楊富國+張鵬飛

【摘 要】 為更好地理解船側卸貨操作，從船側角度對卸貨前、卸貨中、卸貨后的操作流程進行分析，提出各流程的操作要求，以促進卸貨期間船岸動作的協(xié)調，保證卸貨期間船岸的安全，達到優(yōu)化卸貨流程的目的。

【關鍵詞】 液化天然氣（LNG）船舶;液化天然氣（LNG）終端;卸貨操作

1 卸貨操作流程

1.1 卸貨操作設備要求

目前，世界上運營的主流液化天然氣（LNG）船除Q-Max型船有5個貨艙外，其余船型貨艙從船首至船尾依次為1號貨艙、2號貨艙、3號貨艙、4號貨艙。

在正常卸貨作業(yè)期間，船舶僅使用主卸貨泵卸貨，船側將會預留一定量的LNG，以冷卻船艙和船側管線及向發(fā)電機提供燃料用于發(fā)電。在船舶航行中，強制汽化器用于汽化船艙中剩余的LNG轉變?yōu)樘烊粴猓∟G），與蒸發(fā)氣體（BOG）一起用作燃料。

LNG船艙余量與壓載航行時間有關。由于技術原因船側需要加熱船艙，在主貨泵完成卸貨之后，使用掃艙（噴淋）泵將船艙中的余量卸貨完畢。在卸貨期間，岸側向船側返送NG，用于維持船艙壓力。

主卸貨泵將LNG泵入液體總管，然后經船中液體管匯連接口送至岸側。自動氣體控制系統(tǒng)將船艙壓力保持在設定值。隨著卸貨速率的增加，船艙壓力降低，岸側NG通過管匯，經氣相總管至船艙，完成向船側返氣，同時保持船艙壓力不低于。若船側返回的NG量不足以維持船艙壓力，則使用船艙噴淋LNG或LNG汽化器產生NG，向船艙補充NG。

壓載水作業(yè)和卸貨操作同時進行。壓載操作應保證船舶的吃水、艉傾、船體強度和穩(wěn)性要求在許可范圍內，這些參數(shù)要求通過船側貨物控制室的電腦實時顯示，便于作業(yè)監(jiān)控。

卸貨期間，船舶應保持平吃水。如需騰空一個貨艙，船舶會按照接收站許可的極限值，艉傾協(xié)助進行掃艙。每個貨艙通常卸貨到液位0.2 m左右，船艙中LNG余量取決于壓載航行的距離，并根據(jù)航行距離作相應調整。在航行中，貨艙液位達到，使用噴淋泵向強制汽化器提供LNG;當其中一個船艙液位為0.6 m左右時，主貨泵停止運行，以避免艙底過度振動，對泵吸入口產生干擾。掃艙（噴淋）泵與主卸貨泵同時運行，直到主卸貨泵處于低卸貨壓力時，貨泵電機停止運轉。

在完成卸貨后，將卸料臂和管線中殘余的LNG向4號貨艙排凈，卸料臂隨后吹掃并斷開。在吹掃貨物管線時，至少需要0.3 MPa的氮氣壓力，重復該操作多次直到成功將管匯中殘余LNG排凈。船艙壓力可通過燃燒此過程中產生的任何NG加以控制。

1.2 卸貨前準備工作

假定在開始卸貨前關閉所有閥門，準備工作如下：

（1）測試所有卸貨閥門和管匯緊急關閉系統(tǒng)（ESD）閥門及壓載閥門的遠程操作。

（2）確保船中水幕的噴淋閥門可用;準備消防設備，確保消防軟管和個人防護設備可用。

（3）確保打開貨艙高液位報警器。

（4）確保各貨艙氣相管線頂部出口閥門處于開啟狀態(tài)并被鎖定。當船側仍有貨物時，這些閥門必須處于開啟并鎖定狀態(tài)，直到隔離相應貨艙并加以通風為止。

（5）打開氣相管匯閥門。

（6）在向主卸貨泵供電前，應檢查電動機的絕緣電阻和相關電纜的工作狀態(tài)。

（7）檢查液相和氣相卸料臂連接頭、船岸連接系統(tǒng)和岸側通信設備。

（8）測試ESD，經岸方確認后重置ESD。重新開啟液相和氣相ESD閥門，經岸方同意，開始預冷。

2 卸貨前液相管線冷卻操作流程

2.1 要 求

在LNG船舶抵達卸貨港前，貨物管線應完成冷卻，貨艙液位為許可條件下的最高值。一旦船舶系泊完畢，可立即開始進行卸貨操作。船側管匯處安置變徑器和過濾網。

使用3號貨艙噴淋泵將液體通過噴淋總管送至液相總管，冷卻液相管線。管匯中的氣體通過液相總管，經填充管線返回至3號貨艙。貨艙中的NG經低流量壓縮機和加熱器，向發(fā)電機提供燃料用于發(fā)電。當貨艙中NG量不足時，使用汽化器汽化LNG，提供額外的NG用作燃料。如有需要，1號、2號和4號貨艙中的噴淋泵都可用于冷卻。

2.2 冷卻液相管線的操作程序

（1）準備噴淋總管系統(tǒng)，用于冷卻管線。噴淋總管系統(tǒng)各閥門開關狀態(tài)見表1。

表1 噴淋總管系統(tǒng)各閥門開關狀態(tài)

（2）準備液相總管系統(tǒng)，用于冷卻管線。液相總管系統(tǒng)各閥門開關狀態(tài)見表2。

表2 液相總管系統(tǒng)各閥門開關狀態(tài)

（3）準備左舷管匯，用于冷卻。左舷管匯系統(tǒng)各閥門開關狀態(tài)見表3。

表3 左舷管匯系統(tǒng)各閥門開關狀態(tài)

（4）確保氣相頂部出口閥門至氣相總管一直處于全開狀態(tài)。各貨艙氣相閥門開關狀態(tài)見表4。

表4 各貨艙氣相閥門開關狀態(tài)

（5）啟動自動氣體控制系統(tǒng)，調整低流量壓縮機壓力控制閥的設定值至0.6 MPa（或指定值），閥門CG938和CG939分別供應流向主發(fā)電機和氣體燃燒器的氣體。

（6）LNG通過3號貨艙噴淋總管，經噴淋管線至液相總管閥門進入液相總管，再通過裝載管線返回到3號貨艙。

（7）通過貨物控制室的完整自動系統(tǒng)啟動3號貨艙噴淋泵，開始冷卻。

（8）隨著冷卻總管過程的開始，依次關閉每個貨艙的裝載閥冷卻整個液相總管。

（9）在管線冷卻期間，監(jiān)控貨艙液位和壓力、液相管匯壓力、液相管匯溫度、液相總管溫度和氣相總管壓力等參數(shù)。

（10）在液相總管溫度降低至 100℃以下且在裝貨閥門出現(xiàn)結霜時，管線冷卻完成。

（11）當冷卻完成時，通過完整自動系統(tǒng)關閉3號貨艙噴淋泵卸貨閥。

（12）若冷卻完成時間與船舶系纜完畢時間間隔很長，可能需重啟噴淋泵，再次進行冷卻。

需要注意的是，通過裝貨管線輸送至貨艙底部的液體，可能會使裝置在艙底的溫度探測器溫度上升，因而須為其留足時間等待恢復穩(wěn)定。

3 卸貨前卸料臂冷卻操作流程

3.1 要 求

在卸料臂與船側管匯連接之后，采用氮氣加壓并將LNG吹掃到空氣中，直到氧含量濃度低于1%。卸料臂的冷卻過程應按照終端操作程序進行，并配合使用船側的噴淋泵或卸貨主泵。

在船岸安全檢查完成后，根據(jù)終端要求，初次計量應在關閉BOG燃燒或者運行自動燃氣控制系統(tǒng)的情況下進行，隨后再打開船岸氣相管線。

3.2 使用一個噴淋泵冷卻岸側卸料臂的操作流程

在完成卸料臂和管匯接口泄漏測試后，船舶使用一個噴淋泵，經卸料臂和船側管線內部循環(huán)，最終將液體返回至其內部的貨艙中，通過此過程冷卻卸料臂。

（1）準備噴淋總管系統(tǒng)，用作冷卻。噴淋總管系統(tǒng)各閥門開關狀態(tài)見表5。

（2）準備左舷管匯，冷卻卸料臂。各貨艙管匯系統(tǒng)閥門開關狀態(tài)見表6。

表5 噴淋總管系統(tǒng)各閥門開關狀態(tài)

表6 各貨艙管匯系統(tǒng)閥門開關狀態(tài)

（3）通過完整自動系統(tǒng)開啟3號貨艙噴淋泵。

（4）調整3號貨艙噴淋泵返回閥開度，控制噴淋管線和左舷管匯壓力，同時監(jiān)控卸料臂結霜情況。

（5）當管匯管線、船側液相管線和卸料臂溫度達到 130℃時，冷卻完成。一旦卸料臂完成預冷，打開船側雙關閥，關閉管匯冷卻閥門。各貨艙管線閥門開關狀態(tài)見表7。

表7 各貨艙管線閥門開關狀態(tài)

（6）停止運行3號貨艙噴淋泵，打開泵返回閥，向貨艙排凈噴淋總管液體。

4 從岸側返氣進行卸貨的操作流程

4.1 要 求

利用主卸貨泵，將貨艙LNG由船側卸貨到岸側，NG從岸側返回至船側。此時，注意檢查液位、溫度、壓力等貨物計量系統(tǒng)。需要注意的是，主卸貨泵絕不允許在流量低于650 m3/h時運行。

4.2 操作流程

（1）完成冷態(tài)ESD測試之后，操作管匯各閥門（見表8）。液相分支閥置于自動狀態(tài)時，關閉分支閥，打開填充閥。卸貨順序依次為2號貨艙、3號貨艙、4號貨艙、1號貨艙。

表8 管匯各閥門開關狀態(tài)

（2）從2號貨艙的1號主卸貨泵開始啟動，順序如下：①打開主卸貨泵卸貨閥CL201，開度為30%;②啟動1號主卸貨泵，通過填充閥在艙內循環(huán)液體。

（3）繼續(xù)啟動2號貨艙的2號主卸貨泵，順序如下：①確認關閉液相分支閥CL207;②打開主卸貨泵卸貨閥CL202，開度為30%;③確認打開貨艙填充閥CL200;④啟動2號主卸貨泵，通過填充閥在艙內循環(huán)液體。

（4）繼續(xù)以下操作：①逐漸開啟液相分支閥CL207至完全打開;②開始關閉填充閥CL200;③觀察步驟①和②，直至CL207完全打開，CL200完全關閉。

（5）對其余3個貨艙進行同樣操作。

（6）檢查電機安培表電流，在電機運行6～后，電流應處于穩(wěn)定狀態(tài)。

（7）根據(jù)終端要求，開啟剩余的其他主卸貨泵。一旦所有主卸貨泵運行，調整卸貨閥開度，獲得需要的流量或壓力。

（8）要求終端提供足量的返氣。

（9）隨著卸貨壓力和流量增加，繼續(xù)監(jiān)控管道和卸料臂是否泄漏。

（10）調整主卸貨泵卸貨閥的開度，使安培表的電負荷、卸貨壓力處于最佳效率值。

（11）維持貨艙壓力在8～12 kPa，避免泵出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，使泵能很好地吸入液體。[1]如果貨艙壓力降至6 kPa，要求終端增大返氣量。

（12）開始壓載水操作?？刂聘鱾€壓載艙的水位，保持吃水、艉傾和船體強度在許可范圍內，可參考貨物控制室的艉傾顯示屏和穩(wěn)性數(shù)據(jù)。

（13）繼續(xù)監(jiān)控貨艙壓力、主卸貨泵安培表的電負荷和卸貨壓力。

（14）隨著各個貨艙液位下降，逐漸減小每個泵的卸貨閥開度，預防貨泵因低電流跳閘。

（15）在貨艙液位降到非常低前，停止各貨艙中的一個主卸貨泵，預防兩泵之間可能產生的氣蝕現(xiàn)象。

（16）在各貨艙中的主卸貨泵停止前，啟動噴淋泵。假設最后停止4號貨艙的主卸貨泵，那么，1號、2號和3號貨艙中剩余的LNG量通過噴淋總管同時經噴淋泵掃艙進入4號貨艙。

（17）完成卸貨操作后，停止所有泵運行，排凈液相管線中的液體，停止從岸側返氣。

5 卸貨完成后排凈管匯和卸料臂的 操作流程

5.1 要 求

當卸貨作業(yè)完成后，開始排凈和吹掃操作，將卸料臂和管匯中殘存的LNG和NG送至船艙后，卸料臂可以安全斷開。該排凈系統(tǒng)由雙閥提供保護，預防LNG的泄漏。

為了進一步預防液體泄漏，一次斷開一個卸料臂。船舶管匯與變徑器相連，在卸料臂斷開之后，該變徑器可方便、快速地與盲板法蘭連接。在下個卸料臂斷開之前，變徑器與盲板法蘭之間須填置墊圈，且至少須4個螺栓插入法蘭孔擰緊加固。

一般來說，船側管匯區(qū)域坐落在低于管道跨接區(qū)5 m處，因此，管道中殘存的LNG不能靠重力排凈到船艙中。這時，需要由岸方提供氮氣，將液相和氣相卸料臂中分別存在的LNG和NG經連接管匯和貨艙的噴淋管道系統(tǒng)吹至貨艙，氣相管匯中的氣體通過岸側提供的氮氣經加壓通過氣相總管吹掃至貨艙。

5.2 操作流程

（1）通過完整自動系統(tǒng)打開各相關閥門（見表9）。

表9 各相關閥門開關狀態(tài)

（2）操作管匯手動閥門（見表10），卸貨完成后，檢查貨物過濾裝置。

表10 管匯手動閥門開關狀態(tài)

（3）要求岸側開始提供氮氣，并將液相臂壓力提至0.5 MPa，該壓力足以將管線中殘余的LNG送至垂直距離5 m高的噴淋管線中，再經噴淋總管吹至4號貨艙。當液相臂中的壓力突然降至約40 kPa時，表明液體已經排出管匯管線。繼續(xù)采用氮氣吹掃1 min后關閉手動管匯冷卻閥CS011，同時打開液相管匯手動排凈閥CL055和CL056，檢查是否仍有LNG殘存。如果管道中仍有LNG殘存，重復以上排凈操作。當管線排凈且碳水化合物含量讀數(shù)低于1%時，關閉液相管匯ESD閥門CL011和管匯冷卻閥CS011，并要求岸側停止氮氣供應。此時，緩慢打開液相管匯手動排凈閥CL055和CL056，向大氣中排出氮氣，然后關閉這些閥門，通知岸方可以安全斷開卸料臂。針對每個卸料臂和管匯，重復以上操作。當所有液相管線吹掃完畢并斷開后，關閉氣相管匯ESD閥CG071，打開氣相旁通閥CG073。在要求岸側采用氮氣吹掃時，碳水化合物含量讀數(shù)低于1%，應關閉氣相旁通閥CG073，斷開氣相卸料臂。

參考文獻：

[1] 李文華.液化氣船舶設備與安全管理[M].大連：大連海事大學出版社，2009：171-172.