LNG码头泊位设计长度合理性分析研究

张文太

摘 要：国内外对于码头长度的计算方法在规范上有所不同，《液化天然气码头设计规范》中泊位长度计算建议按照1.0～1.3倍船长进行估算，必要时应通过模型试验优化确定，《开散式码头设计与施工技术规程》中泊位长度建议按照1.4～1.5倍船长进行估算，两个规范计算出来的泊位长度相差很大。利用OPTIMOOR软件对船舶停靠LNG码头不同长度系泊状态（380米和398米）和系缆方式进行模拟，从均衡缆绳张力角度以及减少断缆危险系数出发，应当适当减少泊位长度，对改善船舶运动量和横缆受力有明显效果。因此，本文在确保船舶靠泊安全前提下对LNG码头泊位长度作进一步优化。

关键词：LNG;码头;泊位长度;OPTIMOOR软件

中图分类号：U651      文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2022）02-0094-02

从我国未来能源利用与发展趋势看，将大力开发和利用清洁能源，提高天然气等清洁能源比重。我国沿海城市经济发达，能源消耗量在全国各省市中位居前列，提高天然气的用量对于缓解沿海城市能源紧缺，改善环境质量有着积极的作用。进一步扩大LNG的进口量，更好地为沿海城市经济发展服务。本文以国内某LNG项目码头（简称LNG项目）为例，利用OPTIMOOR软件对船舶停靠LNG码头不同长度系泊状态（380米和398米）和系缆方式，对LNG码头泊位长度进行复核性分析。

1 LNG项目概况

资料显示，世界各LNG出口港的水深一般可满足 14.5万m3～27万m3船（满载吃水12m）的到港装货。可接纳满载吃水13.5m以上大型船的至少有卡塔尔、阿曼、印尼、马来西亚、澳大利亚等LNG出口港。根据对国内外LNG船舶发展现状和趋势分析，为适应船舶大型化的趋势，综合考虑本项目设计代表船型为液货舱容21.5万m3LNG船，兼顾船型范围为8.0～26.6万m3LNG船。

另外为配合LNG接收站的建设，接运所需的设备和器材等，以及日后接收站的维护，需要配套建设一个重件码头，泊位等级应满足通常的件杂货船或专业特种船（运输设备等）停靠，根据分析按3000吨级考虑。本项目设计代表船型见表1所示。

根据工程可行性研究报告，LNG项目码头工程推荐方案为开敞式布置，码头平面采用“蝶”型布置方式，码头泊位长度为398m，布置于-9m等深线。码头基本对称布置，兼靠船型8.43～26.6万m3，港池水域主要尺度按26.6万m3LNG船型设计。LNG码头停泊水域布置在码头前沿，宽110m，底标高为-14.80m。回旋水域布置在码头前方，直径不小于2.5倍的设计船长，为860m，设计底标高为-14.80m。

2 泊位长度分析

根据《液化天然气码头设计规范》中泊位长度计算建议按照1.0～1.2倍船长进行估算，《开散式码头设计与施工技术规程》中泊位长度建议按照1.4～1.5倍船长进行估算，也可通过模拟试验确定。本工程兼顾船型26.6万m3 LNG船舶，所需泊位长度：

Lb=（1.0～1.3）L=345～517.4m

Lb=（1.4～1.5）L=483～517.5m

式中：Lb——码头泊位长度;L——船长;

本工程LNG泊位长度设计为398m，船舶所需泊位长度超出了规范对现有码头泊位长度。

根据“中华人民共和国工程建设标准强制性条文水运工程部分”可知，“开敞式码头泊位长度的估算”不是强制性条文。

规范中对条文的解释，通过国内外28座开敞式码头泊位尺度的实际资料，由泊位各系缆索与系缆轴线的水平夹角，以及首尾缆绳长度和泊位长度与船长关系，经归纳分析表明，泊位长与船长比的变化幅度为1.2～1.7之间。为保证开敞式码头方位，选定合理的系泊缆墩布置，并应通过系泊模拟试验，最终确定泊位平面布置及其泊位长度。

3 利用OPTIMOOR软件模拟分析

码头兼靠船型8.43～26.6万m3，港口水域主要尺度按26.6万m3LNG船型设计，运用“OPTIMOOR Mooring Analysis Computer Program”软件对LNG项目码头泊位长度进行模拟分析。

在最不利横向荷载时，在设计高水位、满载的情况下，对不同长度泊位在泊船舶系缆情况利用OPTIMOOR软件进行分析比较。如图1-图3所示，图中横轴为缆绳编号（依次为艉缆、艉横缆、艉倒缆、艏倒缆、艏横缆、艏缆），纵轴为缆绳所受张力（单位：t）。从图中曲线分布可以看出，随着泊位长度的缩短，缆绳受力趋于均匀。

以下给出在最不利横向荷载、设计高水位、满載情况下，泊位长度为398m时26.6万m3、21.7万m3、8.43万m3LNG船的OPTIMOOR软件计算成果。计算得到的船舶运动量均可满足卸料臂安全操作的需要。

结合OCIMF（石油公司国际海事论坛）系泊指南，艏艉系缆点应位于船长的15°夹角范围内，由此推算，对26.6万m3LNG船，艏艉系缆点间距应在372m以内，泊位长度应在385m以内。

由目前的计算结果分析，泊位长度为380m和398m时缆绳的受力比较接近。因此在现阶段推荐泊位长度为398m是满足船舶靠泊时对泊位长度的要求。

4 安全对策建议

根据规范，如果加强倒缆或调整系缆系统布置则可以适当缩短泊位长度。本工程采用的图4系缆方式，虽然398m泊位长度略短，但通过系缆方式的改变也是可行的。即原有码头泊位长度（398m），能够满足26.6万m3LNG船舶的安全在港系泊要求。

船舶停泊时，应加强对缆绳受力观测，并及时按需调整缆绳，避免单根缆绳过于紧张或松弛，以确保船舶安全。

作业中严格监控船舶的运动量和缆绳受力，必要的时候停止装卸货作业，根据情况变化，确定船舶是否离开泊位，并逐渐修正应急离泊条件保证生产安全。

参考文献：

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[2]赵仓龙，冯爱国.深圳铜鼓航道失控船舶对海底管道风险分析[J].中国航海，2017，40（01）：64-68.

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