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        LNG船對(duì)船過駁作業(yè)碰墊分析研究

        2019-09-28 04:56:07齊奎利
        中國(guó)水運(yùn) 2019年9期
        關(guān)鍵詞:母船

        齊奎利

        摘 要:本文梳理了船對(duì)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(duì)某東南亞錨地LNG船對(duì)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(hào):U674.13+3.3? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào):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(guó) [1],中國(guó)進(jìn)口LNG途徑主要是大型LNG運(yùn)輸船從國(guó)外LNG液化工廠接受LNG,運(yùn)輸至國(guó)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(chǔ)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(duì)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(guó)內(nèi)外行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[2,3]要求,LNG船對(duì)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(duì)東南亞某港灣錨地LNG船對(duì)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(duì)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(shí)的碰撞能量,保持兩船之間合適的平衡距離。對(duì)于船對(duì)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(duì)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(shí)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(duì)速度,m/s;Ce為偏心系數(shù);SF為非正常靠泊安全系數(shù);Cm為附加質(zhì)量系數(shù);d為靠泊時(shí)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(shí)船舶抵靠速度參見表1。

        正常靠泊作業(yè)時(shí),平靜環(huán)境條件下誤判船舶和靠泊狀態(tài)的后果相對(duì)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(zhǎng)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(gè)碰墊更有可能承受所有碰撞能量,單個(gè)碰墊作用時(shí)靠泊碰撞能量為:

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

        2.3 碰墊快速選取表

        基于船對(duì)船過駁作業(yè)行業(yè)經(jīng)驗(yàn),行業(yè)已形成船對(duì)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?;趦纱潘?,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L(zhǎng)NG船對(duì)船過駁作業(yè)選取碰墊時(shí),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(duì)船過駁作業(yè)碰墊分析案例

        3.1 項(xiàng)目背景

        LNG船對(duì)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(shí)間風(fēng)速在3級(jí)以下,該港灣是進(jìn)行船對(duì)船過駁作業(yè)的理想地點(diǎn)。

        進(jìn)行LNG船對(duì)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(gè)直徑為3.3 m、長(zhǎng)度為6.5 m、充氣壓力為80kPa的碰墊,單個(gè)碰墊的最大吸收能量不低于48 tm,子船靠泊母船時(shí)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(gè)碰墊作用和4個(gè)碰墊共同作用時(shí)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(gè)碰墊作用和4個(gè)碰墊共同作用時(shí)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(duì)船過駁作業(yè)。

        4結(jié)語(yǔ)

        通過研究國(guó)際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),本文梳理了船對(duì)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(duì)船過駁作業(yè)安全性;同時(shí),針對(duì)某東南亞港灣錨地LNG船對(duì)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(duì)船過駁作業(yè)安全的關(guān)鍵設(shè)備。目前我國(guó)大力推進(jìn)LNG清潔能源應(yīng)用和發(fā)展,保障LNG船對(duì)船過駁作業(yè)安全對(duì)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(guó)船級(jí)社.船對(duì)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.

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