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从能源的利用角度看，天然气是绿色能源，也是全世界的首选能源。着眼于长远，许多国家进口液化天然气(Liquefied Natural Gas，缩写为LNG)。为了弥补我国的能源缺口，改善能源结构及生态环境，国家 1999 年 11 月批准了广东LNG一期项目的立项。随后，福建LNG，浙江 LNG，上海 LNG，山东 LNG，辽宁大连LNG，江苏南通 LNG等项目相继上马或开始前期工作。目前，广东大鹏LNG一期项目已经完成工程量的一半以上， 与之相配套的采用薄膜型技术的LNG船舶也已经在上海沪东船厂建造。这是我国港口建设和修造船业发展的新机遇，也给船舶管理和海事监管提

2、出了新挑战。1 LNG 的危险特性(1) 易燃易爆 :天然气，不论气态还是液态，均属于高度易燃易爆物质。LNG火灾特点是： ?火焰传播速度较快；?质量燃烧速率大，约为汽油的2 倍；?火焰温度高、辐射热强，易形成大面积火灾；?具有复燃、复爆性，难于扑灭。(2) 低温 :天然气主要成分是甲烷，也包括一定量的乙烷、丙烷和重质碳氢化合物，本身无色、无味、无毒且无腐蚀性。但为了便于船舶运输，LNG都以低温常压方式储存，工作温度-162 。天然气冷却至约-162 ，由气态转变成液态，称为液化天然气，体积约为同量气态天然气体积的1/600 。如此低温物质一旦泄露，若接触到作业人员，就会造成严重冻伤；若接触到

3、常温管材或设备，就可能发生脆裂现象。(3) 易蒸发 :LNG(按甲烷考虑 ) 的沸点是 -162 ，易蒸发。 LNG存储设备及管道也因 LNG的低温而极易吸热。随着温度升高， LNG的蒸气压迅速增大。因此，储罐、蒸发器及管路等设备应有足够的强度， 同时应具备相应的泄压措施， 以防止温度升高时容器胀裂导致LNG泄漏。LNG一旦从储罐、管道或其他设备泄漏出来：?一部分立即急剧气化，与周围空气混合生成冷蒸气雾，在空气中冷凝形成白烟，再稀释受热后与空气形成可燃性气云。可燃性气云若遇到点火源，将引发闪火或蒸气云爆炸等事故。?如果泄露的LNG数量较大，未立即蒸发的部分在地面上形成液流，若无围护设施，就会沿

4、地面扩散，遇到点火源便可引发池火灾。(4) 其他危险特性 :LNG还具有易扩散、流淌、易产生静电和发生罐内翻滚、分层等危险特性。2 LNG船舶的分类及其特点:LNG运输船， 是指载运LNG的专用船舶。 这类船舶目前的标准载货量在 1215 万立方米之间。一些国家已经能设计16 万立方米、 20 万立方米、甚至30万立方米的LNG船舶。但是由于受到港口码头和接收站条件的限制，LNG船舱容量可能会稳定在 10 多万立方米的水平。该类船舶的设计，考虑的主要因素是能适应低温介质的材料，和对易挥发、易燃物质的处理。LNG船舶是高技术、高附加值的船种之一，它的使用寿命一般为 3540 年。这种船舶依液货舱

5、结构的不同，主要分为3 种。(1)MOSS型船舶 ( 独立球型液货舱): 此型船舶由挪威首创，1973 年首次推出，其后依次为美国、 德国、日本和芬兰所采用。日本航行的液化天然气船大部分都是此种类型。球罐采用铝合金或9%镍钢制成，板厚按不同部位在30169mm之间；隔热采用300mm的多层聚苯乙烯板，如图1 所示。MOSS型船舶的优点是： ?结构简单，应力分析容易；?铝合金结构牢固，只要不发生直接碰撞，不会损伤；?安装也简单， 内部没有扶强材， 能单独建造并缩短施工周期，检查质量容易，安全性好；?液面晃动效应少，不受装载限制；?初期投资较少。缺点是：?船舶有较大的尺寸，甲板有大开口，甲板结构不

6、连续，应力集中点多；?液货重心高；?操纵困难，特别是在甲板上部受风面积大，在大船上，尽管尾楼比油船要高出好几层，但驾驶台视线仍不理想。(2)Membrane 型船舶 ( 薄膜型液货舱 )Membrane 型技术，首先由法国开发，分为薄膜GT(Gas Transport)型和薄膜TG(Technigaz) 型两种。但随着Gaz Transport公司和 Technigaz公司于 1994 年合并为Gaztransport & Technigaz(简称 GTT)，液舱形式被统称为GTT薄膜型，分别用Mark 和 NO标示其区别。目前，薄膜型LNG船的液货舱，按其采用绝热材料和施工方式的不同，分为G

7、TTNO96型和 Mark III型等两种。为了确保船舶材质在-162.5 的低温下不会脆裂，此种液化天然气船的槽边均由铝或不锈钢制成。为防止液化天然气蒸发产生高压，槽体设置隔热层，使外界热量不能进入槽内，如图2。Membrane型船舶的主要优点是：?由于内壁用薄膜做成，薄膜内壁比传统的舱壁要薄的多，消耗的镍钢材料少( 这里用镍钢并非防腐蚀，而是防止低温脆裂) ，减轻液舱的结构重量；?预冷的时间缩短；?驾驶台视角广；?船型瘦削，受风面积小，推进效率较高。缺点是：?结构复杂：?对管理要求较高；?舾装周期较长；?全部液舱的薄膜和绝热装置都要进行全面试验，包括在低温条件下周期性载荷的疲劳试验。(3)

8、SPB 型船舶 ( 自立方型货舱) ：SPB型 LNG船，液舱与船内壁留有较大空间，液舱中部设有防止液体流动的隔壁，是日本石川岛播磨重工独立开发的技术。因为可用于20 万立方米的大型LNG船舶，备受关注。SPB型船舶的优点是：?液舱与船内壁留有较大空间，便于检查液舱外部，维修容易，也易于安装；?液舱中部设有防止液体流动的隔壁，不存在晃动问题，船舶也比较好操纵；?设计时，其安全性由准确的有限元分析及实验确认，是它的最大优点。目前，全球营运中的大约140 艘 LNG船舶，主要是Membrane(薄膜型货舱 ) 和 MOSS型 ( 球形货舱 ) 等两种。其中，MOSS型船舶，由于在早期的LNG海运中

9、占有较大优势，而且具有货物装载限制较少等使用操作上的优点，目前处于优势地位，总数居第一位，占到一半以上。但是，新的LNG船舶订单，薄膜型占据了三分之二强。从总体上看，薄膜型LNG船舶，在船型性能方面优于MOSS型，是 LNG船型的发展方向。但是它的建造周期长。3 LNG 船舶安全管理探讨：LNG船舶的发展和LNG项目的建成投产，将给船舶管理和海事监管带来新的压力。首先，大型LNG船舶和码头存储设备，存储量巨大，属于特别重大危险源。第二，随着国内各港吞吐量增长，船舶通航密度不断加大，通航环境复杂：?LNG船舶操作难度加大；?需防止其他各类船舶事故对LNG船舶和 LNG码头的影响， 特别是要防止油

10、轮或危险化学品船舶的泄露、溢油或火灾爆炸等事故的发生。此外，还必须防止灾害性天气导致船舶发生走锚、飘移等导致碰撞LNG船舶或码头的事故发生。故提出以下建议。(1) 严格执行ISM 规则： LNG船的船公司和船上人员，要重视LNG船舶的安全管理，有必要参照西方国家LNG船舶管理的规程，结合设备制造商所提供的安全运行指南，制订相应的安全操作规程， 规范 LNG船舶机电设备运行操作管理，装卸货管理和检验检查制度，规范职务功能和标准，制订和建立一套科学、系统和程序化的安全管理体系，确保维护、保养、故障处理的制度化和规范化。还要借助SMS强化船岸人员的安全意识。发证机关要严格审核和认证。(2) 加快海事

11、主管机关专业人才的培养，强化人员培训：对LNG船舶的安全监督管理的重任，毫无疑问地落到了海事部门的身上。虽然我国海事主管机关对液化气船舶的安全监管己有多年经验，但是LNG船舶比起其他液化气船舶，具有许多特殊性，危险性更大，安全监管要求更高，且LNG船舶在我国港口目前尚未出现过，没有现成的安全监督经验可借鉴。因此，对LNG船舶的安全监督管理工作任重而道远，应引起足够的重视：?须加大投入，加快LNG船舶监管专业人才的引进和培养以及相关人员的培训工作；?加强对 LNG船舶海事安全监督管理的研究；?为在 LNG船舶工作的驾驶、轮机人员实施强制培训和持证上岗做准备，现在就着手制订 LNG船舶特殊培训、考试、发证办法、相应的培训大纲( 包括培训和实操内容、安全运行规则等 ) 、试题库等。(3) 制定 LNG船舶进出港的安全措施可能包括：?正常情况下， LNG船舶不得夜间在港内航行和靠离泊。?LNG船舶由高级引航员引航。?LNG船舶港内航行，港区实行交通管制，包括： LNG船舶避免与其他船舶在进港航道交会，严禁相互追越； LNG船舶，前方由海事巡逻艇清道护航；后方用消拖两用船护航；除监护船舶外，LNG船舶前后2.5