登船梯挤压并损坏护栏

登船梯是船岸双方人员上下船的唯一通道，同时也是发生火灾、爆炸时重要的紧急逃生通道。在船岸匹配校核时，船方应将登船梯可放置区域的位置、区域大小和障碍物等情况告知接收站，并在船岸匹配校核时予以重点研究及确认，要求值班人员根据潮汐变化进行调整，保证作业顺利、设备设施安全完好。

此外，船舶设计建造时，应针对船岸双方可能发生接触的位置，在有条件的情况下进行优化设计，如增加登船梯放置区的面积、登船梯放置区域护栏进行加固设计、登船梯放置区域尽量不设计排风口等阻挡结构等，以尽量避免船岸双方设施的互相损坏，切实保证作业顺畅。

5.4 船舶缆车故障导致带缆时间过长且存在移动风险

某LNG 船舶于2017 年7 月靠泊该接收站码头。在进行带缆作业过程中，船方由于船首缆车故障导致倒缆无法收紧，虽然已安排工程师紧急维修，但仍然无法立即修复。为此，船方提出改变系缆方案并得到卸船主管同意（图13 所示为应急系泊方案）。该故障不仅导致带缆作业时间较以往延误近2 h，更对船舶的整个作业带来隐患。为此，接收站卸船主管对船方提出抗议并出具抗议书，要求船方加强梯口值守，密切监视船舶位置动态。

图13 船方缆车故障应急系泊方案

缆车在船舶靠泊码头后用于固定船舶位置，其性能的优良直接关系到整个作业的安全。LNG 船舶缆车结构及工作状态参见图14。

图14 LNG 船舶缆车结构

船舶到港前，船岸双方在船岸匹配校核中要对系泊方案进行充分研究以确保作业的绝对安全可靠[17-18]。船舶到港前，船方应对设备进行检查测试，确保状态良好。若出现问题无法修复，则应该及时通知各相关方，并提出备用方案。若备用方案无法保证船舶作业安全，则接收站及装载码头有权拒绝该船到港作业。

缆车是固定船舶位置并确保船舶不出现偏移进而触发应急切断系统的最主要设备。进行设计制造时，在有充分空间的前提下，应考虑备用缆车的配备，同时可采用模块化设计。若出现故障，可及时进行模块化拆卸或更换备件，以节省维修时间及成本。

5.5 其他实操要点

在LNG 船舶到港装卸货作业中，因涉及的工艺复杂、流程众多，除上述问题以外，还包括船方短接存在划痕、岸站装卸臂密封圈老化导致泄漏、船岸ESD 系统故障导致卸货中触发卸货中止动作甚至卸料臂脱开、装卸臂遥控器失灵导致臂操作失控、船舶气体燃烧系统无法正常启动、相关仪表出现错误故障报警、消防炮出现误喷水及干粉等各类问题。这些都要求船岸双方的匹配工作尽可能翔实、可靠，对每个需要校核的事项都必须严格确认。因此建议船舶、岸站和设计建造者，应对这些问题进行溯源分析，提出切实可行且能够从根本上解决上述问题的方案，以期实现装卸货作业的安全、高效和顺畅。

6 结 语

伴随着国内能源结构的深层次调整，LNG 市场迎来了新的发展机遇，造船、海运及储销均飞速发展。船岸匹配校核，作为船舶与岸站就双方设备设施及作业流程交流的重要措施，对船舶安全可靠、顺畅高效地接卸作业提供了有力的保障，越来越得到LNG 船舶建造与海运行业的重视，其重要性与可靠性也越来越得到行业的认可。

本文从船岸双方建立联系开始，经信息确认交换、相关资料收集、系泊方案分析、匹配校核以及后续在港相关工作等流程，全面详细地阐述了LNG 船舶船岸匹配的基本流程，同时在列举实操要点的基础上，针对设计、建造与作业环节提出了更具有针对性的建议及措施，对指导其他岸站、船方及设计建造者都具有重要的意义。相信随着该类研究的不断深入与完善，也将推动LNG 行业从船舶设计建造源头到运输、装卸货作业等各方面不断向前发展。