槽罐车-船的LNG加注技术分析

程德才

(重庆兴燃能源有限责任公司，重庆 400000)

液化天然气(LNG)动力船舶加注方式有：趸船-船、岸站-船、船-船和槽罐车-船(包含气体燃料储罐整体更换方式[1])。槽罐车-船加注具有灵活、便捷、投资少且能缩短加注管线的特点，国内也先后开展了槽罐车-船的LNG试验性加注。目前，槽罐车-船加注是国内外最常用的加注方式[2]。本文针对槽罐车-船的LNG加注技术进行分析，提出了现场布置的要求、管理和审批程序的措施和建议。

1 槽罐车-船加注技术

1.1 槽罐车-船加注模式

根据槽罐车形式和功能的不同，在船用LNG加注中，槽罐车有槽车和移动加注车2种形式。

1)槽车-船加注以运输LNG的槽车作为充装设备，通过软管和受注船连接，利用压差将LNG转移(加注)到船用储罐中。LNG槽车由车头和带罐的半挂车组成，无车载加注设施和计量设备，在对加注速度、计量有要求的场合中需外接加注和计量装置。槽车-船LNG加注示意图见图1。LNG槽车的液相出口一般为DN50的管道和法兰盘，限制了充装作业过程的流量。在卸液压差保持0.3 MPa左右时，最大卸车流量可以达到150 kg/min左右。受管道、落差等影响，一般充装流量为80～120 kg/min。

使用LNG槽车对LNG动力船舶加注工艺流程和LNG槽车卸液工艺流程一致。此种加注方式中，受注船舶一般为容量50 m3以下的船舶或单次加注量少于20 t的船舶。为了满足大罐容船舶的加注需求，可采取专用装置并联多辆槽车进行加注[2]。

2)移动加注车-船加注移动加注车将车辆运动机构、罐体和加注、计量设施集成在一辆专用车辆上，是“移动的LNG加注站”。以移动加注车为加注设备，通过软管和受注船连接，启动移动加注车上的泵将LNG“压”至受注船LNG储罐中。

图1 槽车-船LNG加注示意图

移动加注车容积以20 m3为主， LNG装载量约8 t。移动加注车自带泵和加注设施，可提供较快、稳定的加注速度。加注管管径小(一般为DN32)，最大一般能提供约80 kg/min的加注速度，实际运行过程一般为60 kg/min左右，且由于不可使用槽车对移动加注车进行补液，只适合于小容量船舶或单次加注量小于8 t的船舶进行加注作业。移动加注车属于带泵罐车，需按照市场监管局要求纳入定点卸液信息服务平台并在指定地点进行作业，并接受带泵罐车和卸液点压力容器使用单位所在地安全监察机构的监督管理。

1.2 槽罐车-船加注方式优缺点对比

2种槽罐车-船加注方式对比如表1所示。从表1看出，槽车-船加注具有加注量大、速度快的优势，但低温储罐内自然蒸发的气体(BOG)量大、需持续增压，操作要求相对更高。

表1 2种槽罐车-船加注方式对比

2 槽罐车-船加注现场布置

槽罐车-船加注作业区域需从区域环境、软管设置和消防设施等方面做好现场管理。

2.1 环境要求

1)加注区域要求。槽罐车-船加注是基于槽罐车灵活、操作便捷的特点，能靠近受注船舶，减少加注管段长度，有效降低管段漏热导致的BOG量。应尽量选择平坦，受注船能平稳、安全靠泊的区域。三峡库区码头的主要形式为斜坡码头、直立式码头、分级直立式码头、下河公路等[3]，水面与岸边落差大、水流速度较快。宜选择斜坡码头或者下河公路。

加注50 m3船用罐，从准备到加注完成，作业持续时间长达5 h以上，需对作业区域进行限定和划分，分为警戒区域、限制区域和危险区域。加注点的选择应使受注船加注口和码头为同侧。

2)防火间距要求。根据标准和国内外相关研究分析，槽罐车-船加注所需要的安全间距最小为25 m。以此为限制区域边界线，安全间距起算点为槽罐车操作箱、软管外表面和受注船的充装口、放散口。

针对受注船无法直接靠泊岸边的情况(如三峡库区，受注船通常需靠泊在码头的趸船上，趸船上有浮吊等作业机械)，软管需通过趸船延伸至受注船，软管距离趸船上的房间应5.0 m以上，不可低于4.5 m。

2.2 软管设置

软管作为槽罐车-船加注的连接管道，用于输送低温LNG和低温气体，运行过程中若软管表面结冰变硬，在软管悬吊、船体晃动的影响下存在软管破坏的风险。单根软管长度一般为5 m，一般需要使用2根及以上的不锈钢金属软管以法兰连接。软管悬吊、布置应按照以下原则进行：①一根软管，中间支吊；②通过法兰连接的软管，中间软管采取2点支吊；③软管法兰处应尽量保证水平；④软管不可与直角边等直接接触；⑤软管不可出现“U型”弯；⑥软管不可接触船体；⑦软管上应装设拉断装置；⑧软管法兰连接处设置集液盘(尤其是软管跨过趸船的情况)。

在三峡库区码头，受注船加注口通常比槽罐车出液口高。此时，应采取其他耐低温、抗拉的绳索或其他方式牵拉软管并承担额外的拉力(不可影响拉断装置的功能)。若需跨过趸船，则应对软管采取支架支撑，或垫泡沫、木板等具有绝缘特性的设施或材料，将软管和趸船船面隔开，以防止对趸船钢板造成损伤。

2.3 消防设施

1)静电接地。加注作业中，受注船晃动和LNG管内流动，均会持续产生静电，应采取可靠接地导除静电，并采取先可靠接地，再连接软管的顺序。若软管长度长，则应将受注船和车辆分别接地，防止电位差的出现。槽罐车通过静电带接地，受注船通过静电线导除静电至岸上接地点，软管间也保持可靠连接(采用静电跨接带等方式)，但必须保证接地线的连续、有效性[4]。同时，为防止电位差导致电弧，在拆装管道时应采取合理的顺序，船对岸的静电导除线应最后拆除。

2)消防器材。槽罐车-船加注过程的主要危险因素是LNG泄漏及泄漏导致的冻伤、燃爆事故。除考虑常用的低温防护手套、防护面罩、甲烷浓度检测仪等用品外，还需在现场准备干粉灭火器、低温防护服、纯棉毛巾等。

3 结束语

1)槽罐车-船LNG加注方式灵活、成本低，国内外都有重要应用实例。需从加注作业环境、软管设置和消防设施等方面做好现场管理，开展事故应急处置演练，积累事故处置经验。

2)外接加注设施和计量设备成本高、预冷时间长、预冷过程BOG量大且回收困难，与槽车的高差无法达到泵运行的最优状况，不利于加注过程。加注量宜通过加注前后的地磅结算单核算(可商定加注过程中由于加注软管长、BOG回收困难等出现的损耗)。

3)在三峡库区，小容量储罐的LNG船舶有较大市场，移动加注车优势大。建议交通运输、海事局、市场监管局等相关部门联合船用加注企业和码头管理方，在船用加注上，开放电子围栏，以促进船舶LNG市场的推广和发展。

4)LNG加注码头审批困难，投资大、建设周期长。市场推广前期，允许并适当放开槽罐车-船加注审批，制定标准化作业流程，出台审批、监管制度，是保障“气化长江”顺利实施的安全、有效方式。