塞浦路斯FSRU船岸连接系统及其改造

龙海 中国石油天然气管道工程有限公司

自1987年国际气体运输与码头经营者协会(SIGTTO)提出液化天然气货物输送船岸连接紧急切断建议后，船岸连接系统(SSL，Ship Shore Link System)目前已被广泛应用。该系统主要用于紧急关断(ESD)，支持电信和控制、报警数据传输。液化天然气最初的贸易是从专用装货终端到少数接收终端，通常每种贸易都使用与船舶和岸上设施兼容的独特的船-岸连接。随着1990年代贸易的扩大，兼容性问题需要解决，因为需要油轮访问更多的码头，如果船舶经过危险区(岸边)和气体危险区（船上），任何电气设备都需要隔爆型（EEX‘d’）认证设备或本质安全型（EEX‘ia’或EEX‘ib’），为了避免船舶和码头配置昂贵的系统和装置，需要引入更加先进的船岸连接系统。发展至今.船岸连接系统已被高度集成，并同时具有多种连接方式.主要有三种方式：光缆连接，电缆连接，气动连接。

原塞浦路斯为一艘LNG运输船，将其改造成FSRU（浮式储存气化装置）停在码头边，增加了再气化等系统、系泊系统、卸载臂、管线高压完整性保护系统（HIPPS）、船岸连接系统等系统，将LNG输送到岸上，改造后的FSRU寿命为40年。本文以塞浦路斯FSRU终端接收站为例，阐述了船岸连接系统在FSRU终端的配置与测试，介绍了它的功能，总结了原船岸连接系统改造的特点。

1.塞浦路斯FSRU船岸连接系统

1.1 塞浦路斯FSRU终端船岸连接整体布局

塞浦路斯FSRU终端船岸整体包括FSRU、码头和运输驳船LNGC。FSRU将停泊在一个固定的码头结构旁边，运输船LNGC将访问FSRU并在旁边停泊，以便将LNG从LNGC卸到FSRU。FSRU能够在接收LNG的同时将LNG转换为高压气体输送到岸上，FSRU能同时具备装载与卸载功能。

图1 塞浦路斯FSRU终端船岸示意图

塞浦路斯FSRU终端船岸采用第三代集成SSL技术。该系统包括了：电气连接系统、光缆连接系统、气路连接系统、SSL供电单元、电缆以及电缆卷盘、接线箱以及接头、系泊负载监测等。陆上远程控制室设电话系统。码头控制室设船岸连接柜和电话系统，码头岸边设气路控制柜、光缆卷盘、气路管卷盘和电缆卷盘；FSRU设船岸控制柜、电话系统、船对船接线箱等。具体布置见图2。

图2 塞浦路斯FSRU船岸连接系统整体布局(来源：TRELLEBORG)

1.2 电缆连接系统

可以通过一种多功能显示器使用先进方便的界面来操作电气系统，以控制和显示电气、ESD和通信状态。电缆连接方式可直接与船体连接传输电话语音、数据以及ESD信号。在码头接卸区域，需要进行防爆认证，使用了一根19对仪表通信铠装总屏分屏电缆从船岸连接控制柜布置到码头电缆卷盘，电缆芯的外径0.75 mm，并在两端配置专用的电缆接头。电缆连接见表1。

表1 电缆连接功能表(MLM:系泊负载监测)

1.3 光纤连接

码头与FSRU均设置了SSL 机柜，机柜内配置了包含智能光纤模块的机架。它采用数字和模拟电子技术，运行windows系统，由触摸按键和液晶显示器构成了光缆连接的人机界面，通过该界面用户可以操作和监测船岸连接的状态。光纤连接包括FSRU-码头和FSRU-LNGC船的连接。见表2和表3。

表2 FSRU-LNGC六路光纤分配表

表3 FSRU-码头八路光纤分配表

1.4 气路连接

气动连接系统由气动接口盒、便携式软管卷盘、压力开关、指示器、电磁阀、脐带软管等组成.仅用于ESD信号传输.作为光缆和电缆连接系统失效后的备用。软管用于连接岸上系统和船上系统。通过压力调节器将仪表空气系统的压力设置为推荐的3.0 bar，并将跳闸压力设置为低于此数字的0.5 bar。气动接口盒连接到SSL机柜用了两对0.75mm的双绞线电缆。

减压动作可通过以下方式启动：

1）作用于船舶或岸上故障保护电磁阀的电气跳闸，用于从系统中排出空气；

2）手动气动跳闸将空气从系统中排出；

3）船舶脱离或低温泄漏的情况下，脐带软管破裂。

1.5 连接测试

根据SIGGTO要求，FSRU与码头连接前后据需要对船岸连接电缆和光纤进行测试。连接前测试：确认SSL控制柜电源正常、将电动测试工具插入电缆卷盘接口处，将光纤回路检测仪插入光纤卷盘接口处，根据电动测试工具和光纤回路检测仪的指示等来判定电缆和光纤是否正常。连接后测试：根据船岸两边控制室的人机界面显示的画面和报警灯铃对船岸信号、通信进行测试，从整体上检测船岸系统的连接情况。

以上三种连接方式.正常操作时只能连接其中的一种.且整个操作过程中应保持连接。光缆连接方式可提供三路电话语音通信和一路数据传输，以及船-岸和岸-船的ESD信号传输,电缆连接方式通常作为备用系统.提供以上通信功能外还具有一些附属功能，连接接头为PYLE电气接头；气动连接方式仅提供船-岸和岸-船的ESD信号传输功能.无法实现语音及数据通信，一般作为不得已的备用。

2.塞浦路斯FSRU船岸连接系统功能

船岸连接系统既传输船岸之间的电信数据，又传输船岸之间的ESD信号、控制和报警信号以及靠泊系统数据信息。

2.1 电信功能

通信采用两线制全双工语音双边带载 波调制解调的频分复用方式，支持3个语音和1个数据多路电信信道。频率分配如下:

1）船对岸：数据频道18KHZ、热线电话30 KHZ、公共电话42KHZ、内部电话54KHZ；

2）岸对船：数据频道78KHZ、热线电话90 KHZ、公共电话102KHZ、内部电话114KHZ。

2.2 ESD功能

在紧急情况下停止FSRU对LNG传输和气化，并使LNG装卸系统处于安全、稳定状态。通过远程关断紧急关断阀达到切断船舶和岸上之间的LNG传输，关断LNG输送泵和压缩机，同时ESD系统动作在FSRU和码头上发出声光报警。

ESD紧急关断分为两个阶段：

1）第一阶段关断LNG 传输过程，关闭卸料臂球阀和船侧ESD阀门，停止船侧输送泵、岸侧阀门和船岸上其他相关的设备系统；

2）第二阶段发生第一阶段所有ESD 动作，激活卸料臂上的紧急释放系统，解出卸料 臂连接，使船上与岸上传输设备分开。第二阶段的主要作用是在FSRU超出预先设定的卸料臂安全操作范围时，保护卸料臂和船舶歧管。紧急释放系统可从船上激活，也可从岸上触发。

2.3 控制和报警功能

控制和报警信号显示在码头和船上控制柜的显示屏。显示屏用图标模拟绿色代表健康通道，红色代表故障通道，指示光纤的电信和数据通道的状态。实时监控船舶-码头和码头-船舶模拟通信通道，在这些通道上检测到故障会生成系统报警，但不会产生ESD报警。

3.船岸连接系统改造特点

原塞浦路斯FSRU为一艏LNG运输船，通过对其进行各方面的改造形成如今的FSRU。在船岸系统改造方面：

（1）保留了原LNG运输船上的光纤船岸链路和电气链路，并安装一个新的SSL。新系统与旧系统的模拟光纤 ESD和通信通道保持完全兼容，现有模拟光纤SSL系统的功能保留在当前使用的4芯光纤电缆上，保证了FSRU与码头和LNGC船的通信。

（2）使用“智能”光纤和电气连接模块的船到岸连接ESD系统。这些模块显著改变了操作员界面，使控制和设置更容易实现，诊断能力大大提高。该系统保持了与其他老式船舶和岸上系统的兼容性。

（3）为了满足来访的小型液化天然气运输船或燃料船的额外要求，提供了一个额外的连接盒，其中包含一个5针SIGTTO电气连接器，以及一个气动接口盒，该接口盒将容纳气动组件，以便在5针电气连接器无法运行时启用气动后备连接件。配置6针转2针光纤适配器用以实现与LNG驳船的数字光纤连接。

4.结束语

目前市场上不少LNG船营运过剩，将旧LNG船改造成 FSRU，一方面可解决LNG船市场过剩的问题，另一方面建造时间短、成本低，具有很大的经济性。本文总结FSRU船岸连接系统的配置以及改造特点是基于实际工程实践得出，对相关工程设计人员具有一定的借鉴和参考价值。