LNG储罐在海上救助中的应用展望

闵振

（烟台打捞局打捞技术开发中心，山东 烟台 264000）

近年来，世界各国能源需求紧缺，能源消耗量巨大且环境污染严重，所以对清洁能源的开发日益重视。LNG 的生产、使用以及贸易已经遍布全球，液化天然气已经成为当代燃料的新热点[1]。

LNG 类危化品海上运输业务快速发展，其在运输中危害性也逐渐显露出来，其中由泄露、爆炸产生的事故后果十分严重，造成的人员和财产损失常常难以估计，可造成巨大损失。因此类船体设计结构复杂，LNG 船的救助作业具有很大难度。

1 LNG 储罐发展现状

20世纪40年代和80年代，LNG 储罐容量不断扩大，经历了60年代(1～3)×104m3以及70年代，(5～10)×104m3的容量，目前为止，LNG 储罐容量已经发展到25×104m3。

在世界上，日本的LNG 是最广泛使用和技术领先的。它拥有最多的大型LNG 储罐，其进口量约占世界总储量的40%。20世纪中期，我国液化天然气低温储存技术得到发展，其中，最具代表的分别是扬子石化和广东深圳的低温乙烯储罐和LNG 低温储罐，其容积分别达到了1×104立方米和8×104立方米[2]。随后我国加大低温存储技术的研究，在材料和无损检测以及9%Ni钢焊接中不断取得新突破。

目前，在山东，江苏、辽宁、上海、浙江、福建、广东等沿海城市中以中海油，中石化，中石油为主的三大集团已分别建立起了多座LNG 接收终端站[3]。

2 LNG 船救助发展现状

国内外LNG 码头装卸、运输管理、人员操作培训等方面已经积累了丰富经验，技术规范也趋于成熟。多个权威行业组织如国际液化气体船及码头经营者协会(SIGTTO)、石油公司国际海事论坛(OCIMF)和多个船级社等出版了多部危化品船舶运输相关的技术标准和操作指南[3]。

对LNG 船的救助一般以预防为主，通过强化人员培训、使用泄露检测装置、保证消防安全设施的效能、加强港口安全管理、制定符合国情的危化品船运输安全规范，降低事故风险。目前LNG 船及港口事故预防、卸货操作关键技术、泄露事故危害性的研究较多，但是对于救助LNG 船事故后的泄露控制、回收转运关键技术和工艺研究较少，由于技术冷门，该领域并没有科学的研究过。很多危化品泄露、火灾、爆炸等事故都显现出来，事故发生后，后续危化品的控制回收技术和工艺效率不高造成事故不能及时被控制。

3 LNG 接收储罐研究

LNG 接收储罐就是将LNG 灌装在特质罐中，该罐能够承受极低温、高压，确保较长时间内LNG 保存，便于 LNG 的运输和储存。该技术最先在国外使用，目前国内也有一定的应用。

目前常见的LNG 接受储罐分为两种：LNG 罐式集装箱以及LNG 储罐。罐式集装箱因其便于装卸、运输较为适合在救助过程中使用，下文主要对罐式集装箱研究进行综述。

罐式集装箱运输LNG 是一种新的LNG 运输模式，从海外直接进口LNG 时，供应商或承运商在资源地附近港口将满载LNG 的集装箱与其他货物混装，将罐式集装箱放置到大型集装箱船上，运输至目的港，卸载后通过水路、公路、铁路或多式联运抵达终端用户[4]，或临时堆放在固定场所。

3.1 LNG 罐式集装箱结构

LNG 罐式集装箱主要由储罐、集装箱架、操作箱组成。储罐与集装箱架通过结构件、支座等连接构成箱状结构。内设液相操作管路、气相操作管路、增压管路、压力表、液面计、组合式安全泄放装置和气动紧急切断装置及其控制系统的操作箱[5]，设置在罐体一端，集中布置便于装卸操作。

图1 LNG 罐箱前端

3.2 LNG 罐式集装箱主要参数

LNG 罐式集装箱目前市场上具有20ft、40ft 以及45ft，其中40ft 的LNG 罐式集装箱应用最为广泛，集装箱外形尺寸为 12192mm（长）× 2438mm（宽）×2896mm（高），额定总质量为30480Kg。据此数据可存放20m3～35m3容积LNG 罐箱以便于车、船运输。对于40ftLNG 罐式集装箱容器设计为鞍座式，容器通过鞍座与集装箱螺栓连接；20m3罐式集装箱可预留1200mm×2300mm×2655mm 空间可安装气化器（如下图），而27m3～35m3罐式集装箱则无预留空间。

图2 20m3 罐式集装箱示意图

4 LNG 接收储罐在海上救助中的应用与搭载平台的选取

为满足海上快速回收转运LNG 需求，设想一种LNG 转运平台，该平台上布设大量罐式集装箱，通过回收软管连接LNG 事故船卸载口与平台罐箱，实现LNG的回收转运，从而救助LNG 运输事故船。该设想基于市场较为常见回收转运储罐容器，经过改造可实现快速调遣，快速回收的应急救助需求。

4.1 柔性软管式快速回收系统

柔性软管式快速回收系统是基于目前常用的LNG码头加注、回收系统和LNG 船对船过驳系统的基本原理而提出的用于LNG 回收转运的一种快速回收系统。其目的是可以实现应急情况下，对LNG 船进行回收管路的快速连接、货物快速过驳，并具备应急切断释放等应急保护功能。

柔性软管式回收系统应包含：柔性软管、快速接头、应急释放系统、液压动力站、软管鞍座、回收动力、其他设备如吊运软管接头的吊环等。

图3 漂浮式柔性软管结构示意图

4.2 LNG 罐式集装箱转运平台

目前LNG 罐式集装箱运输已成为常态化，罐箱设计及应用技术日渐成熟，市场普及化程度较高，便于大规模集成搭载。因此设想在自航运输驳船上搭载一定数量的罐箱，实现海上LNG 转运平台。储罐式集装箱的结构形式较为适合海上救助。以此种罐箱为LNG 转运载体批量布置在运输驳船上，设想图如下：

图4 罐箱转运设想

罐箱可实现批量生产，在海上救助工程中可快速调遣，且运输便捷，既能作载运工具使用，又能作液态物品的暂存槽，在转运平台上方便放置、固定。

转运平台选择自航驳船或大型拖轮，一方面主甲板开阔、平坦满足罐箱的布设；二是自航船能够满足快速调遣的需求；三是能够满足罐箱布设后对船舶稳性的要求。

4.3 转运平台的甲板布置

根据IMDG Code 危险货物一览表中对LNG 的装载要求，LNG 罐箱只限在舱面即甲板上积载。考虑LNG理化性质，罐箱在船舶舱面搭载一般要遵守以下原则[5]：

（1）对于火星、火焰、蒸汽管道、加热管道等热源，罐箱搭载时应尽量“远离”。

（2）LNG 储罐摆放位置应至少与驾驶台和船员生活工作区域间隔一个箱位。

（3）LNG 储罐摆放位置，应远离生活区、工作场所通风系统，确保在罐箱发生意外泄漏后的气体，不会进入生活区处所和工作区域。

（4）LNG 储罐在甲板摆放时，不应超出船舷，不应妨碍甲板机械设备、锚缆系统等正常操作，不应堆置在各种阀门等处所，并留出人行道。

（5）LNG 储罐应尽量放置在阴凉通风的地方，尽量避免阳光直射。应尽量放置到温差变化较小和不易受冲击的部位。

图5 罐箱甲板布置设想

4.4 回收转运

当海上海况相对较好，符合并靠转运的海况要求，且LNG 船的危险性较小时，可以采取转运回收船靠在LNG 船集管平台一侧进行LNG 货物的转运回收，基本步骤有：

回收船准备→连接柔性软管→LNG 货物转运→检查卸货情况→将回收软性软管及ESD 等连接设备拆除→转运回收船撤场及后续处理。

当海上海况较差，无法满足并靠转运的海况要求，或者LNG 船在现场具有一定危险性时，需要转运回收船在LNG 船附近一定距离外的侧方或后方进行串靠转运回收LNG 货物，基本步骤除就位方式为串靠外，其他步骤与并靠转运相同。

图6 并靠转运效果图

5 总结及展望

应该不断加强LNG 接收储罐与转运平台的研究，将研究成果运用到海上的救助中，提高LNG 等液货危化品船的救助能力，以促进综合救助抢险能力提升。

（1）在回收转运LNG 之前，需要对泄露点进行封堵控制，作业人员需要做好个人防护、设备防护工作，这是开展救助工作的前提。

（2）对液化天然气的回收、转运是防止发生重大伤亡事故、二次对海污染的重要施工技术，国内外对LNG 船泄露事故后货物回收转运研究较少。本文对使用接收储罐在海上回收转运LNG 提出一种设想，为海上回收LNG、救助事故船提供参考。未来尚需进一步研究的关键问题有：LNG 泄露的快速识别、泄露处的快速封堵、储罐布置后对救援船稳性的影响等。