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潍坊港液化天然气船舶的引领要点和注意事项

2020-05-26 02:07:27 《中国水运》 2020年3期

王增宝

摘 要:天然气作为一种清洁能源在当今社会中已得到广泛应用。运载液化天然气的船舶具有高技术、高难度等特点,在装载、运输、接卸环节有更高的安全标准和要求。本文在简要介绍液化天然气船舶及货物本身特点和当今海运界对LNG船舶的操作规程等情况的基础上,结合LNG船舶在潍坊港中港区单向航道航行和在液化品24、25号泊位靠离泊操纵的特点,论述引领液化气船舶在潍坊港航行、靠离泊和调头情况下的操纵要点以及注意事项。

关键词:液化天然气船舶;潍坊港中港区;引领;船舶操纵;要点

液化天然气(Liquefied Natural Gas,简称LNG),被公认是地球上最干净的化石能源,无色、无味、无毒且无腐蚀性,其制造过程是先将气田生产的天然气净化处理,经一连串超低温液化后,利用液化天然气船运送。随着我国国民生活水平的不断提升,对于天然气的需求也变得越来越紧迫。潍坊港中港区24、25号液化品泊位于2018年9月通过靠泊2万吨级LPG船舶安全评审,潍坊港引航站十分重视LNG船舶的引领工作,积极向国内外相关海港引航部门学习、培训,制定LNG船舶操作规程和规章制度,确定引航方案。在安全顺利完成引领多艘次LNG船舶进出潍坊港中港区任务后,引航员深刻体会到引领此类船舶要有充分缜密的安全保障措施和引领技术储备。

1 LNG货物特性及LNG运输船舶特点

1.1液化天然气的特性

1.1.1 LNG的基本参数

LNG即液化天然气,是由天然气经过预处理脱除重烃、硫化物、二氧化碳、水等杂质后,深冷至-162℃,液化而成。常压下的沸点温度为-162℃,气液比为625:1,1立方米LNG气化后可得到约625立方米天然气。其液体密度通常在426~470kg/m3之间。

LNG蒸汽能与空气形成爆炸性混合物,在室温下的爆炸极限5%~15%,在-162℃左右时的爆炸极限6%~13%。天然气无毒、无味、无色,泄漏到空气中不宜发觉。

1.1.2燃烧爆炸的危险性

天然气与空气的混合物在一定条件下产生燃烧的三个条件:可燃物、点火源、氧化剂(空气),尽量防止三个条件同时存在。操作人员的装备要齐全,特别是防静电防低温。天然气,不论气态还是液态,均属于高度易燃易爆物质。液化天然气的火灾特点是火焰传播速度较快,火焰温度高、辐射热强,易形成大面积火灾。

1.1.3LNG低温的危险性

LNG泄漏或溢流后会急剧气化,其周围大气中的水蒸气会冷凝成“气团”,这种蒸汽云团会令人窒息。直接接触时,皮肤表面的蒸汽会凝结,并粘在低温物体的表面上,皮肤及皮下组织会产生冻结甚至撕裂。LNG发生泄漏时,人员要立即远离。

1.1.4翻滚的危害性

由于天然气组分和液化深冷的程度不同,导致不同产地的LNG的密度和温度的差别。当它们在同一储罐内储存时会发生分层现象,由于上下层的热传递会在短时间内产生大量气体,使罐内压力急剧增加。如果不及时放散压力,会危及储罐安全。

1.2LNG运输船舶

1.2.1 LNG船舶的由来

液化天然气运输船简称LNG船,主要运输液化天然气,为便于运输,通常采用在常压下极低温(- 165℃)冷冻的方法使其液化。最早的LNG船是1958年美国用普通旧油船改建成的5100平方米的“甲烷光铎”号。我国不仅是继韩、日等国后实现自主研发系列LNG船型的国家,而且我国设计船型在安全、节能、环保方面具有明显的后发优势。LNG船是在零下162摄氏度低温下运输液化气的专用船舶,是国际上公认的三高(高技术、高难度、高附加值)船舶,是一种“海上超级冷冻车”,被喻为世界造船“皇冠上的明珠”。

1.2.2 LNG运输船的结构特点

按液货舱的结构形式可分为独立储罐式和膜式。前者是将柱形、罐形、球形等形状的储罐置于船内;后者采用双壳结构,体内壳就是液货舱的承载壳体,与独立式比较,膜式的优点是容积利用率高,结构重量轻,因此新建的液化天然气船尤其是大型的,多采用膜式结构。液化天然气船设备复杂,技术要求高。LNG船舶的动力系统多是利用蒸发天然气或者柴油作为燃料的蒸汽轮机。蒸汽轮机启动、换向、停车相对较慢,引航员在操船时应予以充分考虑,严格控制靠泊速度。

1.2.3 LNG运输船潜在的事故风险与预防

LNG船舶航行危险主要包括:人为失误、船舶设备故障和通航环境恶劣,LNG船舶与其它各类船舶发生碰撞,触礁搁浅等。由于LNG船舶所载货物的危险特性,又极易导致二次灾害的发生。LNG船舶在进出港过程中经常通航环境复杂,航行水域受限再加上风流因素影响,引航员在引领过程中要格外谨慎,充分利用自己的专业知识提前预知风险,做好安全预案,严格按照安全操作规程谨慎驾驶。对所登轮的每艘被引领的LNG船舶的结构设备状况和船长船员的专业素质协调水平的不甚了解,引航员要有充分的心理准备和安全预案。

2 引领LNG船舶进出潍坊港中港区的操纵要点和注意事项

2.1引领LNG船舶进港靠泊航行

LNG作为一种特殊的液化品船舶,为保证航行安全,潍坊港引航站开会讨论决定吃水在7~10米的LNG船舶引航员登轮点设置在航道绿浮标No.21~No.23之间,吃水小于7米的船舶引航员登轮点向外延伸至航道绿浮标No41附近,这样不仅避开了潍坊港中港区航道No.47~No.55(防波挡沙堤坝口)大量作业渔船,还避免了与上下航道船舶形成会遇态势。

(1)由于潍坊港中港区航道为人工开挖单向航行航道(目前航道底标高-12.0米),正好符合LNG船舶单向通航的要求,避免航道船舶的对遇局面。禁止航道內船舶追越。

(2)航道周围作业渔船众多,不少渔船穿越航道,甚至在航道内拖网捕鱼,这给LNG船舶在航道内航行带来了很大的安全威胁。鉴于此,应该安排至少一条带有消防功能的拖轮实施护航和警戒。必要时申请巡逻艇,建立以LNG本船为中心的流动警戒区,确保通航环境清爽安全可控。

(3)潍坊港中港区张潮流为SW向(图1),落潮流为NE向(图2),该地区长浪向为NE向,次长浪向为NNE向,与航道走向(047°.5-227°.5)有一定交角。引航员尽量在航道外登轮,登轮后及时确认本船船位,调整风流压差,使本船保持在航道中央。在航道浮No.53至No.57之间区域内,因受航道两侧防波挡沙堤(航道浮No.55处为航道两侧防波挡沙堤合拢收窄处的坝口位置)的阻挡影响,流向流速发生明显变化,流速变大,流向与航道走向夹角变大。引航员引领船舶航行至此区域时要格外谨慎,及时使调整航向,抵消风流压差,防止本船偏离航道搁浅或冲向两侧堤坝,造成危险局面。

(4)进入防波挡沙堤后,应提早减速,若涨潮时进港,减速缓慢时,船尾要及时带上拖轮帮助减速制动。航行到No.65浮之前船首位置带好第二条拖轮以协助转向和靠泊。到达No.65号浮筒时,船舶速度控制在3.5节以下。

(5)No.24、25号码头前沿走向为047°.5-227°.5,与航道轴线平行,码头总长度为475米,码头面顶高程为6.4米,前沿设计底高程-13.2米。码头前沿停泊水域宽65米,船舶回旋圆布置于码头正前方水域,回旋圆直径为370米,港池设计底高程-13.8米,船舶经进港航道由东北侧进入港池,制动距离740米(图3)。

靠泊操纵应在白天、风力≤14m/s时进行,根据当时风流情况,将LNG船舶调整到所靠泊位外档适当距离处停住,利用首尾拖轮配合进行平行靠泊,靠泊速度控制在10cm/s以下,禁止船舶边前进边靠泊,严控船舶的前冲后缩,防止意外情况发生。

2.2 LNG船舶掉头离泊出港航行

LNG船的离泊操纵相对于靠泊操纵要简单些,此时也不可麻痹大意。引航员要注意观察当时天气和离泊掉头水域海面状况,对当时的周围环境要熟悉掌握。在拖轮的协助下平行离开码头两倍船宽后,按常规方法掉头后尽快驶入航道,上线出港。在引领LNG船舶上航道出口时要注意以下几点:

(1)经常用VHF发布LNG船舶出港动态,引起周围相关船舶的注意和重视。

(2)LNG船舶进入航道后,解掉船首拖轮,让其在前方警戒,驱赶碍航渔船。必要时联系海事建立移动安全区。

(3)航行至N0.55号浮坝口附近水域时,航速不宜过慢,以克服此处偏横流影响。

3引领“SAEHAN AURORA”轮航行靠泊实例

3.1 制定引航计划

根据所引LNG船舶状况、当时的水文气象和周围环境情况制定详细缜密的引航计划十分重要,是安全引航必不可少的环节之一。一是要协调海事发布航行警告和进行必要的交通管制;二是要建立以本船为中心的随动警戒区;三是根据当日潮汐资料选择流缓时段通过防波挡沙堤坝口。综合考虑2019年8月27日潮汐情况(0702 潮高135cm 1349 100cm)和各方要求,制订了航行靠泊计划表(表1)。

表1 航行靠泊计划表

3.2 引航实际操作记录

引航员于11:15时在No.41号浮附近登轮,指令船首拖轮前方警戒,引领“SAEHAN AURORA”轮上线进港,发布航行通告。为克服防波挡沙堤坝口附近横流影响,航行至No.49号浮时航速提高至11节,通知前方拖轮警戒横越驱赶航道渔船,调整风流压差顺利通过坝口。航行至No.57号浮时开始减速,通知拖轮准备,航行至No.63号浮时首尾拖轮带妥。到达No.65号浮时,利用尾部拖轮减速至2节左右,在前进过程中逐渐调整船身与码头平行且把船完全停住。利用首尾拖轮配合平移靠泊,靠泊速度小于5cm/s。

4 结语

我国已成为仅次于美国的全球第二大能源消费国,能源的需求正在持续增长。天然气作为一种清洁能源正在逐步替代煤这个第一能源载体。海运LNG对我国的能源需求做出了极大的补充。

引航员不要对LNG船舶良好的航行安全率掉以轻心。不仅要充分考虑到其特殊性和高危险性(包括低温破坏、翻滚事故、泄露火灾爆炸、中毒窒息等),而且要对当时的海上环境和LNG船舶本身的状况作出充分的估计,对在引航过程中可能发生的意外情况(如海上风力骤增、船舶失控、能见度变差、气体泄漏等)有充分的心里准备和预案。总之,引领LNG船舶要极其谨慎,小心驾驶。

参考文献:

[1] 薛一东.液化天然气船在上海洋山港引領中的操纵要点[J].中国航海,2013(02) 138-142.

[2] 洪江勇,江玉国,魏伟坚,郭秀斌. LNG船舶海上运输的风险分析及控制[J]航海技术 ,2008(04)33-35.