李岳洋,管義鋒,周 群,沈友平

(1．江蘇現(xiàn)代造船技術有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212003；2．江蘇科技大學船舶與海洋工程學院，江蘇 鎮(zhèn)江 212003；3．張家港格林沙洲鍋爐有限公司，江蘇 張家港 215600)

槽罐車對LNG雙燃料動力船舶充裝操作方法

李岳洋1,2,管義鋒2,周 群1,沈友平3

(1．江蘇現(xiàn)代造船技術有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212003；2．江蘇科技大學船舶與海洋工程學院，江蘇 鎮(zhèn)江 212003；3．張家港格林沙洲鍋爐有限公司，江蘇 張家港 215600)

針對國內(nèi)配套船舶LNG燃料加注的研究尚處于起步階段，介紹了槽罐車對雙燃料船LNG儲罐加注操作方法，對船用LNG儲罐的吹掃及預冷、首次充液、船用LNG儲罐的應用及安全注意事項和應急措施進行了介紹說明，為類似地區(qū)槽罐車和氣躉船對雙燃料船舶加注系統(tǒng)的設計和應用提供參考。

槽罐車；雙燃料船舶；加注；操作方法

0 引言

國外LNG燃料船舶加注方案總體上可分為3種：船-船加注(Ship-to-ship bunkering,簡稱 STS)，在碼頭、錨地、航行中均可進行；槽車-船加注(Tank truck-to-ship bunkering,簡稱TTS)，是目前技術最成熟的；岸站-船加注(LNG intermediary terminal-to-ship via pipeline,簡稱TPS)，可結合躉船使用。

國內(nèi)船舶LNG燃料使用研究起步較晚，配套的LNG燃料加注規(guī)范、標準還未出臺，LNG船加注尚處于起步階段。目前國內(nèi)僅有2艘500 m3LNG加注躉船和1艘100 m3LNG加注躉船。前期試點船舶階段各地區(qū)船舶LNG燃料加注形式比較單一，主要采用技術最成熟的槽車-船加注方案，即TTS。后期隨著LNG改造項目推廣鋪開，再逐步向TPS和STS加注方式發(fā)展。本文重點介紹槽罐車對內(nèi)河LNG動力船加注操作方法，為以后LNG動力船舶儲氣罐加注提供參考。

1 儲氣罐及汽化器裝置流程圖及標識說明

槽車對船的加注，必須要了解儲氣罐及汽化器裝置供氣系統(tǒng)流程圖及儲氣罐和汽化器裝置閥門標識說明。圖1為儲氣罐及汽化器裝置供氣系統(tǒng)流程圖，圖中的符號見表1。

2 船用LNG儲罐吹掃及預冷

船用LNG儲罐在首次使用槽罐車充裝前必須用干潔氮氣進行吹掃。最大吹掃壓力應相當于最大工作壓力的50%，或者至少不低于0.2 MPa。

在吹掃前，應擰松液位計兩端的接頭，完全打開液位顯示液相閥(A10)和液位顯示氣相閥(A8)，檢查排放的氣流中是否含有水分。如有水分，應繼續(xù)排放，直到無水分停止排放。將液位顯示儀表(L1)兩端的接頭擰緊，并關閉液位顯示控制閥(A9)，使液位顯示儀表(L1)處于正常工作狀態(tài)。

船用LNG儲罐在首次正式充裝時，內(nèi)筒處于常溫“暖罐”狀態(tài)，因此必須將其預冷。

2.1 預冷置換流程

預冷置換流程如圖2所示。前期準備：

(1)確認設備及其配套管路合格，儲罐真空度合格。

(2)儲罐已經(jīng)用氮氣置換干凈并保持正壓，滿足充裝要求。

(3)用液氮給儲罐預冷前，保證管網(wǎng)用干燥氮氣置換干凈。

(4)檢查確認各個閥門所處的狀態(tài)正確，緊急切斷系統(tǒng)、現(xiàn)場儀表、安全閥、變送器、調(diào)壓閥有效。

2.2 用低溫氮氣預冷

(1)槽車本身帶有低溫氮氣。開始充裝之前，由專業(yè)充裝人員用金屬軟管將槽車充裝口(F1)和儲罐充裝接頭(C1)相連接。打開槽車氣相閥(F2)和儲罐液體排放閥(A7)吹掃軟管內(nèi)的空氣，吹掃完畢后關閉槽車氣相閥(F2)及儲罐液體排放閥(A7)。

(2)打開槽車放空閥，使槽車自增壓，同時慢慢打開槽車氣相閥(F2)，放出氮氣，進氣速度由槽車氣相閥控制，打開液體進自增壓器閥(PB1)、頂部充裝閥(A2)、溢流閥(A4)、氣體排放閥(A12)及液位顯示儀表(L1)，控制室內(nèi)打開儲罐出液緊急切斷閥(X1和X3)，且經(jīng)現(xiàn)場確認已開啟，用槽車內(nèi)的蒸發(fā)氣體給儲罐、管網(wǎng)預冷。

(3)預冷開始后，立即打開與液位顯示儀表(L1)、壓差變送器(LT1)、壓力變送器(PT1)連接的細管道的末端放散口，充分吹掃，避免出現(xiàn)冰堵。

圖1 儲氣罐及汽化器裝置供氣系統(tǒng)流程圖

表1 儲氣罐及汽化器裝置閥門標識說明

圖2 預冷置換流程

(4)對排放的氣體及溢流閥(A4)出口定時進行溫度檢測，直至低于-60 ℃。

(5)預冷過程要注意安全，發(fā)現(xiàn)問題(漏點、設備故障等)及時處理，不能及時處理時應該立即停止預冷，待問題解決后再恢復預冷作業(yè)。

3 首次充液

首次充液時，應注意以下事項：打開氣體排放閥(A12)，放空儲罐內(nèi)的氮氣；打開底、頂部充裝閥(A1)和(A2)，同時充裝。在充裝過程中同時注意觀察液位顯示儀表(L1)讀數(shù)，打開液體充滿溢流閥(A4)，排放船用LNG儲罐內(nèi)的氣體，直至有LNG的氣體排出時，停止充裝并立即關閉溢流閥(A4)。

當充裝至船用LNG儲罐的50%以上容積時，應關閉底部充裝閥(A1)。當充裝到船用LNG儲罐容積的85%時，應關閉頂部充裝閥(A2)，并停止充裝3 min，以使筒內(nèi)液面鎮(zhèn)靜。然后打開頂部充裝閥(A2)繼續(xù)充裝，并打開液體充滿溢流閥(A4)，直到有液體從溢流閥(A4)流出時，立即關閉溢流閥(A4)，停止充裝并關閉頂部充液閥(A2)，即完成槽罐車對LNG動力船舶的加注過程。

在充裝過程中儲氣罐就地設有壓力遠傳接頭(C4) 和液位遠傳接頭(C5)，同時在船舶駕駛室內(nèi)監(jiān)測儲氣罐壓力和液位。如果壓力上升至高于充裝輸送壓力或接近安全閥壓力，必須打開氣體排放閥(A12)將船用LNG儲罐內(nèi)的氣體進行適量排放。

4 提高和降低LNG儲罐壓力方法

4.1 提高船用LNG儲罐壓力

船用LNG儲罐氣相壓力的提高可通過自增壓器(PB1)使液體汽化后的氣體返回船用LNG儲罐頂部，使罐內(nèi)壓力保持相對穩(wěn)定。

4.2 降低船用LNG儲罐壓力

打開氣體排放閥(A12)，使船用LNG儲罐內(nèi)氣相壓力降低到不大于壓力調(diào)節(jié)閥新設定的壓力后，關閉氣體排放閥(A12)。

5 安全注意事項和應急措施

(1)槽車靠近碼頭時，車速不得超過 5 km/h，按指定位置停好，熄火，拉起手閘，采取定位措施，防止溜車拉斷軟管。

(2)船舶?？康轿缓?，纜繩系牢，確認面向儲罐區(qū)的門窗全部關閉，充裝區(qū)無明火、易燃易爆品等危險因素。

(3)充裝前確認儲罐完好，罐體無裂紋、無腐蝕、無變形、無機械損傷等缺陷，確認各閥門及連接部位完好無泄漏。

(4)采用低溫不銹鋼金屬軟管連接。軟管長度留有足夠裕度，用以補償作業(yè)過程中船體的擺動、管線的低溫收縮和硬化；與船舶相連的LNG低溫不銹鋼金屬軟管及接頭系安全繩，防止軟管或接頭高空墜落傷人，以及軟管被意外拉斷后失控甩出。

在懸浮架采集的4路間隙信號中取兩端的間隙信號2、間隙信號3進行分析，并根據(jù)4路信號計算求得折角。由圖7的軌縫折角變化仿真圖可知：懸浮架通過軌縫折角過程中，首先，前兩個監(jiān)測探頭進入折角區(qū)段，折角值先變?yōu)樨撝担唤又?，后兩個探頭進入折角區(qū)段后，折角值歸零；而后，前兩個探頭通過軌縫，進入折角反向區(qū)段，折角值達到峰值；最后，隨著后兩個探頭、前兩個探頭離開折角區(qū)段，折角值依次歸零、變負、歸零。

(5)確認移動加液車與船舶間等電位連接，充裝管路連接必須使用防爆型工具。

(6)LNG 氣罐充裝壓力應在0.4～0.7 MPa。充裝作業(yè)時，操作人員不得離開現(xiàn)場，并嚴格按照操作規(guī)程操作。觀察壓力變化情況，避免壓力增加過快，造成危險。

(7)監(jiān)控LNG氣罐充裝量，嚴禁超裝。充裝結束，拆除軟管和靜電跨接線后才可將槽車開走。

(8)現(xiàn)場工作人員必須了解設備的性能、工藝流程及設備上各種閥門、儀表的作用，熟練掌握操作規(guī)程、安全管理制度；必須經(jīng)過專業(yè)技術培訓，能夠熟練操作，具備處置突發(fā)事件的應變能力。

(9)充裝作業(yè)過程中，操作人員不得離開現(xiàn)場，并嚴格按照充裝操作規(guī)程操作，實時觀察儲罐液位、壓力變化情況，避免液位、壓力增加過快，防止LNG儲罐超量充裝。

(11)作業(yè)人員站在現(xiàn)場上風側(cè)；同時消防器材也置于現(xiàn)場的上風側(cè)，便于取用的位置。

(12)設備上的閥門及連接處凍結時，嚴禁用明火或發(fā)熱的物體烘烤，不得用物體敲打；所有閥門操作要緩開緩關，嚴禁快速開啟或關閉。

(13)凡作業(yè)現(xiàn)場有下列情況時，禁止或立即停止充裝作業(yè)：

①雷雨天氣或5級以上大風；

②儲罐或移動加液車壓力異常；

③泄漏；

④附近有明火或不安全因素存在。

[1] 中國船級社.內(nèi)河散裝運輸液化氣體船舶構造與設備規(guī)范(2008)[M].北京：人民交通出版社，2008.

[2] 中國船級社.氣體燃料動力船檢驗指南(2011)[M].北京：人民交通出版社，2011.

[3] 郭揆常.液化天然氣(LNG)應用與安全[M].北京：中國石化出版社，2008.

[4] GB/T 20368-2006，液化天然氣生產(chǎn)，儲存和裝運[S].

[5] JB/T 6897-2000，低溫液體運輸車[S].

[6] GB 18442-2001，低溫絕熱壓力容器[S].

[7] 中國船級社.天然氣燃料動力船舶規(guī)范(2013)[M].北京：人民交通出版社，2013.

2013-05-27

李岳洋(1986-)，男，工程師，主要從事船舶動力裝置及綠色動力船型開發(fā)；管義鋒(1966-)，男，教授，碩士生導師，主要從事船舶總體設計及綠色動力船型開發(fā)。

U674.13+3.3

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