LNG船舶特性及其管理的思考

1、LNG船舶特性及其管理的思考     從能源的利用角度看，天然氣是綠色能源，也是全世界的首選能源。著眼于長遠，許多國家進口液化天然氣(Liquefied Natural Gas，縮寫為LNG)。    為了彌補我國的能源缺口，改善能源結(jié)構(gòu)及生態(tài)環(huán)境，國家1999年11月批準了廣東LNG一期項目的立項。隨后，福建LNG，浙江LNG，上海LNG，山東LNG，遼寧大連LNG，江蘇南通LNG等項目相繼上馬或開始前期工作。目前，廣東大鵬LNG一期項目已經(jīng)完成工程量的一半以上，與之相配套的采用薄膜型技術(shù)的LNG船舶也已經(jīng)在上海滬東船廠建造。這是我

2、國港口建設(shè)和修造船業(yè)發(fā)展的新機遇，也給船舶管理和海事監(jiān)管提出了新挑戰(zhàn)。    1 LNG的危險特性    (1)易燃易爆:天然氣，不論氣態(tài)還是液態(tài)，均屬于高度易燃易爆物質(zhì)。    LNG火災(zāi)特點是：火焰?zhèn)鞑ニ俣容^快；                   質(zhì)量燃燒速率大，約為汽油的2倍；   

3、;                火焰溫度高、輻射熱強，易形成大面積火災(zāi)；                   具有復(fù)燃、復(fù)爆性，難于撲滅。    (2)低溫:天然氣主要成分是甲烷，也包括一定量的乙烷、丙烷和重質(zhì)碳氫化合物，本身無

4、色、無味、無毒且無腐蝕性。但為了便于船舶運輸，LNG都以低溫常壓方式儲存，工作溫度-162。天然氣冷卻至約-162，由氣態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)，稱為液化天然氣，體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/600。如此低溫物質(zhì)一旦泄露，若接觸到作業(yè)人員，就會造成嚴重凍傷；若接觸到常溫管材或設(shè)備，就可能發(fā)生脆裂現(xiàn)象。    (3)易蒸發(fā):LNG(按甲烷考慮)的沸點是-162，易蒸發(fā)。LNG存儲設(shè)備及管道也因LNG的低溫而極易吸熱。隨著溫度升高，LNG的蒸氣壓迅速增大。因此，儲罐、蒸發(fā)器及管路等設(shè)備應(yīng)有足夠的強度，同時應(yīng)具備相應(yīng)的泄壓措施，以防止溫度升高時容器脹裂導(dǎo)致LNG泄漏。LNG一旦從

5、儲罐、管道或其他設(shè)備泄漏出來：    一部分立即急劇氣化，與周圍空氣混合生成冷蒸氣霧，在空氣中冷凝形成白煙，再稀釋受熱后與空氣形成可燃性氣云。可燃性氣云若遇到點火源，將引發(fā)閃火或蒸氣云爆炸等事故。    如果泄露的LNG數(shù)量較大，未立即蒸發(fā)的部分在地面上形成液流，若無圍護設(shè)施，就會沿地面擴散，遇到點火源便可引發(fā)池火災(zāi)。    (4)其他危險特性:LNG還具有易擴散、流淌、易產(chǎn)生靜電和發(fā)生罐內(nèi)翻滾、分層等危險特性。    2 LNG船舶的分類及其特點:LNG運輸船，是指載運LN

6、G的專用船舶。這類船舶目前的標準載貨量在1215萬立方米之間。一些國家已經(jīng)能設(shè)計16萬立方米、20萬立方米、甚至30萬立方米的LNG船舶。但是由于受到港口碼頭和接收站條件的限制，LNG船艙容量可能會穩(wěn)定在10多萬立方米的水平。該類船舶的設(shè)計，考慮的主要因素是能適應(yīng)低溫介質(zhì)的材料，和對易揮發(fā)、易燃物質(zhì)的處理。LNG船舶是高技術(shù)、高附加值的船種之一，它的使用壽命一般為3540年。這種船舶依液貨艙結(jié)構(gòu)的不同，主要分為3種。    (1)MOSS型船舶(獨立球型液貨艙):此型船舶由挪威首創(chuàng)，1973年首次推出，其后依次為美國、德國、日本和芬蘭所采用。日本航行的液化天然氣船

7、大部分都是此種類型。球罐采用鋁合金或9%鎳鋼制成，板厚按不同部位在30169mm之間；隔熱采用300mm的多層聚苯乙烯板，如圖1所示。    MOSS型船舶的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)力分析容易；                        鋁合金結(jié)構(gòu)牢固，只要不發(fā)生直接碰撞，不會損傷；    

8、0;                   安裝也簡單，內(nèi)部沒有扶強材，能單獨建造并縮短施工周期，檢查質(zhì)量容易，安全性好；                        液面晃動效應(yīng)少，不受裝

9、載限制；                        初期投資較少。    缺點是：船舶有較大的尺寸，甲板有大開口，甲板結(jié)構(gòu)不連續(xù)，應(yīng)力集中點多；            液貨重心高；    

10、;        操縱困難，特別是在甲板上部受風(fēng)面積大，在大船上，盡管尾樓比油船要高出好幾層，但駕駛臺視線仍不理想。    (2)Membrane型船舶(薄膜型液貨艙)    Membrane型技術(shù)，首先由法國開發(fā)，分為薄膜GT(Gas Transport)型和薄膜TG(Technigaz)型兩種。但隨著Gaz Transport公司和Technigaz公司于1994年合并為Gaztransport & Technigaz(簡稱GTT)，液艙形式被統(tǒng)稱為GT

11、T薄膜型，分別用Mark和NO標示其區(qū)別。目前，薄膜型LNG船的液貨艙，按其采用絕熱材料和施工方式的不同，分為GTTNO96型和Mark III型等兩種。為了確保船舶材質(zhì)在-162.5的低溫下不會脆裂，此種液化天然氣船的槽邊均由鋁或不銹鋼制成。為防止液化天然氣蒸發(fā)產(chǎn)生高壓，槽體設(shè)置隔熱層，使外界熱量不能進入槽內(nèi)，如圖2。    Membrane型船舶的主要優(yōu)點是：    由于內(nèi)壁用薄膜做成，薄膜內(nèi)壁比傳統(tǒng)的艙壁要薄的多，消耗的鎳鋼材料少(這里用鎳鋼并非防腐蝕，而是防止低溫脆裂)，減輕液艙的結(jié)構(gòu)重量； &#

12、160;  預(yù)冷的時間縮短；    駕駛臺視角廣；    船型瘦削，受風(fēng)面積小，推進效率較高。    缺點是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜：            對管理要求較高；            舾裝周期較長；      

13、      全部液艙的薄膜和絕熱裝置都要進行全面試驗，包括在低溫條件下周期性載荷的疲勞試驗。    (3)SPB型船舶(自立方型貨艙)：SPB型LNG船，液艙與船內(nèi)壁留有較大空間，液艙中部設(shè)有防止液體流動的隔壁，是日本石川島播磨重工獨立開發(fā)的技術(shù)。因為可用于20萬立方米的大型LNG船舶，備受關(guān)注。    SPB型船舶的優(yōu)點是：液艙與船內(nèi)壁留有較大空間，便于檢查液艙外部，維修容易，也易于安裝；        

14、               液艙中部設(shè)有防止液體流動的隔壁，不存在晃動問題，船舶也比較好操縱；                       設(shè)計時，其安全性由準確的有限元分析及實驗確認，是它的最大優(yōu)點。   

15、 目前，全球營運中的大約140艘LNG船舶，主要是Membrane(薄膜型貨艙)和MOSS型(球形貨艙)等兩種。其中，MOSS型船舶，由于在早期的LNG海運中占有較大優(yōu)勢，而且具有貨物裝載限制較少等使用操作上的優(yōu)點，目前處于優(yōu)勢地位，總數(shù)居第一位，占到一半以上。但是，新的LNG船舶訂單，薄膜型占據(jù)了三分之二強。從總體上看，薄膜型LNG船舶，在船型性能方面優(yōu)于MOSS型，是LNG船型的發(fā)展方向。但是它的建造周期長。    3 LNG船舶安全管理探討：LNG船舶的發(fā)展和LNG項目的建成投產(chǎn)，將給船舶管理和海事監(jiān)管帶來新的壓力。   

16、60; 首先，大型LNG船舶和碼頭存儲設(shè)備，存儲量巨大，屬于特別重大危險源。    第二，隨著國內(nèi)各港吞吐量增長，船舶通航密度不斷加大，通航環(huán)境復(fù)雜：    LNG船舶操作難度加大；    需防止其他各類船舶事故對LNG船舶和LNG碼頭的影響，特別是要防止油輪或危險化學(xué)品船舶的泄露、溢油或火災(zāi)爆炸等事故的發(fā)生。    此外，還必須防止災(zāi)害性天氣導(dǎo)致船舶發(fā)生走錨、飄移等導(dǎo)致碰撞LNG船舶或碼頭的事故發(fā)生。故提出以下建議。     (1)嚴

17、格執(zhí)行ISM規(guī)則：LNG船的船公司和船上人員，要重視LNG船舶的安全管理，有必要參照西方國家LNG船舶管理的規(guī)程，結(jié)合設(shè)備制造商所提供的安全運行指南，制訂相應(yīng)的安全操作規(guī)程，規(guī)范LNG船舶機電設(shè)備運行操作管理，裝卸貨管理和檢驗檢查制度，規(guī)范職務(wù)功能和標準，制訂和建立一套科學(xué)、系統(tǒng)和程序化的安全管理體系，確保維護、保養(yǎng)、故障處理的制度化和規(guī)范化。還要借助SMS強化船岸人員的安全意識。發(fā)證機關(guān)要嚴格審核和認證。    (2)加快海事主管機關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)，強化人員培訓(xùn)：對LNG船舶的安全監(jiān)督管理的重任，毫無疑問地落到了海事部門的身上。雖然我國海事主管機關(guān)對液化氣船舶的

18、安全監(jiān)管己有多年經(jīng)驗，但是LNG船舶比起其他液化氣船舶，具有許多特殊性，危險性更大，安全監(jiān)管要求更高，且LNG船舶在我國港口目前尚未出現(xiàn)過，沒有現(xiàn)成的安全監(jiān)督經(jīng)驗可借鑒。    因此，對LNG船舶的安全監(jiān)督管理工作任重而道遠，應(yīng)引起足夠的重視：    須加大投入，加快LNG船舶監(jiān)管專業(yè)人才的引進和培養(yǎng)以及相關(guān)人員的培訓(xùn)工作；    加強對LNG船舶海事安全監(jiān)督管理的研究；    為在LNG船舶工作的駕駛、輪機人員實施強制培訓(xùn)和持證上崗做準備，現(xiàn)在就著手制訂LNG船舶特殊培訓(xùn)、考試、發(fā)證辦法、相應(yīng)的培訓(xùn)大綱(包括培訓(xùn)和實操內(nèi)容、安全運行規(guī)則等)、試題庫等。    (3)制定LNG船舶進出港的安全措施    可能包括：正常情況下，LNG船舶不得夜間在港內(nèi)航行和靠離泊。              LNG船舶由高級引航員引航。