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LNG罐式集装箱水运风险识别及防控措施分析

2020-05-26 02:07:27 《中国水运》 2020年3期

罗婷婷 李欣欣 鲁亮 常心洁 田靓

摘 要:LNG罐箱运输作为一种新型运输方式,在全球范围内得到了广泛的关注。国际上已开始对LNG罐箱运输的初步尝试,并在试点成功的基础上开展了小规模的商业化运营。近年来中国海油在LNG罐箱运输领域也开展了海上及江海联运等试点项目,并取得成功。本文在对LNG罐箱水运进行HAZID分析的基础上,对港内作业及船舶运输过程中可能遇到的风险进行了总结。LNG罐箱港内作业主要面临的风险有泄漏风险、火灾风险、机械伤害风险以及罐箱跌落风险等,船舶运输风险主要为泄漏风险、火灾风险、罐箱跌落风险、罐箱坍塌风险等。本文探讨了可能引起风险的各种原因,并从技术和管理层面分别提出了风险防控措施。

关键词:LNG;罐式集装箱;水运;风险识别;防控措施

近年来随着IMO限硫政策发布,国际上LNG在水运行业的应用步伐明显加快。其中,LNG罐箱运输作为一种新型运输方式,在全球范围得到广泛关注和实践。目前,国内外多家企业、科研以及监管机构,已经就LNG罐箱水路运输进行了多项理论论证、实船测试及小规模商业运营。这些项目从理论上和实践中充分论证了LNG罐箱水路运输的安全性和可靠性。

1 国内外发展现状

虽然联合国UN橙皮书《关于危险货物运输的建议书》、国际海事组织的IMDG规则和国际集装箱公约均对LNG罐箱海上运输进行了规定,且并未限制大规模的使用,但多年来,国外海上运输仍处在试点阶段,尚未大规模进行。加勒比能源公司于2015年开始将佛罗里达州的LNG罐箱资源通过罐箱出口到加勒比海地区的波多黎各,目前每周一次,每次运15个40英尺LNG罐箱,海运距离约2000公里。2017年4月开始,巴巴多斯开始通过罐箱每周进口4个40英尺集装箱的LNG,以弥补国内供应短缺。美国、葡萄牙、日本都在LNG罐箱水运方面进行过试点,且有小规模投入商业运营的实例。

早在2006年,交通部水科院就受中海石油广东液化天然气公司委托,进行过广西涠洲岛到浙江宁波的LNG罐箱满罐运输和空罐运输的试验。2012年,大连海事大学,江苏、海南、南通、洋浦海事局,海南中油深南石油技术开发有限公司和大连因泰集团有限公司成立LNG联合研究项目组,完成了南通港到东莞虎门港的罐箱运输试验,并在之后由海口到东莞虎门港运送过罐箱300个左右。2018年11月,中国海油进行了从海南洋浦港-山东龙口港-辽宁锦州港的LNG罐箱整船试运,期间130个罐箱内部温度、压力等参数未发生明显变化,一直保持安全平稳状态。此次试运成为国内首次利用LNG罐箱将南方接收站富余产能大规模运往北方地区的有益尝试,开启了“南气北运”新篇章。随后2018年12月,中国海油又完成了山东日照港-南京龙潭港的江海联运试运工作,24個LNG罐箱与其他货物混装,完成国内首次江海联运。

2 LNG罐箱水运风险分析

LNG罐箱水运的风险主要在码头作业和水上运输环节。使用定性风险分析HAZID方法结合LNG罐箱的结构、保温和管路阀门特点,对罐箱水运的5个节点,20多个引导词进行分析,共辨识出60项危险源,分析过程见图2。

码头作业环节主要是识别LNG罐箱在码头作业过程中可能产生的风险,主要识别对象是罐箱吊装及罐箱堆码过程中所产生的风险,主要的风险包括泄漏、火灾风险、机械伤害、罐箱跌落、人身安全风险等。表1中列举了可能码头作业环节引起中等及以上程度风险的风险点。

水上运输环节主要是识别LNG罐箱整船运输所带来的风险,故主要识别对象为LNG罐箱、罐箱附件、船舶本身可能对LNG罐箱带来的影响三个方面。表2中列举了水上运输环节可能引起中等及以上程度风险的风险点。

2.1 LNG罐箱码头作业

2.1.1风险识别及原因分析

罐箱港内作业的风险主要包括泄漏风险、火灾风险、机械伤害风险以及罐箱跌落风险。引起泄漏风险的主要原因包括:阀件损坏、罐箱超压安全阀起跳、外部碰撞、罐箱制造缺陷、人员误操作等。引起火灾风险的原因主要包括:港区发生外部火灾、人员行为不符合港区作业安全规定导致泄漏的天然气被引燃(如使用明火、未着防静电服进入泄漏区域等)、雷雨天气作业、未配备防爆电气设备等。引起机械伤害风险的主要原因包括:吊具维护不当导致吊具失效,人员操作不当。引起罐箱跌落风险的主要原因包括:罐箱吊具、角件缺损,极端天气,吊具设备维护不当,人员操作失误,人员未按照操作程序合规操作,起吊操作程序不完善,装载车辆维护不当、超速过弯或未使用专用车辆等。引起人身安全风险的主要原因包括:天然气泄漏导致窒息;低温BOG或LNG泄漏导致冻伤;罐箱跌落导致砸伤;火灾导致人员烧伤;超压导致人员伤亡等。

2.1.2风险防控措施

风险防控措施应包括技术措施及管理措施两个方面。技术措施主要包括港区及港内作业车辆按标准配备灭火器材以确保具有LNG火灾灭火消防能力;港区作业应按规定划定隔离区,内部禁止明火作业,港区堆场围栏、场区周围安装监控系统、设置警示牌等,以尽量降低外部风险对港区内LNG罐箱的影响;也应实时监控罐箱压力状态,设置安全处置区集中处置,及时安全处置罐内压力过高、安全阀可能随时起跳的LNG罐箱。

风险管理防控措施主要包括:制定管理制度和安全操作规程,在恶劣天气、能见度不良等情况下禁止作业。明确操作规程,严格执行以及装卸作业人员日常培训和管理,规范日常维护管理和营运检查。严格管理承运方操作人员资质,加强安全教育及相关培训工作。制定码头装卸应急预案,对可能发生的超压、泄漏事故、车辆故障或倾覆的处置程序作出相应规定。制定人员防护、人员伤害应对措施。

作业人员同时要有防护措施,所有人员必须配备PPE,按入场PPE进行检查,未配备人员禁入码头操作区域。罐箱车司机和操作人员必须佩戴防冻手套及防护帽,以保证人员自身安全。作业人员入场作业前,必须进行入场安全培训。罐箱车辆入场停车装车必须熄火后,才能进行吊装作业。

2.2  LNG罐箱水上运输作业

2.2.1 风险识别及原因分析

LNG罐箱运输作业可能遇到的风险包括泄漏风险、火灾风险、碰撞风险、罐箱跌落风险、堆码坍塌风险以及人身安全风险等。可能引起泄漏风险的主要原因包括:阀件损坏;罐箱超压安全阀起跳;船舶遭受外部碰撞;罐箱遭受外部机械碰撞(如起重设备失控、高空坠物等);罐箱存在制造缺陷;人员误操作(如管阀误开启)等。可能引发火灾风险的原因包括:船舶发生火灾导致罐箱内部超压泄放被引燃;危险区域内未选用防爆设备导致泄漏的可燃气被点燃;人员行为不符合船上作业安全规定导致泄漏的天然气被引燃(如使用明火、未着防静电服进入泄漏区域等);起居处所人员引发火灾;雷电引发火灾等。可能引起碰撞风险的原因包括:船舶遭受外部撞击(如与他船碰撞);船上机械碰撞等(如起重设备失控、高空坠物)。可能引起罐箱跌落风险的原因包括:罐箱绑扎件失效;未按系固手册或相关标准进行绑扎等。可能引起堆码坍塌风险的原因包括:装船时框架或连接件存在缺陷;安全阀排放的深冷气体导致罐箱框架材料冷脆;船舶遭遇外部碰撞导致绑扎失效引起堆码坍塌等。可能引起人身安全风险的原因包括:天然气泄漏导致窒息;低温BOG或LNG泄漏导致冻伤;罐箱跌落导致砸伤;火灾导致人员烧伤;爆炸超压导致人员伤亡等。

2.2.2风险防控措施

LNG罐箱运输作业的风险同样应从技术及管理两方面进行防控。技术防控措施主要应该包括:罐箱积载区域禁止火源,积载区域设置满足法规对危险货物集装箱船的消防要求。船上罐箱积载区域采用防爆电气设备,安装在罐箱上的电气装置也应为防爆型;罐箱框架设计应对防爆装置、附件进行保护(如阀箱),防止高空坠物及碰撞对其造成损伤;接头附件集中设置,减小被碰损坏概率;堆码计算、规范绑扎、系固罐箱,防止罐箱系固不牢导致罐箱跌落;罐箱安装智能监控系统,对罐箱剩余无损维持时间进行评估,防止罐箱在随船运输过程中安全阀起跳;控制罐箱极限充装率,防止罐箱在运输过程中吸热发生涨罐,导致安全阀起跳;按标准设置管阀接头,控制封头成型后铁素体含量(低于15%),降低管阀泄漏的可能性;在船艏、船艉及中部设置舟车式干粉灭火器或手提式干粉灭火器;加强航行过程中定期巡视,结合罐箱智能监控系统及时發现潜在或正在发生泄漏的罐箱;各处所、甲板区域设置救生、逃生通道;设置警示标牌,禁止非危险情况下主动放散。

船舶运输作业的管理防控措施应该包括:制定应急预案,对可能发生的超压、泄漏事故、火灾、跌落、处置程序作出相应规定;对船长、驾驶员要进行技术把关、严格检查,监督船舶认真贯彻执行有关航行规章制度,特别是有关避碰、雾航和船舶定线制等,进行LNG运输专项知识培训,掌握LNG的基本知识与突发事件处理预案;对船员进行LNG罐箱操作培训,让船员了解罐箱处于正常状态时仪表的显示以及仪表的各种异常显示所表示的问题及应对方案;组织船员进行LNG货物安全应急演练;加强港区通航安全监管,在港区内应加强瞭望警戒,明确统一的声光报警形式;制定不适航天气停航规定,船上用火制度,罐体周围30米内严禁明火,货仓及主甲板范围内全程禁止吸烟,不得进行影响船舶动力和船舶操纵的检修、热工作业、明火作业、加油、加水等可能影响LNG货物安全的活动;建立应急预案工作组,监控运输过程,指挥各方处理突发状况。配备LNG防护服,在应急预案执行时,工作人员必须穿着LNG防护服,避免冻伤。

人员的防护措施主要包括船上应配备必要的安全预案。船上应配备足够的人员防护用具,包括深冷液体操作防护服、防火服、手持式可燃气体探测仪、防静电服及靴子、防爆手电、防爆通讯设备等用具。

3 结论

在国家加快天然气产供储销体系建设,同时推进油气改革的背景下,LNG罐箱运输提供了一种LNG产业链新思路。LNG罐箱运输具有“宜运、宜储、宜海、宜陆”的特点,可以解决以往利用槽车拉运LNG至需求终端耗时较长、隐患较大等问题,同时可健全LNG资源供应体系、构建多层次储气调峰系统、打破现有LNG市场垄断,成为保障国计民生和国家能源安全的重要手段。

LNG罐箱水运是多式联运中的一个重要环节,本文针对LNG罐箱水运的码头作业和水上运输两个环节,使用定性风险分析HAZID方法结合LNG罐箱的结构、保温和管路阀门特点,对罐箱水运的5个节点,20多个引导词进行分析,共辨识出60项危险源,并从技术和管理上对相应的风险提出了防控措施,能够保障LNG罐箱水路运输的安全性。

参考文献:

[1] 田宇忠,刘宇. LNG罐箱整船运输所面临的问题及其解决方案[J].船舶,2018,171(1):19-25.

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[3] 刘铁英,程康,甘少炜.LNG罐箱水上运输标准分析[J].船海工程,2018,47(1):20-25.