战 研 李付博 汪瞻纬 彭 康 刘洪庆

（1.舟山中远海运重工有限公司，浙江 舟山 316131；2.武汉理工大学，湖北 武汉 430063）

作为现代化海洋运输的中流砥柱，集装箱船在全球贸易中发挥了至关重要的作用。为了响应2020年我国首次提出的“3060”双碳政策，适应环保和可持续发展的需求，越来越多的船舶开始采用LNG（液化天然气）双燃料技术[1-3]。由于LNG的高能量密度和易燃性，一旦发生泄漏，将会导致火灾和爆炸等严重的安全事故，造成大量人员伤亡与经济损失。目前，国内外学者对LNG船舶风险评估的研究愈发深入，形成大量LNG船舶风险评估的方法，包括危害辨识分析（Hazard Identification，HAZID）、事故树分析、蒙特卡罗及贝叶斯等方法。研究表明，LNG船舶风险评估是一个动态的过程，需要不断更新和完善风险评估的内容和标准[4-6]。为进一步进行集装箱船风险评估，该文以某型LNG双燃料集装箱船海损修理项目为例进行一系列系统性风险评估，该评估包括船舶机舱、甲板、船体外壳、压载舱和系泊区域等多个敏感区域的研究，以期能够识别LNG集装箱船海损修理的各种潜在风险。在该基础上制定相应的风险管理和防范措施，最大程度地降低事故和损失概率。

1 LEC方法

LEC评价法是对具有潜在危险性作业环境中的危险源进行半定量的安全评价方法。作业条件危险性评价法是通过与项目系统风险有关的3种因素指标值的乘积来评价系统人员伤亡危险的大小。LEC评价法的简化公式如公式（1）所示。

式中：D为危险带来的风险值（对应风险等级见表1）；L为发生事件的可能性；E为人员暴露于危险环境中的频繁程度；C为发生事件会造成的后果。L、E、C取值见表1。

表1 L-E-C表

在使用LEC评价法划分风险等级的过程中，需要优先计算项目系统的前风险值（初始风险等级）、后风险值（实施后风险等级）以及残余风险值（剩余风险等级）。完成计算后，将得到的后风险值与表2进行对照，确定最终的风险等级。风险等级被用于判定危险程度，其中，等级D的值用于识别风险的可接受性。

表2 风险等级表

与HAZID方法相比（HAZID方法早期在对危险源和风险进行辨识和分析的过程中需要准备大量的资料[4]），LEC法耗费的时间与投入的物力都更少，能快速针对风险进行评估和干预。因此，该文主要采用LEC评价法来对“卢浮”轮维修过程中可能存在的危险源和风险进行评估，提出相应的控制措施，不仅降低风险水平，而且保障人员安全。

2 项目案例研究

2.1 项目背景

2022年3月，法国达飞公司的“卢浮”号LNG双燃料集装箱船因艏尖舱、No.2、3右舷压载舱外底板海损亟需进厂维修。船舶主要资料见表3。船上安装Win GD型 W12X92DF主机和6台双燃料辅机，可容纳23000个集装箱，是目前全球最大LNG双燃料集装箱船。同时，该船配置GTT Mark III设计的18600m3LNG燃料舱（舱内装有2×50%的PSV（压力安全阀），位于TCS（接管处所）内，安全阀起跳压力为0.6kg）。船体左右两舷均有1个LNG加液站，左舷侧视图如图1所示。

图1 总布置图–左舷侧视图

表3 船舶主要资料

2.2 海损修理方案

按照舟山中远海运重工有限公司的要求，“卢浮”轮须在LNG舱暖舱状态下进行海损修理。暖舱状态是指在舱内液货卸空后进行的暖舱处理，分为2步：首先，使用高载压缩机从LNG舱气相管抽气，待舱内加热后，通过液相总管送入燃料舱底部去气化后残留在底部的液货。其次，利用高载压缩机从燃料舱底部抽气，通过顶部的气相管送回燃料舱。当暖舱最终状态即燃料舱以及第二绝缘层各点温度均高于5℃时，舱内压力为0.02MPa～0.03MPa。根据提供的信息，“卢浮”轮LNG舱内温度在厂期间会少量升高，在极限状态下，舱内压力最高达到0.51MPa（20℃），不存在负压状况。该文参照理想气体方程式，在暖舱状态下计算LNG舱内剩余的天然气，为海损修理方案制定及风险评估提供依据，如公式（2）所示。

式中：P1为标况下的压力0.101325MPa（大气压强）；T1为标况下的温度253.15K（20℃），273.15K（0℃）；P2为实际压力；T2为实际温度；V1为标况下体积；V2为实际体积。

经过计算，LNG舱在温度为-30℃，压力0.02MPa～0.03MPa以及舱容18620m3的情况下，舱内LNG质量为12.81t～15.15t；当LNG舱达到环境温度（20℃）时，在最大压力0.051MPa的情况下，舱内LNG质量为19.22t～21.01t。

舟山中远海运重工有限公司共有3个船坞、2个船台和8个泊位。根据“卢浮”轮LNG舱剩余天然气计算结果及其主尺度和吃水限制，在厂修理将在4号码头和2号船坞进行。按照要求，需要评估的海损修理方案包括以下2个：1）4号码头（暖舱状态）无须BOG（Boil-Off Gas，蒸发气）管理。2）2号船坞（暖舱状态）无须BOG管理。修理范围包括艏尖舱、No.2、No.3右舷压载舱海损及造船遗留项目所包括的所有主要区域和修理项目类型。

2.3 风险评估

风险评估是船舶验收和维修作业中的关键环节，主要包括维修作业的任务识别、风险源识别与分类、风险值评估与判定以及风险评估表制定4个方面的内容。

2.3.1 维修作业的任务识别

维修作业的任务识别作为风险评估的首要步骤，其主要是梳理船舶维修作业中的各项任务和工作活动，这些任务主要分布在船舶的不同区域（例如主甲板、船尾、船舱等）或者码头、船坞的特定区域。任务的分类应考虑安全区域、危险区域、安全敏感区域以及敏感设备/系统等相关因素。应该详细记录每个任务的具体内容和当前状态，包括进入过程、冷工作（例如管路/设备拆卸、安装、清洁等）、热工作（例如切割、电焊、打磨以及手工除锈等）、打砂/手工打磨/高压水冲洗/油漆、电气项目（不涉及LNG系统）以及吊运操作等。这些维修任务是船舶维修作业中常见且关键的工作活动，同时也是潜在风险的主要来源。

2.3.2 风险源的识别与分类

在任务识别的基础上，需要进一步识别船舶维修过程中存在的潜在风险源，这些风险源可能对工作人员和环境造成不同程度的威胁。对各种工作活动进行分析，识别可能导致物体坠落、着火源、LNG/气体泄漏、排气、失去控制/监测、停电、进入危险区以及破坏正常通道和逃生路线等事故发生的风险源。通过对这些风险源进行分类，可以深入了解其性质和特征以及可能造成的潜在后果和影响范围，为风险评估提供更全面和细致的信息。

2.3.3 风险值评估与判定

为进一步量化维修作业中的风险程度，采用LEC评价法对船舶维修项目的风险值进行评估，计算前置、后置和残余风险值：当未采取任何安全措施时的风险值被称为前置风险值；当采取安全措施的风险值被称为后置风险值；在采取监视措施后得到的风险值被称为残余风险值。当残余风险值仍≥20时，可以判定相关职业在健康和安全方面存在重要的风险。这些评估和判定提供了重要的依据，以保障维修作业安全以及工作人员健康和环境安全。

2.3.4 制定风险评估表

在风险评估的过程中，每一步结果都将填入风险评估规范性表中（见表4），具体流程如图2所示。风险评估结果可作为后续决策的依据。

图2 风险评估流程

表4 风险评估表（规范性）

3 评估结果

根据“卢浮”轮海损修理方案，采用LEC评价法对“卢浮”轮机舱、甲板、机控室以及压载舱等相关待检查修理区域所进行的冷工、热工、电气以及吊运等一系列作业进行海损修理风险评估，计算相应的前置风险值、后置风险值和残余风险值并提出相应的管理措施。下面以四号码头危险敏感区域为例，分析风险评估结果。区域危险源主要分为海损撤离、安装/吊运登船梯以及违反ISPS要求。其中，海损撤离前置风险值D为120，后置风险值D为21，残余风险值D为9。对照风险等级表（表1），前置风险等级为重要危险，后置危险为一般危险，两者均不可接受，需要整改。另外，由残余风险值未超过临界值可知，该职业的健康与安全风险属于非重要级别。因此，为降低风险值，一方面，前置风险发生前须采取相应的措施，例如在船舶的前后各设一个登船梯，上船前进行应急演练，上船前进行安全培训以及保证船方及厂方的广播报警系统可靠等；另一方面，后置风险发生前也可以采取拖轮待命，救生吊笼及门机优先以及船方舷梯/引水梯备用等措施。除海损撤离外，安装/吊运登船梯和违反ISPS要求这2种危险源的前置风险、后置风险和残余风险值分别为45、3和3。综合3种危险源的风险值进行判断，如果活动状态为PWC，那么在落实安全措施的前提下可以重点执行。另外，在进行相关项目的热工作业的过程中，危险源主要为气体释放区域的着火源。根据LEC评价法得出其前置风险值D为1200，远远大于临界值320，危险级别处于极其危险，应立即停止作业。为了避免该项危险发生，需要在前置风险发生前采取相应的措施，例如在开工前进行HSE培训，保证在施工前交底；距离透气源10m的安全距离，拉好禁区，在10m范围外动火，做好专项策划并采取措施，防止火花落入禁区；当舱室压力大于0.05MPa时，系统转化为通过船方设备（GCU）进行燃烧。与前置风险相比，后置风险值和残余风险值远低于临界值20，因此其危险级别为轻微危险，可以接受，无须再采取预防措施。在进行“卢浮”轮海损的修理过程中，冷却水压力不足、冷却水管损坏、透气桅潜在气体释放、LNG舱室加热以及应急撤离等为重要风险源，且这类危险源的前置风险值远远高于后置风险值及残余风险值。结合风险评估结果与厂内专家小组意见，“卢浮”轮海损修理过程采用以下建议项，见表5。

表5 “卢浮”轮海损修理过程建议项

4 结论

针对LNG双燃料集装箱船海上运营过程中所面临各种潜在的风险和海损修理需求，该文以全球首例最大的LNG双燃料集装箱船—“卢浮”轮为例，基于LEC评价法开展船舶海损修理风险评估研究，并针对风险评估结果提出相应的措施，得到以下4个结论：1）通过LEC评价法计算前风险值、后风险值和残余风险值3种状态值确定风险等级，能够对LNG船维修过程中存在的危险源和风险进行评估。2）在LNG双燃料集装箱船带气修理过程中，首先，针对LNG舱室、LNG舱阀后相连管路、LNG透气桅等特殊风险源进行有效的风险管理，一定程度上可以有效地避免意外事故。3）船舶危险敏感区域风险评估结果表明，大多数风险的发生主要来源于安全措施不足。因此，在前置风险产生前采取相应的安全措施，可以有效避免维修过程中的风险。4）LNG双燃料技术的广泛应用说明船厂带气修理逐渐成为常态化趋势。在这样的背景下，各大船厂应积极采取措施，制定带气修理标准，规范操作行为准则，以预防潜在风险发生。