LNG船舶加注方案的优化选择

摘要：本文首先分析了LNG船舶加注过程中的产业政策、风险和技术特点，然后对槽车对船加注、岸站加注、加注船加注和趸船加注等主要船用LNG加注方案进行对比分析，优选适合我国内河航运的加注方式。

关键词：LNG动力船舶LNG船舶加注方案产业政策

中图分类号：C35文献标识码： A

2014年我国九省二市联合建设“长江经济带”已升至为国家战略，结合与东盟各国共同建设“海上丝绸之路”的合作目标，我国航运事业正处在黄金发展期。目前，我国航运普遍存在船舶装备老化、能耗高的问题。采用液化天然气（LNG）作为船用动力燃料，可以有效降低污染物排放，并且比石油有着明显的价格优势，经济效益显著。发展LNG动力船舶及相关配套设施对于我国航运的节能减排具有十分重要的意义，将逐渐成为我国航运（尤其是内河航运）船用的主要燃料之一。

1 产业政策

近年来，国家制订了关于节能减排、推广清洁能源的政策和措施，使得LNG动力船舶和相关产业的发展成为交通和能源界的关注焦点。

2011年1月国务院《关于加快长江等内河水运发展的意见》提出，将内河水运发展上升为国家战略，提出要利用l0年左右的时间，建成畅通、高效、平安、绿色的现代化内河水运体系。

2011年9月，交通运输部《“十二五”水运节能减排总体推进实施方案》提出试点应用内河柴油和LNG 混合动力船舶技术。

2012年10月，国家发改委公布的《天然气利用政策》将在内河、湖泊和沿海航运的以天然气（尤其是液化天然气）为燃料的运输船舶列为最高级别的优先类。

2013年11月，交通运输部印发《关于推进水运行业应用液化天然气的指导意见》，提出到2020年，内河运输船舶能源消耗中液化天然气(LNG)的比例将达到10%以上，绿色水运建设步伐进一步提速。

2014年9月，国务院印发《关于依托黄金水道推动长江经济带发展的指导意见》，意见指出长江是货运量位居全球内河第一的黄金水道，目标是将长江经济带建设成为具有全球影响力的内河经济带。

2 LNG船舶加注风险分析

2.1缺乏相应的船舶加注规范，导致管理漏洞，从而引发潜在风险

已经颁布的涉及LNG储运、加注的标准主要有《液化气体船舶安全作业要求》、《散装运输液化气体船舶构造与设备规范》、《液化天然气车辆燃料加注系统规范》、《液化天然气码头设计规程》和《液化气体船舶水上过驳作业安全准则》等。船用LNG目前在国内还属于比较新型的产业，各项标准化工作才刚开始，因此标准中也只是涉及到指导性的意见，缺乏具体的实施过程和参数，这些都有待进一步细化。

2.2港内通航水域带来的风险

当LNG船舶在港口内进行加注作业时对船舶间的回旋半径和安全距离都有特殊的要求。港口内船舶众多，LNG船舶吃水浅，受风面积相对大，船舶操作稳定性不好，加上加注时燃料的动态不稳定性，这些因素加大了LNG动力船舶在港口内靠岸加注的难度，增加了安全隐患。

2.3港内加注作业不确定因素导致事故发生几率增加

船舶容易受到风浪、天气、季节等环境因素的影响，这些不可控因素将在一定程度上增加事故发生概率。另外，船舶加注LNG燃料作业期问，需要船员、系泊员、消防员、拖轮船员、加注员等多个部门多方的协调统一才能完成。在作业过程中，由于缺乏涉及加注标准的具体实施细则，人为的不安全行为也可能会导致事故发生。

3船舶加注的技术特点

3.1加注过程

装船过程中打开液相线和气相线上的气动切断阀后批量控制器调解到小开度（5％），小流量对装卸臂进行预冷，必须当装卸臂进入冷冻完全后才能进行装船操作，这时候批量控制器调节阀到设定的正常装卸流量进行正式装船。液相线和气相线要安装安全阀，橇装架外侧安装专用的LNG批量控制器和紧急停车按钮。装船气相线依次安装气动切断阀、温度变送器以及压力变送器，然后连接气相装船臂；装船液相线依次安装质量流量计、流量调节阀、气动切断阀、温度变送器以及压力变送器，然后连接液相装卸臂。

为防止空气进入，装卸臂上必须安装切断球阀，即使在非装船状态下，切断球阀要靠船关闭。装卸臂的旋转接头一般采用氮气密封结构，使其滚珠轴承内处于干燥的氮气的非氧化环境。系统中的流量调节阀要可靠地控制装船流量，如果装船流速过大将会存在安全隐患；如果装船流速过小，则产生的BOG量较大，装船时间长，效率降低，故一般采用直线型调节阀。

3.2停泊和离泊操作

船体在停泊和离泊过程中要控制好船体的位置，各部门的协作统一是关键。引航员要随时与船体保持联系，在距离接近时，控制余速，保持慢速，不断观测位置的变化情况。在船体与加注设施相距一定距离时，需调整船体使之平行或接行，防止发生碰撞事故。

在风大、流急时停泊或离泊，船首将外张或靠近过快，船首拖轮要全力顶推使船首不至外张(或靠近)过快，避免船尾接近太快造成上层设备或设施触碰受损。

4 LNG船舶加注方案的优化选择

结合前面对风险和技术特点的分析，加注是水路运输液化天然气（LNG）供应链中的关键环节。目前，船用LNG加注方案主要有槽车对船加注、岸站加注、加注船加注和趸船加注等。下面对主要的加注方案进行对比分析。

4.1槽车对船加注

槽车对船加注是通过将LNG通过槽车运至码头岸边，直接给小型船舶加气，该种加注方案随意性大，难以监管，存在一定风险。船上整体换罐是将船上的小型LNG储罐和钢瓶进行整体更换，这种方式的主要弊端是操作难度大，危险系数大。国内的LNG槽车储存容积一般不超过60m3，因此这种方式的供气能力十分有限，只适用于试验阶段和小型船舶，不适于长远发展。

4.2岸站加注

岸站加注是在码头近岸地带建设大型LNG储存设施，通过低温管廊和装卸臂为船舶进行加注。岸站加注的方式和规模比较灵活，加注能力大，加注速度快，可以为大型船舶加注，也可以与陆上LNG站场合建。岸站加注方式对码头条件有要求，选址受到一定的限制。岸站的前期建设投资很高，适合规模化发展，投产后经济效益也较好。

4.3加注船加注

加注船加注是指一定储存容积的LNG母船采用船对船的方式给LNG动力船舶加注，母船从岸上大型LNG储存设施获得LNG，然后对目标船舶进行加注。加注船加注的方式机动，灵活，服务范围广，但不适合恶劣天气。加注船应配置适当的护舷材料和充足、牢靠的锚绳/锚索。加注系统的设计应保证加注船和接收船均能安全、有效地移动。这种方式存在一定的风险，适于沿海水域或者锚地加注。船对船燃油加装已经实现了这种方式，但是LNG加注母船的制造难度较大，目前尚未真正实现。

4.4趸船加注

趸船加注是通过水上可移动式小型储气趸船直接给LNG动力船舶加注。LNG从岸上槽车转运至趸船上的LNG储罐，再通过趸船上的低温泵和加注臂对LNG动力船舶进行加注。趸船建筑的式适合洪水期与枯水期水位变化较大的内河水域。同时，趸船相对固定，利于风险控制。这种方式比较灵活，但供气能力不大。加注趸船的投资较高，尽管近期难以有理想的投资收益，但市场前景良好。

4.5方案的优化选择

海上加注的环境条件较为恶劣，风险更大，对技术要求很高，暂时尚无成熟的案例。目前，我国LNG动力船舶均为内河船，船用LNG加注的目标市场也主要为内河航运市场。

上述每种加注方案都存在各自的优缺点，应用时需综合考虑其投资成本、建设周期和适用范围。对于我国内河水域的加注方案要根据我国内河船舶燃料加注的实际情况和国内河水域实际情况,综合水域特点、输送距离、交通状况、容量、加注频次、安全性、周边其它加注站以及岸上LNG 需求等因素。对于像长江干流的上游水域，由于丰枯水位落差较大，适合趸船-船加注方式。长江中游水域的洪水期与枯水期水位变化时岸堤与航道之间距离大，优先考虑加注趸船的形式；在加注规模大、码头建设条件充分的地段，也可选择岸站加注方案。

5结语

LNG船舶加注方案的选择要综合考虑水域特点、存在风险、航道容量、交通状况、岸线、水文、航道条件和上下游市场情况等因素选取加注方案，在实际工作中要做好实地考察，然后进行合理选择和规划，确保LNG船舶加注的安全、可靠、经济、高效。

6参考文献：

[1]熊光德，毛云龙．LNG的储存和运输[U]．天然气与石油，2005，23(2)：17―20．

[2]王建斌,刘长俭.我国内河航运发展战略构想田.中国水运,2022,(9):22一25.

[3]周淑慧,沈鑫,刘晓娟等.LNG在我国内河水运领域的应用探讨口].集输与加工,2022,(2):81一89。。

[4]李超,王立席,杜太利,吴桂涛. LNG 动力船舶加气技术.油气储运,2013,(9):997-1000.