凌黎华 徐春晖

摘  要：LNG双燃料动力船舶的应用已经进入快速发展阶段，LNG因具有其特殊的理化性质，LNG燃料动力船舶与传统燃油动力船舶的动力系统有着显著差异。为了更好地做好对该类型船舶的海事安全监管和保障工作，本文从LNG双燃料动力特点入手，在分析潜在风险的基础上，提出对于LNG双燃料动力船舶安全监管建议，保障新型能源船舶快速发展。

关键词：LNG双燃料;风险分析;安全监管;建议

0 引 言

2011年7月，国际海事组织MEPC（70）会议通过了MARPOL附则VI《防止船舶造成空气污染规则》修正案，要求到2020年，船舶燃油含硫量必须低于0.5%，并且，从2015年起，进入波罗的海、北海和北美沿海水域、加勒比海等硫排放控制区（SECA）的船舶，其燃油含硫量必须低于0.1%;氮氧化物排放分3个阶段控制，从2011年起，全部公海实施Tier II标准，从2016年起进入北美、加勒比海等氮排放控制区（NECA）的船舶全部实施Tier Ⅲ标准，排放量相比TierⅠ标准降低约80%。而使用低硫燃油、加装脱硫装置以及使用LNG等清洁能源是目前降低船舶硫排放的主要措施。不过，与使用LNG相比，其余方式虽能使硫排放达标，但产生的油污、洗涤水、氮氧化物、碳氧化物及颗粒物仍会对环境造成较大污染。

LNG有着“未来燃料”的美誉，在作为船用燃料方面也越来越受欢迎。研究表明，使用LNG燃料能减少氮氧化物排放近90%，减少二氧化碳排放量25%～30%，硫氧化物和颗粒物排放则几乎可以忽略不计。正是由于LNG良好的环保性能，世界各国和地区为应对严格的船舶排放控制要求，均大力发展LNG双燃料动力船舶。如欧盟先后制定了《欧洲替代燃料基础设施指令》、欧洲替代能源交流战略交流机制、欧盟应用LNG综合框架行动方案，特别在LNG新建船舶、加气站等采取了减税、资金补贴等激励措施;挪威早在2001年就率先制定LNG船舶检验规则，当前，LNG双燃料动力船舶的应用已经进入快速发展阶段。欧洲、美国、日本、韩国都在LNG双燃料动力船舶的设计和生产使用上取得了长足进展。我国自从2010年第一艘双燃料主机系统改造船营运以来，各地都在积极开展LNG能源船舶新建、改造和试点工作。

2020年9月22日，由沪东中华造船（集团）有限公司为法国达飞海运集团建造的世界首艘23 000 TEU双燃料动力集装箱船“达飞雅克萨德”轮在上海长兴岛造船基地交付，并于9月24日首次停靠上海洋山港。2020年12月17日，国内首艘万吨级特定航线江海直达双燃料集装箱船“湘水运26”轮靠泊上海洋山港。截至2020年底，我国国内航行LNG燃料动力船舶已建成290余艘，全球有190艘LNG燃料动力远洋船舶运营，还有更多的在建船即将投入市场。在此背景下，如何更好的对LNG双燃料动力船舶的监管，已经是海事部门的重要议题。

1 LNG双燃料动力船舶特点

LNG双燃料动力与常规燃油动力存在差异，在LNG动力船上，典型的气体燃料动力系统包括：燃料充装、燃料围护、燃料供应以及相应的控制系统等[1]，以保障将使用LNG燃料对船舶、船员和环境造成的风险降至最低，如图1所示。

1.1 加气站

加气站一般包括气体燃料充装管路以及回气管路，回气管路主要用于蒸发气体返回充装站和可能的转移装置，该转移装置用来平衡气罐压力。充装站一般布置在具有良好自然通风条件的开敞甲板上。围蔽或半围蔽的充装站应经风险评估和特殊考虑。

1.2 围护系统

围护系统是包括燃料舱接头在内的用于燃料储存的装置。它包括附件、所设的主屏壁和次屏壁以及附属的绝热层和屏壁间处所，还包括必要时用于支持这些构件的邻接结构。

LNG双燃料动力船舶的燃料舱分为多种，独立性液货舱是完全由自身支撑的液货舱，它不需要参与分担船体强度，不构成船体结构的一部分，根据其设计压力和外形结构可分为A型、B型和C型。薄膜型液货舱属非自身支持的液货舱，薄膜作为主屏壁不能独立承受燃料重量，需要船体结构对其予以支持。目前各种燃料舱都有相应规模的市场，其中A型、C型和薄膜型燃料舱是目前航运市场应用较多的。

LNG双燃料动力船舶的接头处所主要是为了保障燃料舱（布置在开敞甲板也可设置接头处所）的安全和基本功能的实现。因为气罐安全附件中存在大量低温阀件，相比较燃料舱体和输气管路，这些阀件及阀件的接口处存在更大的泄漏概率，LNG双燃料动力船舶的接头处所用来围堵燃料舱泄漏的LNG，同时防止NG扩散，避免人员误操作和因此造成的机械损伤。

1.3 燃料供给系统

燃料供应主要通过BOG压缩机、LNG蒸发器、NG加热器、燃气缓冲柜等设备作用，共同为主、副机、锅炉提供满足其使用要求的气体燃料。燃料供应系统主要分为三个步骤 ：燃料舱内的浸没式泵把液体至LNG蒸发器，控制压力温度至许用范围，经由燃气缓冲柜输送至主副机;BOG通过BOG压缩机控制输送压力，NG加热器控制温度，再经由燃气缓冲柜输送至主副机;BOG也可通过压缩机输送至双燃料锅炉（作为GCU的替代），紧急工况时，BOG 可通过旁通路自由流动至锅炉[2]。

与燃油供应不同的是，LNG燃料供应过程中要完成从液体到气体的相态转变，因此，需要对液体燃料进行加热，加热后产生的气体燃料还可能需要进行加压，然后再输送至发动机。

2 相关相关公约和法规

2009年召开的海上安全委员会第86次会议（MSC 86）通过了《船上天然气燃料发动机装置安全临时指南》。随着天然气燃料动力船的进一步发展，IMO着手将“指南”升级为国际规则，即制定“气体和其他低闪点燃料船舶安全国际规则”（IGF 规则）。经过10多轮的反复讨论，終于在2014年9月召开的CCC 1次会议上，完成了对IGF规则主体，即天然气动力船舶部分的定稿，并递交MSC 94批准，同年11月，MSC94批准了IGF规则，2015年6月召开的MSC 95正式通过了IGF规则，于2017年1月1日正式生效。

IGF规则要求系统在安全、可靠性和独立性方面应与新型或类似的常规燃油动力系统所达到的水平相同，应对燃料供应、储存和充装装置进行安全和合适的布置，以使其在不泄漏状态时能接收和围护燃料。在必要时，系统的设计应能防止在所有正常工况下进行排放，包括未工作期间，目的是为使用低闪点燃料的布置、安装、机械控制与监测、设备和系统提出强制性要求。确保符合IGF规则船上的船员具备任职资格、接受培训和丰富经验，同时确保使用气体或低闪点燃料的装载、储存、操作、维护和检验等操作程序给人员、船舶和环境带来的风险降低到最小。

2008年，CCS发布了《气体燃料动力船检验指南》（2008），该指南适用于以液化石油气（LPG）和压缩天然气（CNG）为燃料的内燃机动力装置船舶，2011年发布了《气体燃料动力船检验指南》（2011），新版指南明确船舶可使用LNG作为燃料，船舶动力装置可使用单一燃料（气体）或双燃料（气体和燃油）模式，2013年依据相关研究成果在全球率先发布了《天然气燃料动力船舶规范》，规范将船舶的适用范围从国内航行船舶拓展至国际航行船舶，分别于2017年和2018年发布了3次《天然气燃料动力船舶规范》变更通告，并于2021年发布了《船舶应用天然气燃料规范》（2021）（《规范》），交通运输部海事局于2018年发布《天然气燃料动力船舶法定检验暂行规则》（2018）（《规则》）。

《规则》和《规范》制定目的是为天然气燃料动力船舶相关的机械、设备和系统的布置、建造和安装提供标准，规范明确了适用范围，明确了船舶设计与布置以及管路的相关要求，对燃料维护系统、加注以及动力系统进行了分类阐述，在保障船舶安全性方面对消防、防爆、机械通风、电气装置等标准明确。适应了我国LNG双燃料动力船舶设计、建造和检验的需求，也是对于海事监管的有力支撑，对引领和推进我国天然气双燃料动力船舶发展具有积极作用。

3 船舶潜在风险分析

3.1 LNG的特殊理化特性导致潜在的系统性风险

《IGF规则》为使用低闪点燃料船舶的布置、安装、机械控制与监测、设备和系统提出强制性要求，从而将使用低闪点燃料对船舶、船员和环境造成的风险降至最低，力求系统在安全、可靠性和独立性方面应与新型或类似的常规燃油动力系统所达到的水平相同。

LNG是以-163℃的深冷状态储存在燃料舱内的[3]，再根据燃料发动机要求，将 LNG气化加热再输送到发动机或其他用气设备中。在天然气供气过程中，LNG通过一定的方式增压后进入气化加热设备，被加热介质加热到用气设备所需的温度，系统中的主要设备包括增压泵和换热器。

与常规燃料相比，LNG的主要风险体现在深冷和可燃特性上，深冷特性会造成与 LNG 直接接触的甲板、舱壁发生裂纹甚至冷脆断裂，可燃特性会导致火灾甚至爆炸。

3.2 LNG加注作业过程中的风险

LNG双燃料动力船舶的加注作业涉及相关设备为软管、加注臂、加注接头等连接设备和拉断阀、紧急脱离装置、应急切断（ESD）、消防系统等安全设备，以及辅助加注作业进行的例如系泊设备、碰垫、通讯系统等辅助设备。

在加注全流程作业中直接面临着深冷及蒸汽控制的问题[4]，需要在加注之前进行管路的管系预冷、惰化、扫吹，加注之后继续对管系进行同样的操作。同时，两个过程都要在操作过程中严格控制传输速度和燃油舱压力，保证燃料舱的稳定性。

加注船靠泊作业时，船速会降低到一定程度，这时候水流的变化、风浪的影响导致舵效不明显，极端天气情况下如台风、雷暴、能见度的高低都能影响作业的安全性，严重时甚至会发生两船碰撞引发后续的泄漏危害。

在加注过程中，防止天然气溢漏而产生的爆炸性气体环境，需要划定作业危险区（加注作业现场危险区域）、限制区域（加、受注船分别划设）、警戒区域（外围管控水域与加注船保持安全宽度），并制定相应的管控措施，杜绝因加注场所周围的电气设备或者非防静电工作鞋、服和其他火源等产生危害作业和水域安全的严重后果。

3.3 船员的操作性风险

LNG燃料动力船舶的LNG燃料舱，加注站管系、阀门、控制系统、探测报警系统等一系列设备设施维护等级要求更高，需要更加专业谨慎的操作和细致频繁的巡检来确保储罐中LNG的温度、压力的稳定及相关管系的有效密封，这些额外的操作对船员提出了更高的要求。

LNG燃料维护系统已确定结构失效导致临界状态的可能性极低，如果不能排除主屏壁泄漏的可能性的围护系统，应会设有能安全处理泄漏的部分次屏壁和小泄漏保护系统达到临界状态前能可靠探测到的失效形成过程（例如通过气体探测或检查）应有足够长的形成时间以采取补救措施，在此期间如果相关船员未及时发现问题，并按照相应的操作手册正确的话，可能会造成严重的后果。

加注LNG作业过程中，双方船舶作为新型船舶且加注流程程序较多，同时现实中加注作业较少，缺少经验积累，人员的管理、操作经验、应急措施都会影响加注作业的安全性。

4 海事安全监管建议

4.1 练好内功，不断提升安全监管水平

LNG双燃料动力船舶近几年呈现了高增长趋势，面对新形势，主管机关需要组织基层执法人员对该类船舶检查的培训，以《IGF规则》《天然气燃料动力船舶法定检验暂行规则》为准，加强系统的理论学习;采取跟船随访、船厂建造一线参访等方式进行现场学习，了解船舶建造的风险评估，掌握LNG燃料动力船的安全布置要求，LNG泄漏监控与报警系统以及通风、消防等要求;编写相关检查指南，為一线执法人员的检查提供更为高效的技术指导。

根据国内LNG加注作业的配套政策，重点做好船对船的LNG加注作业监管研究，目前洋山港海事局正在进行LNG燃料动力船舶检查相关指南的编写和LNG燃料动力船舶加注作业方面的监管研究。

4.2 把好关口，切实提升船员实操能力

在STCW公约中涉及LNG燃料船舶船员培训的主要要求在MSC.396（95）和MSC.397（95）两个决议案中[5]。其中，在MSC.396（95）决议案中要求LNG双燃料动力船舶的高级船员，水手和其他人员的强制性培训和资质最低要求;MSC.397（95）主要对于STCW公约A部分修订。在该决议中包括了LNG雙燃料动力船舶船员的基础培训和高级培训的具体培训内容。

我国主管机关对于对于海上LNG双燃料动力船舶船员的培训发布了理论知识要求大纲，目前是各培训点根据根据培训大纲要求编制具体的培训教材，2021年10月26日，上海海事局辖区首期使用气体或其他低闪点燃料船舶船员培训在上海海事大学也已正式开班，并于11月16日为培训合格的首批双燃料动力集装箱船舶船员颁发了合格证书。

建议主管机关强化船员考试管理，提高船员培训质量，促进船员职业技能和综合素质进一步提升，保证培训全过程能够统一标准，严把教学质量关，从根本上提升船员实操能力。

4.3 多方联动，构建共同应急处置体系

一是加强理论探索，对LNG泄漏、爆炸等模型深入进行研究，积累数据，为LNG双燃料动力船的应急技术和方法的开发提供理论基础;二是明确应急要求，制定LNG双燃料动力船舶、加注站应急预案编写指南，督促公司、船舶制定预案，开展应急培训教育，配备应急设施，开展应急演练;三是加强监管部门联动协作，建立地方应急预案，构建涵盖海事、应急管理、港航、环保等部门的应急响应体系，一旦发生突发事故能迅速响应，及时处置，减少损害。

4.4 正确引导，督促企业压实安全生产主体责任

机关对企业健全公司管理体系进行详细的指导，要求航运公司依照有关安全生产法律、法规和规章的要求，结合工作实际，根据LNG双燃料动力船舶的特殊性，制定公司内部安全生产规章制度，进一步指导船舶的日常管理。

督促航运公司严格落实安全生产主体责任，要求航运公司根据LNG双燃料动力船舶的技术状况，运用多方资源，制定培训手册，做好船员的岗前、在岗期间的培训，尤其加强安全操作、LNG燃料相关的设备保养以及消防等培训。航运公司要通过采取教育培训和激励等措施，促使全体员工牢固树立“安全就是效益”的理念，真正认识到安全是发展之本。

5 结 语

自从国际海事组织实施排放控制区相关要求以来，海运业正式进入了低硫低碳的时代。LNG作为清洁高效的船舶燃料，加上完备的公约、规范和技术积累，极大的推动了LNG双燃料动力船舶的发展，海事监管部门面对航运业的新趋势，不仅需要积极的从公约、法规、行业规范等多方面参与其中，更是要从船舶安全检查、船员培训、船舶LNG燃料加注等多点发力，做好相关配套措施的研究和落地，并且持续完善，为LNG双燃料动力船舶织就一张安全之网。

参考文献

[1] 甘少炜，雷伟. LNG双燃料动力船舶技术全景扫描[EB/0L]. 中国船检，2018.7.23.

[2] 黄津津，龚旭诚.22000标准箱集装箱船双燃料系统危险识别[J]. 科技论坛，2018（5）：127-133.

[3] 焦光远.LNG运输与动力驱动船舶的安全管理[J]. 世界海运，2014（37）：55-58.

[4] 汪侃，岳修维 .LNG接收站BOG产生与处理过程风险评价及应用[J]. 天然气与石油，2020（6）：114-121.

[5] 曹亮，张守俊，李荣辉，贾宝柱，黄振凯.使用气体或其他低闪点燃料船舶船员培训内容与实施建议[J]. 航海教育研究，2020（2）：41-45.