LNG船對船過駁作業(yè)碰墊分析研究

齊奎利

摘 要：本文梳理了船對船過駁作業(yè)兩船靠泊產(chǎn)生碰撞能量的計(jì)算原理，根據(jù)水上LNG行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)給出了碰墊快速選取和碰墊碰撞能量校核的方法，通過對某東南亞錨地LNG船對船過駁作業(yè)碰墊進(jìn)行分析研究，驗(yàn)證了碰墊快速選取表和碰墊碰撞能量校核方法的適用性。

關(guān)鍵詞：過駁;碰墊;母船;子船

中圖分類號：U674.13+3.3? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）09-0054-02

1前言

作為全球最大天然氣貿(mào)易進(jìn)口國 [1]，中國進(jìn)口LNG途徑主要是大型LNG運(yùn)輸船從國外LNG液化工廠接受LNG，運(yùn)輸至國內(nèi)沿海港口，靠泊LNG碼頭，將LNG貨物卸載至陸上LNG接收站儲罐。由于碼頭泊位緊張和港口水深不適合大型船舶靠港等因素，大型LNG運(yùn)輸船（母船）需要通過船對船過駁方式將貨物卸載到小型LNG運(yùn)輸船（子船），然后子船駛?cè)胙睾NG接收站碼頭進(jìn)行卸貨或采取其他方式進(jìn)行分銷，如水深較淺的珠江口水域。

由于LNG具有深冷易燃易爆等特性，目前國內(nèi)外行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[2，3]要求，LNG船對船過駁作業(yè)使用的碰墊應(yīng)滿足作業(yè)使用要求。本文對東南亞某港灣錨地LNG船對船過駁作業(yè)開展碰墊選取和性能校核分析研究。

2碰墊選型和校核方法

2.1 碰墊

船對船過駁作業(yè)通常采用充氣碰墊，充氣碰墊飄浮在水面上，吸收子船靠泊母船時的碰撞能量，保持兩船之間合適的平衡距離。對于船對船過駁作業(yè)，碰墊選型關(guān)鍵在于確定碰墊系統(tǒng)需要吸收碰撞能量值。

2.2 碰撞能量計(jì)算

對于子船自航抵靠母船進(jìn)行系泊的情況，計(jì)算碰墊系統(tǒng)需要吸收的碰撞能量時應(yīng)考慮船舶調(diào)整排水量、抵靠速度和偏心系數(shù)等參數(shù)影響[4，5]，計(jì)算公式如下列公式：

其中，靠泊作業(yè)兩船總調(diào)整排水量為：

其中，DTA、DSAA、DSBA分別為兩船總調(diào)整排水量、船A和船B調(diào)整排水量，t;V為船舶抵靠相對速度，m/s;Ce為偏心系數(shù);SF為非正?？坎窗踩禂?shù);Cm為附加質(zhì)量系數(shù);d為靠泊時船舶吃水，m;B為船舶型寬，m;DSA、DSB分別為船A和船B排水量，t;l為從碰撞接觸點(diǎn)到靠近船B重心平行于船A的距離，m;r為船舶重心回轉(zhuǎn)半徑，m。

船舶靠泊期間碰撞能量計(jì)算應(yīng)考慮平靜、溫和以及惡劣三種作業(yè)環(huán)境條件，環(huán)境條件根據(jù)海況和波高確定。根據(jù)行業(yè)資料[4-6]，碰撞能量計(jì)算時船舶抵靠速度參見表1。

正?？坎醋鳂I(yè)時，平靜環(huán)境條件下誤判船舶和靠泊狀態(tài)的后果相對來說最小，安全系數(shù)可取為1;靠泊安全系數(shù)取為1～2取決于作業(yè)地點(diǎn)環(huán)境條件、船舶狀態(tài)、意外事件風(fēng)險(xiǎn)和船長及系泊負(fù)責(zé)人的經(jīng)驗(yàn)等。

根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[2]，船舶靠泊碰撞能量計(jì)算通常采用1.8倍船舶排水量的方式考慮額外靠泊力的作用影響，即Cm取為1.8。兩船靠泊作業(yè)期間，相互平行接觸較少，單個碰墊更有可能承受所有碰撞能量，單個碰墊作用時靠泊碰撞能量為：

采用拖輪使兩船平行靠泊時，靠泊載荷和碰撞能量均勻作用于所有碰墊，所有碰墊同時作用時靠泊碰撞能量為：

2.3 碰墊快速選取表

基于船對船過駁作業(yè)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，行業(yè)已形成船對船過駁作業(yè)碰墊選取方法[2]。首先應(yīng)計(jì)算等效排水量系數(shù)，然后根據(jù)OCIMF快速選取表選取碰墊配備。基于兩船排水量，可按下列公式計(jì)算等效排水量系數(shù)：

2.4 碰墊選取校核流程

為LNG船對船過駁作業(yè)選取碰墊時，根據(jù)等效排水量系數(shù)選擇配備碰墊后，還應(yīng)校核所配碰墊是否能夠吸收靠泊碰撞能量，碰墊選取流程如圖1所示。

3 LNG船對船過駁作業(yè)碰墊分析案例

3.1 項(xiàng)目背景

LNG船對船過駁作業(yè)地點(diǎn)位于東南亞某天然深水港灣錨地，自然環(huán)境形成天然屏障，環(huán)境條件平靜。港灣錨地水深24～50米，該地區(qū)全年大部分時間風(fēng)速在3級以下，該港灣是進(jìn)行船對船過駁作業(yè)的理想地點(diǎn)。

進(jìn)行LNG船對船過駁作業(yè)的母船為15.3萬方LNG運(yùn)輸船，子船為6.5萬方LNG運(yùn)輸船。母船和子船最大排水量分別為120882t和52860t。

3.2 碰墊選型和配備

根據(jù)公式（9）計(jì)算得到兩船最大等效排水量系數(shù)C約為73555t，根據(jù)OCIMF快速選取表可知兩船間應(yīng)配備4 個直徑為3.3 m、長度為6.5 m、充氣壓力為80kPa的碰墊，單個碰墊的最大吸收能量不低于48 tm，子船靠泊母船時抵靠速度不大于0.20 m/s。

3.3 碰墊性能校核

過駁作業(yè)地點(diǎn)為平靜環(huán)境條件，靠泊安全系數(shù)取為1。根據(jù)公式（7）和公式（8）分別校核單個碰墊作用和4個碰墊共同作用時的碰撞能量吸收情況，校核結(jié)果見表2。

根據(jù)表2可知，單個碰墊作用和4個碰墊共同作用時碰墊安全系數(shù)分別為3.90和7.65，碰墊系統(tǒng)具有足夠的安全裕度，滿足過駁作業(yè)要求，上述碰墊選取和碰撞能量校核方法適用于LNG船對船過駁作業(yè)。

4結(jié)語

通過研究國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本文梳理了船對船過駁作業(yè)兩船間碰墊吸收碰撞能量計(jì)算原理，并給出了碰墊選取和碰墊性能校核方法，可有效提升船對船過駁作業(yè)安全性;同時，針對某東南亞港灣錨地LNG船對船過駁作業(yè)，給出了碰墊選取和碰墊吸收碰撞能量性能校核的分析案例。

兩船間碰墊系統(tǒng)是確保船對船過駁作業(yè)安全的關(guān)鍵設(shè)備。目前我國大力推進(jìn)LNG清潔能源應(yīng)用和發(fā)展，保障LNG船對船過駁作業(yè)安全對于水上LNG行業(yè)發(fā)展極具現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] Shell Global. LNG Outlook Report 2019[R]. London： Shell Global， 2019.

[2] Oil Companies International Marine Forum. Ship To Ship Transfer Guide for Petroleum， Chemicals and Liquefied Gases[S]. London： Witherby Publishing Group Ltd.， 2013.

[3]中國船級社.船對船過駁指南[S].北京：人民交通出版社， 2019.

[4] PIANC. Guidelines for the Design of Fenders Systems， PIANC – Marcom Report of WG33[R]. PIANC， 2002.

[5] Maurice Wan， Fumihiko Yazaki， Sigeki Sakakibara. Fender Selection for STS Operations[R]. The Yokohama Rubber Co.， Ltd， 2006.

[6] World Meteorological Organization. WMO code 3700 Method for Recording Seastates[S]. World Meteorological Organization， 1985.