三峡旅游:长江三峡船闸正式“通气”

来源:三峡夷陵旅游网 作者:佚名 

为促进长江航运安全发展绿色发展,交通运输部长江航务管理局(下称长航局)于近日发布了《关于LNG动力船试运行通过三峡船闸相关事项的通告》,决定自2019年6月1日起,开始受理LNG动力船(LNG动力的客船和载运危险物品船舶除外)的过闸申报,并可优先于同类型船舶过闸。三峡船闸的“通气”,标志着清洁燃料LNG在内河的推广迈出了历史性的一步,这对内河LNG动力船后期发展具有一定的示范性和带动性。

交通部:疏通三峡船闸“气堵”

液化天然气(LNG)是世界公认的清洁、低碳、环保型能源,在环保法规日趋严格的当下,将LNG用作动力燃料正在受到越来越多的关注,成为通向未来“零碳”能源的过渡能源之一。在2018年,LNG动力船更是迎来发展转折点。在这一年,大型船舶开始选用LNG燃料,例如,法国达飞轮船订购了9艘22000 TEU的LNG动力集装箱船;嘉年华、歌诗达等邮轮公司订购了6艘LNG动力的豪华邮轮;裕民航运计划建造2艘32.5万吨VLOC,船上预留LNG ready设计;淡水河谷40万吨VLOC开始采用LNG ready设计。此外,大批LNG动力船也在这一年开始建造,例如中海油服(COSL)订购12艘LNG平台守护船(PSV),首艘船将于2020年交船,按计划中海油拟再建70艘;宁波港正在建造一艘6500HP LNG动力港作拖轮;国内公务船将开始使用LNG动力等。

显然,水运行业推广使用LNG清洁能源是减少船舶污染物排放,推动水运绿色发展的有效手段,也是推进水运供给侧结构性改革的重要内容。中国船级社(CCS)武汉规范所工业技术部(研发部)副主任吴顺平表示:“LNG的经济性、清洁性较好,船上应用技术逐渐成熟,加之我国是全球第二大LNG进口国,随着沿海、内河LNG接收站的不断建设和投产,我国LNG贸易物流体系将得到进一步完善,因此LNG在我国内河运输和船上应用将拥有广阔的发展前景。”

“十二五”以来,交通运输部先后发布《关于推进水运行业应用液化天然气的指导意见》《长江干线京杭运河西江航运干线液化天然气加注码头布局方案(2017~2025年)》《关于推进长江经济带绿色航运发展的指导意见》等指导文件,在标准规范、试点示范、经济鼓励、科研开发等方面开展了大量工作,为我国水运行业推广应用LNG奠定了基础。党的“十九大”报告提出把污染防治作为三大攻坚战之一,对水运行业应用LNG清洁能源提出了新的更高要求。

据了解,目前我国已建成的LNG动力船约300艘,其中长江水系约200艘,约占70%,主要分布在江苏、上海地区。其中,三峡库区正常运行的LNG动力船2艘,在建3艘。船型覆盖了干散货船、集装箱船、港作拖轮、公务船、旅游客船等多种类型。

对于内河航运来说,船舶是否能高效顺利通过船闸是影响其发展前景的重要因素之一。经调研发现,在京杭运河以及西江水域船闸,LNG动力船舶正常通过船闸,与柴油机船舶基本无区别对待,并且享受优先过闸。据吴顺平介绍,优先过闸政策可明显提高运营效率。据统计,在京杭运河船闸,LNG动力船因享受优先过闸,每个月可比普通柴油机船舶多跑一个航次,多盈利20%~30%左右,经济效率非常明显。

此外,部分船闸考虑到LNG动力船舶尚处于试点推广阶段,为进一步确保过闸安全,针对LNG动力船舶制定了针对性的安全措施。例如,西江长洲船闸制定了《LNG动力船舶过闸管理规定(暂行)》《过闸LNG船舶泄漏事故应急预案》以及《过闸LNG船舶泄漏事故现场处置方案》,进一步加强了对LNG动力船舶过闸的安全管理及应急响应能力。

长江是横贯我国东西的水运大动脉,货运量位居全球内河之首,素有“黄金水道”之称。处于黄金水道咽喉位置的世界最大船闸三峡船闸建成通航后,大大改善了重庆到宜昌600多公里川江的通航条件,使得长江航运得以快速发展。但也正因为内河航运的快速发展,使得三峡船闸提前19年达到设计通过能力,在2011年突破1亿吨,2017年更是突破1.3亿吨,超过设计通过能力约30%。三峡大坝船闸通过能力不足的矛盾日益凸显,船舶待闸成为了常态。同时,也正是由于这个“世界之最”——当前世界上水头最高(113m)、级数最多,技术最复杂、规模最大的船闸,让政府主管部门不得不对一切通过船闸的船舶均报以谨慎处理态度。

据了解,长江上游的80%船舶需要过闸,但由于三峡船闸方面缺少LNG燃料动力船过闸的相关规定,导致上游现有船舶无法着手进行LNG动力的升级改造和新建。显然,三峡船闸“堵气”问题,已经成为气化长江进程中的现实屏障。据统计,2018年,三峡船闸累计通过船舶42574艘次,若10%过闸船舶采用LNG燃料,预计过闸LNG动力船需求巨大。因此,LNG燃料动力船通过三峡船闸的政策亟待突破。

在此背景下,2017年12月12日,交通运输部副部长何建中主持召开专题会议,要求进一步对LNG燃料动力船通过三峡船闸的安全性开展研究,尽快制定LNG燃料动力船通过三峡船闸的实施方案及安全管理规定,进一步推进LNG清洁能源在长江航运的应用。

为决策提供科学支撑

2018年1月,由长航局牵头,组织CCS、交通运输部水运科学研究院(水科院)等单位成立了课题组,一同开展“LNG动力船通过三峡船闸安全性评估”专题研究。通过研究发现,较其他内河船闸,三峡船闸具有其鲜明特殊性:一是三峡船闸重要性和受关注程度远高于其他船闸;二是三峡船闸为连续五级船闸,船舶过闸时间较长;三是三峡船闸坝体高度较高,不利于气体扩散;四是三峡船闸通航船舶密度大,船闸拥堵。一方面带来了长时间的锚地待闸,待闸船舶密集,船舶之间间距小。另一方面船舶过闸时,为提高过闸效率、充分利用闸室面积,船舶进出闸室及闸室内采取编组绑扎同时航行的方式,船舶紧靠;五是三峡是重要航运枢纽,是长江黄金水道的重要咽喉,且目前船闸通航能力严重不足,一旦影响船闸正常运行,将产生严重的经济损失和社会影响。

因此,鉴于三峡船闸的特殊重要性,为确保过闸安全,课题组认为需要结合三峡船闸的环境特点对LNG动力船通过三峡船闸的安全性进行全面评估。按照工作安排,CCS第一时间组织调配全系统资源,成立项目组,从法规、规范、指南等技术标准方面对船舶本质安全进行了分析评估,以及从安全监管、检查 措施、规范管理等方面对操作过程安全进行了评估。

船舶本质安全(船舶及设备)的评估。与常规燃油动力船舶相比,LNG动力船的风险主要是动力系统,一般包括燃料充装(充装处所)、燃料储存(气罐处所)、燃料供应(管系)和燃料利用(机器处所)。针对LNG低温、易燃等特性给动力系统带来的额外风险,国际海事组织(IMO)《使用气体或低闪点燃料船舶国际安全规则》(IGF规则)和CCS《天然气燃料动力船舶规范》在制定时所采用的风险控制理念是LNG动力系统的安全性、可用性和可靠性与常规燃油船舶相同,对LNG燃料加注、燃料储存、供气系统和机器处所等提出了相应的技术要求。在燃料储存方面,燃料舱的布置距离舷侧和船底板有一定保护距离,围护系统设有防超压、防泄漏等保护装置,自由液面以下有出口的C型燃料舱采用双层不锈钢壳体保护,防止对人员、船舶或环境造成伤害;在供气系统方面,要求供气管路距离舷侧不少于800mm,不应直接通过起居处所、服务处所和控制站等,穿过围蔽处所燃料管路设置双壁管并强制通风及可燃气体探测装置,供气管路上还设有紧急切断阀,应急情况下实现有效切断;在机器处所方面,提出了本质安全型和ESD防护型机器处所理念,内河船舶基本采用双壁管设计的本质安全型机舱,单一故障不会导致气体泄漏到机器处所。经评估后认为,按照规范、法规建造的LNG动力船不改变原船舶属性,船舶本身的风险水平与普通燃油动力船相同。

操作过程安全(操作、外部环境、船员等影响)的评估。考虑到三峡船闸的重要性和过闸环境特殊性,课题组决定按照危险源辨识、概率分析和后果模拟对LNG动力船通过三峡船闸安全性进行评估。结合长江三峡库区标准船型和船闸实际情况,假定一闸四船(5000吨级)和一闸六船(3000吨级)两种典型布置方案,对LNG动力船从锚地等待、航行至船闸和过闸期间3个节点进行了危险源辨识,提出在闸室内发生LNG泄漏可能存在较高风险。对LNG泄漏后的灾害进行了事件树分析,列出了危险场景的设备失效概率、引燃概率、人员存在概率、死亡概率等数据,计算出各种危险场景的个人风险值。采用三维计算流体力学软件FLACS进行了LNG管路泄漏和安全阀起跳NG释放的后果模拟,计算出灾害发生后的波及范围。根据《国家安全生产监督管理总局令》(40号)中风险接受衡准,按照从严标准认为三峡船闸属于高敏感场所,选取3.0E-07/每年作为最大可容许风险进行评判,仅LNG管路发生25mm破孔泄漏引起火灾超过了该限值。通过缩短人员撤离时间等有效措施,从60s降低到30s后,则其个人风险值可降低至1.75×10-7,达到可接受水平。根据LNG动力船通过三峡船闸的危险源识别、概率分析和事故后果模拟,综合分析认为,LNG动力船通过三峡船闸的安全水平与常规动力船舶没有降低,风险处于可接受水平。

应急响应保障 (事故的处理)。在按照“无禁止性限制,有区别性防范”的原则进行试运行的基础上,CCS建议加强对LNG气罐、供气系统(尤其是阀件和法兰连接处)、安全系统和消防系统等重点部位的巡检,及时发现并消除安全隐患,船上严禁任何点火源;在过闸前,对气罐压力进行检查,必要时进行泄压操作,压力降低至安全阀设定值80%以下,可维持安全阀至少7h不起跳;为防止LNG泄漏后低温对船体结构带来的损伤,建议适当加大LNG管路法兰连接处下方集液盘的容积,推荐长宽高的尺寸为1mx1mx 0.5m;加强内河船员的LNG动力系统操作培训和应急演练,提升船员安全意识和应急处置能力。

2018年10月,CCS《LNG动力船通过三峡船闸安全性评估报告》初稿形成,经过专家咨询会审查和评估后,会上专家一致认为该报告研究思路正确、研究方法可行,研究结论可信。之后,课题组根据专家意见进行了少许修改和完善,于11月形成了正式评估报告。评估结论认为,LNG动力船通过三峡船闸的风险水平可以接受。该安全评估报告的形成为后期制定LNG动力船通过三峡船闸工作方案提供了有力依据与支撑。

全面保障安全“通气”

尽管评估报告认为LNG动力船通过三峡船闸的安全风险可以接受,但考虑到LNG动力船尚处于示范推广阶段,相关企业、船员、管理部门经验不足,因此,长航局制定的工作方案中提出,对LNG动力船过闸按照“无禁止性限制,有区别性防范”的原则进行试运行。一年后根据试运行情况,积累管理经验,完善相关管理措施及应急预案,取消LNG燃料动力船过闸限制性措施,实施LNG燃料动力船过闸通航管理,同时强化应急备勤,及时有效处置各类突发事件。吴顺平表示,为了保障试运行相关工作的顺利进行,同时,为未来常态化的运行提前做好安全保障,CCS基于上述原则,还从以下五个方面进行了相关内容的梳理与研究:

首先,对现有船舶进行合规验证。验证结果显示,目前三峡库区上游重庆地区有4艘LNG燃料动力船,其中两艘可能通过三峡船闸的姐妹船均在2017年12月完成LNG动力系统更新,满足最新版规范法规要求,另外两艘船在支流航行不通过三峡船闸。

其次,准备安全检查项目清单。为加强LNG动力船过闸安检,强化LNG动力船过闸期间的监控和现场监管,确保LNG动力船过闸安全有序,CCS从安全管理角度出发,协助长航局梳理了LNG动力船通过三峡船闸前的安全检查项目,并列出了检查设备清单,以便LNG动力船过闸前的安全检查顺利进行。

第三,培训方面。组织策划LNG动力船相关技术培训,面向内部的包括审图、船舶和产品检验的验船师,外部包括设计院、造船厂和船东公司等,做到内外结合。

第四,规范梳理与评估。CCS组织梳理了2017年LNG动力船舶规范、法规换版主要变化内容的梳理,包括《天然气燃料动力船舶规范》2017版和《天然气燃料动力船舶法定检验暂行规则》2018版。此外,对相关技术要求进行了细化,改版后的法规覆盖面更全,技术细节更加明确,也更科学合理。

第五,对接国际标准。CCS对IGF规则对内河船舶的适用性进行了梳理和分析,以便及时进行适应性调整。IMO IGF规则(Part A-1部分)适用于500总吨以上采用LNG为燃料的国际航行船舶,已于2017年1月1日正式生效。作为IGF规则的履约国之一,我国在2016年11月12日发布的《国际航行海船法定检验技术规则》2016修改通报中纳入了IGF规则,明确规定使用LNG燃料的国际航行海船应执行IGF规则的要求。我国早在2013年11月15日就发布了适用于内河船舶的《内河天然气燃料动力船舶法定检验暂行规定》,2018年6月1日,我国又颁布了适用于内河船和沿海船的《天然气燃料动力船舶法定检验暂行规则》。

IMO IGF规则和CCS《天然气燃料动力船舶规范》在制定时所采用的风险控制理念是LNG动力系统的安全性、可用性和可靠性与常规燃油船舶相同,对LNG燃料加注、燃料储存、供气系统和机器处所等提出了相应的技术要求,我国LNG动力船舶规范法规的安全水平与IMO IGF规则安全水平一致,按规范法规建造的LNG动力船不改变原船舶属性。

因此,在总体遵循IGF规则的安全理念和防护要求的原则下,针对我国内河通航环境、船舶尺度、设备配备等方面与海船存在的差异,在保证安全水平相同前提下,CCS《天然气燃料动力船舶规范》和交通运输部海事局《天然气燃料动力船舶法定检验暂行规则》在部分条款上对内河船作了适当调整,主要包括以下方面:LNG燃料舱布置;燃料舱压力释放阀最大允许调定值;透气管出口高度及安全距离;水雾系统覆盖范围;燃料舱液位计型式等。

除此以外,IGF规则的其它要求(材料、LNG加注、气体燃料供应、用气设备、防爆、通风、电气设备、控制、监测和安全系统等)对于远洋船和内河船同等适用。

至此,我国对LNG燃料在船上的应用已有相对成熟的控制措施,这为未来LNG在作为船舶燃料的推广奠定了良好基础。

来源:中国船检