一種水上天然氣加注站加注裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種水上天然氣加注站加注裝置，其特征在于，所述加注裝置包括加注躉船儲罐，動力船儲罐，所述加注躉船儲罐與動力船儲罐之間設置有熱交換器（簡稱PBC）,相互之間通過軟管連接，所述加注裝置還包括潛液泵，所述潛液泵將LNG通過加注軟管輸送到動力船儲罐中，在軟管的兩端都裝有遙控兼手動操作的緊急關閉閥（簡稱ESD)，所述軟管上裝有緊急脫離裝置（簡稱ERC），通常為緊急拉斷閥；所述加注軟管兩端采用干式快速接頭(簡稱DDC）以防止拉斷后泄漏。
【專利說明】一種水上天然氣加注站加注裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種天然氣加注站，具體地說是一種水上天然氣加注站工藝流程及加注裝置。
【背景技術】
[0002]LNG作為清潔能源替代重油/柴油在我國內(nèi)河船舶中應用已逐步展開，使用氣體燃料發(fā)動機可有效減少N0x、S0x和PM等對大氣環(huán)境的污染，被視為適應未來環(huán)保要求的最佳船舶燃料。在內(nèi)河船舶“油改氣”試點過程中，己有14余艘改造成功的船舶，實現(xiàn)拖輪、散貨船、游船、漁政船等船型的LNG改裝試驗，船舶通過使用LNG—柴油雙燃料發(fā)動機，向業(yè)界展示LNG作為船舶燃料良好的經(jīng)濟性和環(huán)保性，這些為LNG應用于內(nèi)河船舶作為替代燃料提供了強有力的支撐。目前國內(nèi)還有許多船舶正在進行LNG—柴油雙燃料改造或規(guī)劃中，江蘇、安徽、江西等長江沿岸各省對此尤為積極。據(jù)測算，使用LNG清潔能源比使用柴油可節(jié)約30%至55%的費用，可大幅降低船舶運輸企業(yè)的運營成本。
[0003]隨著中國海事局和國家能源局在內(nèi)河開展LNG燃料動力船的試點和應用推廣，以LNG為清潔燃料動力船越來越多，伴隨而來的動力船在營運過程中燃料補給問題刻不容緩。目前，對LNG燃料動力船加注方式大致可分為四類:岸基加注、躉船加注、槽車加注、船對船加注。這四種形式主要差異在于LNG存儲方式不同，但其加注方式、加注程序、加注設備、安全事項等差異不大?？紤]到營運效益與災害風險等因素，目前國內(nèi)外為LNG燃料動力船補給的主要方式是槽車運輸，但這種方式在實際運行中存在諸多不便之處，如:長途運輸費用大、罐車容量有限、碼頭無槽車預留位等問題。在歐洲一些國家較早地應用LNG作為船舶燃料，并建立碼頭加注岸站和加注船，瑞典已建造世界上首艘LNG加注船SEAGAS號，該船采用單個C型份罐180m3。為推進LNG在長江和京杭運河上航行船舶的立用，國內(nèi)很多能源單位積極投入內(nèi)河沿線LNG加注站建設。與岸基加注相比，水上加注躉船加注作業(yè)的不確定因素增加了作業(yè)風險。岸上設備為相對固定不動，而躉船加注作業(yè)受夭氣、波浪、洋流等外界影響安全的不可控因素大大增加，事故發(fā)生概率也相應增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型正是針對現(xiàn)有技術中存在的技術問題，提供一種水上天然氣加注站工藝流程以及注裝置，LNG加注躉船的功能是將儲罐內(nèi)約0.2—0.3MPa液相天然氣通過自增壓系統(tǒng)或潛液泵輸送到動力船儲罐，該技術方案綠色環(huán)保，大大降低了能源消耗，降低了燃料成本。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案為，一種水上天然氣加注站加注工藝，其特征在于，所述加注工藝包括以下步驟，I)抵達前準備；2)靠泊作業(yè)；3)加注作業(yè)；4)離泊作業(yè)，其中步驟I具體操作如下，船舶兼容性檢測；氣相條件和照明；作業(yè)間通信和通信故障；航行警告和警示標志；危險區(qū)域和安全區(qū)域；操作說明和人員保護設備；應急計劃和消防設備兩船交換信息；檢查儲罐系統(tǒng)；檢查靠泊和系泊設備；檢查加注設備和水幕；所述步驟2的具體操作如下，安全通訊和系泊計劃；機動操縱駛近；碰墊設置和靠泊作業(yè)；系泊作業(yè)；連接通訊和接地；連接軟管；所述步驟3的具體操作如下，加注前檢查表；加注量及加注速率；預冷內(nèi)部管路及加注泵；惰化和置換；開啟手動和遙控閥；向兩船發(fā)出準備信號；啟動加注泵程序；頂部和底部進液交替加注；停止加注泵程序；吹掃和惰化等；
[0006]所述步驟4的具體操作如下，加注后檢查表；關閉手動和遙控閥；拆除軟管；拆除通訊線路；傳遞加注文件；解纜和起錨；機動操縱駛離。
[0007]作為本實用新型的一種改進，所述步驟I中具體的操作如下，所述船舶兼容性檢測是指LNG加注躉船與受注船在裝備和布置上互相兼容；船舶能夠實施/遵守各種計劃中的建議；靠泊、系泊、軟管操作和通信能夠安全有效地進行；為確保兩船的兼容性良好，通常應在靠泊前對以下項目進行確認:將使用的總管即軟管/裝卸臂/軟管托架大小和數(shù)量；在LNG加注操作中，預期軟管離水面最大和最小高度和干舷差；裝卸臂、克令吊和軟管托架是否情況良好和符合安全工作載荷；在船舷的軟管支架足以防止軟管因摩擦產(chǎn)生的損壞；加注軟管應符合OCIMF《油輪總管及其附屬設備的推薦》的規(guī)定；裝卸臂應符合OCIMF《船用臂設計規(guī)范》和化工部標準HG/T21608— 2012《液體裝卸臂工程技術要求》的規(guī)定；加注設備應滿足傳輸LNG低溫可燃液體介質，加注軟管/裝卸臂應配有相頭的緊急拉斷閥/緊急脫離裝置和絕緣隔離措施。
[0008]作為本實用新型的一種改進，所述步2中具體的操作如下:安全通訊和系泊計劃是指兩船通過高頻通話確認各自的狀態(tài)，按照指定的作業(yè)程序和應急計劃逐一進行，無線電設備應為本質安全型；碰墊設置和靠泊作業(yè)是指靠泊機動操作選在白天進行，在接到停泊同意后，在能開始機動駛近，在駛近的過程中同時應持續(xù)監(jiān)測天氣條件、波浪和潮汐狀態(tài)、周圍通航情況；至少設置兩個主碰墊固定在加注躉船舷側，次碰墊的設置確保加注躉船與受注船之間沒有任何一處有直接觸碰發(fā)生；系泊作業(yè)是指當受注船安全平穩(wěn)地靠泊后，在海上風浪和水流準許的情況下，才能按照原定的系泊計劃開始操作；
[0009]連接通訊和接地保護是指在完成靠泊和系泊之后，為方便交流和安全控制，有些清況下可能需要兩船的有線連接；連接軟管/裝卸臂是指干式快速接頭即手動法蘭或液壓遙控操作連接，同時軟管上還配有緊急拉斷閥。
[0010]作為本實用新型的一種改進，所述步3中具體的操作如下:加注前檢查表，當兩船舶穩(wěn)固地系泊后并在LNG加注開始如，應確保各船舶的加注負責人間建立起良好的通{目，并且順利地完成加注前的檢查；在正式加注之前，為防止加注躉船上LNG管路和加注泵及流量計等突受牲應力作用，并產(chǎn)生大量的蒸發(fā)氣體，需要對LNG儲罐內(nèi)部系統(tǒng)進行預冷卻，打開通向加注泵、流量計等儀表的閥件，并開啟儲罐底部閥件使得LNG充滿所有輸送管路，必要時也可以開啟自增壓串聯(lián)閥件，用以提高儲罐內(nèi)壓力，加快輸送速度；惰化管路，在兩鉛軟管連接完畢后，軟管內(nèi)可能含有一定量的空氣，在加注總管上開啟兩船的ESD閥件并關閉隨后的閥件，氮氣通過支管進入LNG液相和氣相總管，對軟管進行15min，吹掃完畢后需要檢測總管中的氧含量確認不超過規(guī)定限值，否則應進行2次惰化操作，直到符合規(guī)定為止；置換管路，由于總管和軟管內(nèi)含有大量氮氣，需要通過NG對其進行置換，在LNG加注躉船上通常配有壓縮NG氣瓶，在加注總管上打開兩船的ESD閥件并關閉隨后的閥件，NG通過支管進入LNG液相和氣相總管及軟管，對氮氣進行置換。
[0011]一種水上天然氣加注站加注裝置，其特征在于，所述加注裝置包括加注躉船儲罐，動力船儲罐，所述加注躉船儲罐與動力船儲罐之間設置有熱交換器(簡稱PBC)，相互之間通過軟管連接，所述加注裝置還包括潛液泵，所述潛液泵將LNG通過加注軟管輸送到動力船儲罐中，在軟管的兩端都裝有遙控兼手動操咋的緊急關閉閥(簡稱ESD)，如果發(fā)生泄漏或操作異常，ESD可自動或手動關閉，為防止過壓ESD的響應時間在30秒左右。為防止加注躉船與受注船之間過大的相對運動，所述軟管上裝有緊急脫離裝置(簡稱ERC)，所述緊急脫離裝置設置為緊急拉斷閥；所述加注軟管兩端采用干式快速接頭(簡稱DDC)以防止拉斷后泄漏。
[0012]作為本實用新型的一種改進，所述加注躉船LNG儲罐還設置有自增壓裝置。為增加輸送速度縮短加注時間以及加注躉船上發(fā)動機燃料系統(tǒng)需要，一般加注躉船LNG儲罐還配有自增壓裝置。
[0013]作為本實用新型的一種改進，所述加注躉船LNG儲罐設置有自循環(huán)系統(tǒng)，進行降溫和降壓。當ESD關閉時，為防止壓力振蕩。
[0014]作為本實用新型的一種改進，所述軟管連接處設置有隔離絕緣墊片。對連接兩端可能出現(xiàn)旋轉或摩擦的地方設置隔離絕緣墊片，防止靜電的產(chǎn)生。
[0015]相對于現(xiàn)有技術，本實用新型的優(yōu)點如下，I)天然氣作為船舶動力燃料，并且實踐良好，目前該技術在國內(nèi)尚無先例，該技術方案大大降低燃料成本；降低物流運輸成本。天然氣同熱值比價遠低于石油，因此LNG船舶比使用汽柴油節(jié)省燃料費用超過30%，具有較強的市場競爭力。據(jù)統(tǒng)計，2011年全年華東地區(qū)0#柴油均價約203.08元/百萬英熱，而LNG價格僅為113.24元/百萬英熱，相當于柴油價格的55.76%。倘若按照柴油與LNG能耗比3:7計算，則LNG混合動力船舶的燃料成本，僅為傳統(tǒng)全部使用柴油船舶燃料成本的69%。2)、大幅度降低能耗；航運企業(yè)都希望船用動力裝置擁有良好的動力、最佳的能源使用效率，以減少船舶運行成本。相比柴油和其他替代能源，以天然氣為燃料的船舶動力裝置具有與柴油機基本同等的動力性指標。其他替代能源動力裝置目前還無法成為船舶的主要動力，只能作為補充和輔助動力。天然氣發(fā)動機單位輸出功率的成本價格比柴油機低，成本優(yōu)勢明顯。以目前銷售的柴油和LNG天然氣價格為例，目前每噸LNG天然氣價格約為每噸柴油價格的80%。根據(jù)天然氣替代柴油使用比例的不同(50?100%)，使用天然氣比使用柴油節(jié)約(15?30%)的燃料費用，而且天然氣燃燒徹底，不易積碳，還可以減少維護費用。推廣LNG燃料在船舶上的應用，符合國家產(chǎn)業(yè)政策，對優(yōu)化我國交通領域能源結構，促進能源高效利用，實現(xiàn)節(jié)能減排目標具有重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實意義。3)、減排二氧化碳、硫氧化合物、氮氧化合物，且噪聲污染、煙塵、廢油水排放等亦可大大降低。天然氣的主要成分為甲烷，是一種清潔、高效的綠色能源。發(fā)展LNG燃料動力船，對改善城市空氣質量、江河水質和沿岸環(huán)境保護有良好的積極作用。采用LNG燃料可以減少10%?20%的C02排放量，90%的NOX排放量，100%的硫化物和顆粒物排放，除常規(guī)污染物排放大幅減少外，LNG船舶排放中不含鉛、苯等致癌物質。而且，LNG燃料主機不需要安裝潤滑油清潔設備，內(nèi)部環(huán)境較好。因此，水上躉船式LNG加注是一項環(huán)保工程，隨著天然氣項目的不斷建設實施，必將大大地降低該地區(qū)大氣中煙塵、粉塵、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物的排放量，極大地改善當?shù)丨h(huán)境污染狀況，提高環(huán)境質量，創(chuàng)造良好的生活和工作環(huán)境，其環(huán)境效益將會非?？捎^?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0016]圖1水上天然氣加注站加注操作步驟；
[0017]圖2本實用新型LNG加注系泊布置圖；
[0018]圖3本實用新型加注軟管連接形式圖；
[0019]圖4本實用新型LNG加注躉船水上加注系統(tǒng)原理圖；
[0020]圖5冷卻LNG儲罐內(nèi)部管系及加注泵；
[0021]圖6置換軟管及總管流程圖；
[0022]圖7頂部加注流程圖；
[0023]圖8底部加注流程圖；
[0024]圖9吹掃管路流程圖。
[0025]圖中:1、加注躉船儲罐，2、動力船儲罐，3、熱交換器，4、干式快速接頭，5、緊急拉斷閥，6、緊急關閉 閥，7、尾纜，8、后倒纜，9、前倒纜，10、頭纜。
【具體實施方式】
[0026]為了加深對本實用新型的理解和認識，下面結合附圖對本實用新型作進一步描述和介紹。
[0027]實施例1:一種水上天然氣加注站加注工藝，所述加注工藝包括以下步驟，I)抵達前準備；2)靠泊作業(yè)；3)加注作業(yè)；4)離泊作業(yè)，
[0028]其中步驟I具體操作如下，船舶兼容性檢測；氣相條件和照明；作業(yè)間通信和通信故障；航行警告和警示標志；危險區(qū)域和安全區(qū)域；操作說明和人員保護設備；應急計劃和消防設備兩船交換信息；檢查儲罐系統(tǒng)；檢查靠泊和系泊設備；檢查加注設備和水幕；
[0029]1、船舶兼容性檢測，是保證LNG加注躉船與受注船在裝備和布置上互相兼容；船舶能夠實施/遵守各種計劃中的建議；靠泊、系泊、軟管操作和通信能夠安全有效地進行。至關重要的是，船長應當掌握有關主尺度、干舷、總管位置、系泊和碰墊的數(shù)據(jù)和信息。
[0030]如果駕駛室兩翼伸出船舶最大寬度的船舶在靠泊和加注操作時應特別注意防碰撞和補充措施，對于駕駛室兩翼不超過船舷的船舶在加注時，也應考慮必要的預防措施。為確保兩船的兼容性良好，通常應在靠泊前對以下項目進行確認:將使用的總管(軟管/裝卸臂/軟管托架)大小和數(shù)量；在11?加注操作中，預期軟管離水面最大和最小高度和干舷差；裝卸臂、克令吊和軟管托架是否情況良好和符合安全工作載荷；在船舷的軟管支架足以防止軟管因摩擦產(chǎn)生的損壞；加注軟管應符合OCIMF《油輪總管及其附屬設備的推薦》的規(guī)定；裝卸臂應符合OCMF《船用臂設計規(guī)范》和化工部標準HG/T21608— 2012《液體裝卸臂工程技術要求》的規(guī)定；加注設備應滿足傳輸LNG低溫可燃液體介質，加注軟管/裝卸臂應配有相頭的緊急拉斷閥/緊急脫離裝置和絕緣隔離等措施。
[0031]2、總負責人，躉船加注作業(yè)應該由一名指定的總負責人來負責指導控制?？傌撠熑擞蒐NG加注躉船船長或者是資深加注專家擔任，通常選用LNG加注躉船船長作為總負責人為佳。但這并不表明總負責人將在任何程度上解除或者減輕受注船船長及其他工作人員的義務、要求和責任。受注船、貨主或者船舶經(jīng)營人應同意和指定總負責人，所指定的總負責人員應具備以下資格:有相應的達到國家認可標準的甲板部管理級高級船員證書，且經(jīng)過最新STCW公約和危險貨物操作知識更新培訓，有從事過LNG加注操作的資歷；參加過船舶操作課程培訓；在類似情況下指揮過多次相似船舶的靠泊、系泊和解纜操作；具有LNG加注躉船加注經(jīng)驗；通曉加注作業(yè)區(qū)和周圍的地理情況；通曉LNG泄露技術，包括熟悉用于躉船加注應急計劃的設備和資源；精通加注計劃?？傌撠熑藨_保根據(jù)加注計劃的要求、手冊中本章節(jié)的內(nèi)容以及考慮行業(yè)出版物《LNG船對船石油加注指南》中的建議進行貨物的加注、系泊和解纜操作；在加注、系泊和解纜的關鍵操作期間對受注船給予建議；當發(fā)生泄漏或火災時，確保應急預案的實施；確保所有要求的報告報上級部門或有關當局；確保參與操作各個環(huán)節(jié)的船員己明了各自的職責；在核實LNG加注躉船與受注船之間建立適當有效的通信和完成恰當?shù)臋z查之前，確保不進行駛近和系泊操作；確保很據(jù)認可的行業(yè)指南進行加注前的安全檢查，以及確保在解纜前完成適當?shù)臋z查。同時總負責人應該有權提出以下建議:中止或者結束加注操作；針對某些具體的操作修改加注計劃。
[0032]3、氣象條件，氣象條件對加注作業(yè)的限制主要取決于風浪和涌浪對碰墊或者纜繩的影響和參與作業(yè)船舶引起的橫搖，考慮到相關的干舷和排水量。加注作業(yè)應充分考慮因氣象和潮流變化使受注船搖晃加劇從而導致纜繩和錨鏈的過度受力。包括:應取得加注前和加注時的氣象預報；在整個靠泊作業(yè)中，考慮航行和避碰的要求，應有良好的能見度以實現(xiàn)安全操縱；雷暴情況要引起特別的注意。總之在加注操作時，應充分考慮到洋流、潮高、波浪、氣溫、風速、能見度、預報間隔等水文氣象條件，水上、周邊地形、地勢、水深、水域面積、周圍障礙物、回旋半徑等環(huán)境條件。
[0033]4、加注須知與航行警告，通常情況下，由LNG加注躉船提前向受注船提供加注須知。也可以是進行內(nèi)部作業(yè)的船舶營運人，或是加注服務提供方。加注須知的內(nèi)容主要包括:組織者的全稱、總負責人的身份識別和聯(lián)系號碼；計劃包括加注作業(yè)區(qū)的描述；設備詳細情況(確認碰墊、軟管、裝卸臂等的完整性)，后勤支持和需提供的人員；靠泊、系泊、軟管和起重裝置的準備要求；址方或者國家加注規(guī)定等LNG加注躉船與受注船在進行加注作業(yè)開始前和作業(yè)期間，應向周邊船舶發(fā)布航行警告。要求在加注區(qū)周邊航行的船只，與加注作業(yè)船保持足夠的距離，謹慎駕駛。
[0034]5、作業(yè)間通信與故障，應盡早通過適當?shù)腣HF頻道建立聯(lián)系。在兩船建立起有效的通訊之前，不應試圖駛近、系泊和解纜。應該確定在各船舶上的便攜式無線電話可以在相同的頻率下工作，或者其中一艘船舶有足夠的便攜式裝置一起來提供給兩艘船舶使用。船上負責系泊處的人員應配有便護式無線電話，在常規(guī)作業(yè)時不應該使用應急便攜式VHF無線電話。如果在駛近操縱過程中出現(xiàn)通信故障，應在合適和安全的情況下中止操縱，并且船舶隨后采取的措施應使用《國際海上避碰規(guī)則》所規(guī)定的適當聲號來表示。如果在LNG加注時通信中斷，應急信號應響起并且在安全的情況下立即中止所有正在進行的作業(yè)。只有當重新建立起良好的通信后才能恢復作業(yè)。
[0035]6、人員來往和照明，LNG加注躉船在加注作業(yè)時應盡量減少兩船間的人員來往。夜間加注作業(yè)應有足夠的常規(guī)甲板照明。建議接管處最低的照明為5燭光(流明)、LNG加注作業(yè)區(qū)域為I燭光(按甲板I米以上計)。防爆型的便攜式聚光燈和駕駛臺兩翼的聚光燈可用于夜間進行的系泊和解纜作業(yè)。
[0036]7、應急計劃與安全，制定一個能覆蓋所有可能發(fā)生的緊急情況的應變計劃(特別是在受注船操縱和LNG加注階段)并準備好綜合應急反應。此外，應急計劃應充分考慮加注作業(yè)區(qū)和后續(xù)援助方百使用的資源。如適用，應變計劃應與地方當局制定的類似計劃相結合。加注作業(yè)開始之前兩船和當?shù)刂鞴軝C關(如適用)應對應急計劃達成一致。
[0037]在加注整個過程中加注躉船/受注船一般處于等同主導地位。應急計劃，該船船長應生權負責制訂將被審閱和批準的總體應急計劃。每艘船舶必須指定船員負責緊急事故的處理以應對在LNG加注期間發(fā)生的事雙，尤其是發(fā)生泄漏和火災時。
[0038]( I )應急信號
[0039]兩船的人員均應非常熟悉己約定的在緊急情況下兩船使用的信號。無論哪艘船舶發(fā)生緊急情況，都應立即拉響起本船的內(nèi)部報警信號以及用汽笛拉響(或更多)短聲以向對方船舶報警。隨后所有人員將按照應變計劃行動。
[0040]( 2 )緊急情況
[0041]在緊急情況下，相關船長應對局面進行評估并采取相應行動。當發(fā)生緊急情況時，應該考慮或采取級下行動:中止加注作業(yè)；拉響緊急信號；通知兩船船員關于緊急情況的性質；人員緊急就位；實施應急程序；放殘并拆除加注軟管或裝卸臂；系泊組產(chǎn)，員就位；確認主機隨時可用；通知待命工作船相關情況及要求。此外，船長們應共同議定，尤其是在火警情況下，兩船靠泊一起是否合適。以上基本措施應被列入各自加注應變計劃并與其安全管理體系一致。
[0042]( 3 )機動操縱時的應急
[0043]兩船的船長和總負責人應隨時做好在必要時中止靠泊作業(yè)的準備。二在仍留有充分時間可以控制局面的情況下做出決定，兩船船長應立即互相通知對方所采取約行動。
[0044]( 4 )應急準備狀態(tài)
[0045]兩船應做好下面的安排:受注船的主機和舵機隨時可用；加注作業(yè)開始前，加注泵和其他駁運設備切斷功能應進行測試；船員處于待命狀態(tài)并能在短時間內(nèi)排空軟管并拆除；備有便攜式集液盤設備并隨時可用；系泊設備隨時可用，備用纜繩可隨時更換破斷的系纜消防設備可立即投入使用。
[0046]( 5 )安全
[0047]所有LNG加注作業(yè)，每個船長須時時刻刻對船、船員、LNG和設備負責，并且不能允許因他人的行動使作業(yè)的安全保障受到損害。每一個船長應確保遵守此次加注作業(yè)計劃推薦的程序并且符合國家相關安全慣例。
[0048]在加注作業(yè)間為防止人員疲勞，總負責人和/或所有與加注作業(yè)相關的負責任(人)應遵守與IL0、IM0和國際規(guī)則相關的休息間隔的要求和ISM的有關章節(jié)。應保留休息和工作小時符合性斷記錄。船長應考慮預計的作業(yè)時間來確?？梢宰允贾两K地維持安全和不致疲勞的船員值班。
[0049]8、機動操縱前準備，在抵達后，參與加注作業(yè)的兩艘船應建立無線電通信，并對所有已評估的操作程序達成共識。進一步交換兩船的信息，對于LNG加注躉船還應檢查儲罐系統(tǒng)、系泊設備和加注軟管等主要系統(tǒng)和設備，以確保LNG加注作業(yè)的順利進行。加注操作開始前應按照有關信息表進行檢查。
[0050]( I )準備
[0051]LNG加注躉船和受注船船員應充分地知曉有關的程序和危險，尤其是關于系泊和解纜方面。確保船舶狀態(tài)符合相關規(guī)定，正浮和有合適的縱傾所有必不可少的加注系統(tǒng)和安全設施己經(jīng)通過測試，達到隨時可用狀態(tài)。系泊設施己經(jīng)按系泊計劃準備就緒，碰墊和加注軟管己正確地放置，連接和固定。加注軟管和操作設施己經(jīng)按照相關要求準備好。獲取加注作業(yè)區(qū)域在預期作業(yè)時段的氣象預報，議定當船舶汽笛響起緊急信號應采取的行動等事宜。
[0052]( 2 )交換信息
[0053]在進行LNG加注操作的兩艘船舶應相互交換信息，對加注作業(yè)的事項進行確認。將要加注LNG的數(shù)量和特征及操作次序進行確認，其中主要包括以下信息:系泊平面圖；LNG加注系統(tǒng)、泵的數(shù)量和最大允許壓力的有關細節(jié)；加注速率(開始、最大和填倉時)；加注躉船在加注作業(yè)開始、停止和快加滿時改變流量所需的時悶正常停止的和應急停止程序；作業(yè)期間預期干舷和吃水最大值；建議的通風或惰化管路方式的細節(jié)；泄漏和火災時的采取行動的次序；己確認的關鍵作業(yè)步驟；值班或(輪班)安排引發(fā)加注作業(yè)中止、拆管和解纜約環(huán)境和操作限制條件；應遵守當?shù)鼗蛘P于加注的規(guī)則；加注軟管的連接、監(jiān)控、排干和拆管的計劃協(xié)調；解纜計劃等。
[0054]( 3 )檢查儲罐系統(tǒng)
[0055]在加注之前除例行目視檢查儲罐外表是否有冒汗等現(xiàn)象外，還應檢查LNG加注躉船上儲罐的液位、壓力、溫度等參數(shù)，確認符合加注作業(yè)的鋇定。如壓力和溫度處于不利于加注作業(yè)狀態(tài)，則應先進行泄壓或預冷等措施，待儲罐處于安全水平之后再進行作業(yè)。同時在正式加注前應注意受注船儲罐的溫度，確保兩個儲罐的溫度相當。檢查儲罐至加注站之間管系、閥件和控制系統(tǒng)，監(jiān)測報警系統(tǒng)的應急電源的配備情況。
[0056]( 4 )檢查靠泊和系泊設備
[0057]碰墊是船對船靠泊作業(yè)護舷的關鍵設備，應確認碰壘力有效性。通常碰墊有串聯(lián)式碰墊和成對布置的碰墊兩種。確認即將使用的碰墊的年齡并且對碰墊采取適當?shù)拇胧┦沟盟鼈兎项A定業(yè)務的要求。
[0058]當兩船被固定在一起時，系泊用具應安排和裝備好，保證安全有效地纜繩管路。這一點對纜繩通常用于系泊的機動操縱船很重要，導纜器和絞纜機及引纜設備應定期進行檢查。
[0059]( 5 )檢查加注設備和水幕
[0060]在加注設備與總管連接前，應對每一個加注設備執(zhí)行目視檢查，判定是否有損壞。使用的軟管應該定期檢查和惡化情況。檢查或者壓刀/真空度測試的相關記錄應該是有效可用的。如果軟管或法蘭發(fā)生損壞，該軟管應該被撤回進行進一步檢查、修理或報廢。應確認在船上備有足夠規(guī)格的異徑接頭和墊片，以供實際的總管和軟管的尺寸所需。加注操作要求軟管/裝卸臂連接狀況很好。如使用法蘭或快速接頭，應使其狀況良好并且適當?shù)毓潭?，以保證緊密連接無泄漏。同時，還應檢查加注站總管舷邊的水幕裝置，確保狀態(tài)良好。
[0061]所述步驟2的具體操作如下，安全通訊和系泊計劃；機動操縱駛近；碰墊設置和靠泊作業(yè)；系泊作業(yè)；連接通訊和接地；連接軟管；靠泊過程包括對兩船的操縱和系泊，首先需要對安全通信和系泊計劃進行確認，護舷和操作工具等設施放置就緒，按照預定計劃進行靠泊和系泊作業(yè)。對于受注船機動操縱，應制定應急計劃來應對任何緊急情況。加注靠泊系泊前應按照有關信息表進行檢查。
[0062]1、安全通訊和系泊計劃
[0063]兩船應通過甚高頻通話確認各自的狀態(tài)，按照指定的作業(yè)程序和應急計劃逐一進行，無線電設備應為本質安全型?？紤]到天氣和通航狀態(tài)，每一步操作都需要得到雙方的確認。如需要，受注船應能提供簡要草圖顯示甲板布置清況，包括導纜孔及帶纜樁的數(shù)量與加注站的距離等信息。系泊計劃準備時應當考慮以下因素:各船舶的尺寸及其差異；預計干舷和排水量差異；預期氣象條件和海面狀況；提供有效的系泊導纜等。
[0064]2、碰墊設置和靠泊作業(yè)，
[0065]靠泊機動操作應盡量選在白天進行，除非相關人員對夜間加注作業(yè)操縱有特別的經(jīng)驗。在接到停泊同意后，在能開始機動駛近。在駛近的過程中同時應持續(xù)監(jiān)測天氣條件、波浪和潮汝狀態(tài)、周圍通航情況等。
[0066]至少應設置兩個主碰墊固定在加注躉船舷側，次碰墊的設置應能確保加注躉船與受注船之間沒有任何一處有直接觸碰發(fā)生。推薦采用直徑約為Im的氣動型式碰墊，次碰墊的類型和尺寸取決于加注躉船的設計。
[0067]3、系泊作業(yè)，參見圖2，
[0068]當受注船安全平穩(wěn)地靠泊后，在海上風浪和水流準許的情況下，才能按照原定的系泊計劃開始操作。如沒有配置特別系泊設備的LNG加注躉船在無遮蔽地點進行加注的典型系泊方式，應包括至少四條頭纜、兩條前倒纜和兩條后倒纜和四條尾纜，詳見圖2。
[0069]LNG加注躉船服務提供者應設有一個標準的系泊計劃，適用于特定的地點。確認系泊時考慮了船舶的相對運動和干舷的變化來避免作業(yè)期間纜繩承受過度的張力是非常重要的，但是纜繩不可以太長以至于兩船產(chǎn)生過度的相對運動。相同方向的系泊纜應使用類似的材料。
[0070]4、連接通訊和接地保護
[0071]在完成靠泊和系泊之后，為方便交流和安全控制，有些清況下可能需要兩船的有線連接。主要包括通信連接、儲罐液位和溫度及壓力監(jiān)測、兩船的報警連接、緊急停止控制箱等。兩船具有相同的連接和通信界面。應在每個總管處裝備單介絕緣法蘭，或每根軟管裝備一段電氣不連續(xù)的軟管，或特殊結構軟管防止靜電積累或船舶間電流傳遞。兩船間潛在電勢應降至最低。所有船對船系泊纜應是絕緣的，要么使用天然材料的軟系泊繩或者將軟尾纜通過眼環(huán)連接的每根金屬系泊纜。兩船之間的非絕緣金屬梯或舷梯應在梯子末端安裝橡膠。吊桿或起重機鋼絲及吊鉤應小心操作。碰墊支持網(wǎng)或罐籠區(qū)域內(nèi)的禾經(jīng)保護的裸線和鏈子需要優(yōu)質維護。
[0072]5、連接軟管/裝卸臂，參見圖3，
[0073]在連接軟管/裝卸臂之前應確保LNG加注軟管嚷卸臂的狀態(tài)完好，達到預計使用條件。通過LNG加注躉船上的吊臂或采用軟管托架，還可借助輔勸對接裝置或對接導軌來安裝軟管/裝卸臂，以減少由于風浪對船舶搖晃的影響。軟管的安裝應考慮適當?shù)闹位蚬潭ㄒ约坝捎诖斑\動產(chǎn)生的摩擦等問題，根據(jù)兩船的吃水不同的高度差選用合適長度的軟管，并確保軟管的彎曲弧度符合規(guī)定。連接軟管通常指干式快速接頭(手動法蘭或液壓遙控操作)連接，同時軟管上還配有緊急拉斷閥。一般情況下軟管兩端連接有ESD遙控閥，主要在緊急情況下可以快速切斷加注管路。連接軟管后可對ESD閥件進行熱態(tài)測試。裝卸臂上通常配有位置監(jiān)測系統(tǒng)、快速連接器、緊急脫離裝置和旋轉接頭等關鍵部件，河岸躉船布置U閱G裝卸臂時，根據(jù)河流枯水水位、洪水水位、船舶漂移范圍等因素，確定液體裝卸臂的包絡汽圍。位置監(jiān)測系統(tǒng)應根據(jù)裝卸臂擺動及回轉的分兩級報警和執(zhí)行動作。[0074]所述步驟3的具體操作如下，加注前檢查表；加注量及加注速率；預冷內(nèi)部管路及加注泵；惰化和置換；開啟手動和遙控閥；向兩船發(fā)出準備信號；啟動加注泵程序；頂部和底部進液交替加注；停止加注泵程序；吹掃和惰化等。
[0075]1、加注前檢查表
[0076]當兩船舶穩(wěn)固地系泊后并在LNG加注開始前，應確保各船舶的加注負責人間建立起良好的通信，并且順利地完成加注前的檢查。具體內(nèi)容詳見附錄5加注前檢查表，正式加注前檢查表應由各船負責人簽字收回。船長應確保遵守計劃中所有推薦的安全步驟，并制定應急計劃來應對在加注過程中的任何緊急情況。
[0077]在準備LNG加注計劃時，應考慮確保船舶維持有足夠的穩(wěn)性，船體應力維持在設計極限內(nèi)，自由液面影響始終保持最小。LNG加注操作應有兩船書面形式同意的計劃，可行時，應包括LNG加注開始前，加注躉船應知道受注船在不同階段的流量。如加注速率的變動是必須的，受注船應告知加注躉船在這方面的要求。同樣，加注是船應告知受注船因為操作而導致的任何流量的變化。協(xié)商同意的加注速率，不應超過加注軟管嚷卸臂生產(chǎn)商所建議的流量。
[0078]2、躉船加注原理
[0079]目前，船用真空絕熱型LNG儲罐的對外加注方式主要有三種:自增壓式；加注泵式；自增壓與加注泵結合式。
[0080]自增壓式是將儲罐內(nèi)LNG通過自增壓濃相管進入熱交換器汽化，汽化后的氣體返回儲罐中，提高儲罐的氣相壓力，己達到對外加注的目的。即，自增壓式儲罐的動力源在于加注罐與受注罐的壓力差。自增壓戈儲罐的優(yōu)點是工藝流程簡單、不需要電能消耗；缺點是一主較多的放空氣體、加注時間較二、受注罐需不斷泄壓以增大兩罐壓力差等。加注泵式是二耳G經(jīng)由潛液泵增壓加注至受注罐加注罐的氣相空間與受注罐的氣相空間聯(lián)通，受注罐內(nèi)拘BOG通過回氣管回到加注罐甲，解決了加注罐由于液體減少而壓力降低的問題，同時也解決了受注罐因液體增多而氣相壓力升高的問題，整個加注過程無需對受注罐泄壓。綜合來說，雖然加注泵式具有福注效率高、加注時間短、操作便捷等優(yōu)點，但也有管路布置復雜、增加制造和維護成本等訣點。特別是采用罐內(nèi)深井泵形式，對儲罐與泵體連接處的密封和絕熱要求非常高，國內(nèi)船月儲罐尚未采用這種形式，而普遍采用罐外潛液泵。
[0081]參見圖4，LNG加注躉船與受注船力口主過程中應避免兩種情況:①嚴禁可燃氣體與空氣同時出現(xiàn)在某些處所；②如果①沒有傲到，那么應確保該處所沒有火源產(chǎn)生。圍繞這兩原則我們來實現(xiàn)LNG水上加注作業(yè)。該系統(tǒng)的工作原理為:用潛液泵將LNG通過加注軟管輸送到受注船儲罐中，為增加輸送速度縮短加注時間以及加注躉船上發(fā)動機燃料系統(tǒng)需要，一般加注躉船LNG儲罐還配有自增壓裝置。在軟管的兩端都裝有遙控兼手動操咋的緊急關閉閥(ESD)，如果發(fā)生泄漏或操作異常，ESD可自動或手動關閉，為防止過壓ESD的響應時間在30秒左右。當ESD關閉時，為防止壓力振蕩，儲罐配備有自循環(huán)系統(tǒng)進行降溫和降壓。為防止加注躉船與受注船之間過大的相對運動，在軟管上裝有緊急脫離裝置(ERC)，通常為緊急拉斷閥。加注軟管兩端采用干式快速接頭(Dry Discolmect Couplings,DDC)以防止拉斷后泄漏。對連接兩端可能出現(xiàn)旋轉或摩擦的地方還應設置隔離絕緣墊片，防止靜電的產(chǎn)生。
[0082]3、內(nèi)部預冷，參見圖5，在正式加注之前，為防止加注躉船上LNG管路和加注泵及流量計等突受牲應力作用，并產(chǎn)生大量的蒸發(fā)氣體。需要對LNG儲罐內(nèi)部系統(tǒng)進行預冷卻，打開通向加注泵、流量計等儀表的閥件，并開啟儲罐底部閥件使得LNG充滿所有輸送管路。必要時也可以開啟自增壓串聯(lián)閥件，用以提高儲罐內(nèi)壓力，加快輸送速度。
[0083]4、惰化管路
[0084]在兩鉛軟管連接完畢后，軟管內(nèi)可能含有一定量的空氣，根據(jù)前面提到的加注原貝U，必須排除掉加注管路中的空氣。在LNG加注聶船上通常配有氮氣儲氣瓶或氮氣發(fā)生裝置，在加注總管上開啟兩船的ESD閥件并關閉隨后的閥件，氮氣通過支管進入LNG液相和氣相總管，對軟管進行15min，吹掃完畢后需要檢測總管中的氧含量確認不超過規(guī)定限值，否則應進行2次惰化操作，直到符合規(guī)定為止。
[0085]5、置換管路，參見圖6，
[0086]在惰化滿足要求后，由于總管和軟管內(nèi)含有大量氮氣，因此需要通過NG對其進行置換，在LNG加注躉船上通常配有壓縮NG氣瓶，在加注總管上打開兩船的ESD閥件并關閉隨后的閥件，NG通過支管進入LNG液相和氣相總管及軟管，對氮氣進行置換。
[0087]6、頂部加注，參見圖7，
[0088]在惰化和置換都完成之后，就可以開啟手動和遙控閥，向兩船發(fā)出準備信號，記錄加注總管上流量計的初始讀數(shù)，并啟動加注泵程序。為保持兩個儲罐的溫度相當及減少蒸發(fā)氣體，在初始加注時需要采用小流量輸送方式對受注船儲罐進行預冷降溫。加注躉船LNG通過潛液泵經(jīng)過流量計輸送到受注船儲罐頂部，受注船儲罐氣相返回到加注躉船儲罐氣相，達到量儲罐的氣相壓力平衡。
[0089]7、底部加注，參見圖8，
[0090]當兩船儲罐的溫度相當及管路充分預冷后，可將頂部緩慢加注方式轉換到底部快速加注方式，在轉換過程中，先緩慢開啟通向底部加注管路上閥件，在逐棄關閉頂部噴淋冷卻閥件。在緩慢頂部加注時，先開啟底部加注閥件再關閉底部閥件，防止超壓現(xiàn)象出現(xiàn)。在加注速率的限制范圍內(nèi)起動大功率加注泵進行輸送，如受注船儲罐出現(xiàn)溫度和壓力偏高現(xiàn)象?？梢栽俅无D換到頂部加注方式進行預冷降溫，也可采用底部加注和底部加注兩種方式交替進行。
[0091]8、吹掃管路，參見圖9，
[0092]在加注達到受注船的需求后，注意儲罐的充裝極限(通常為90% )，按照程序停止加注泵工作，記錄流量計加注后讀數(shù)，通常氣相返回管路上也設有流量計或按照經(jīng)營方的單位蒸發(fā)率相應扣除。此時輸送管路內(nèi)充滿LNG液體，因此需要對液相輸送管路進行吹掃作業(yè)。將NG氣瓶的閥件開啟，使得NG氣體將總管和軟管內(nèi)的LNG吹掃至儲罐內(nèi)，吹掃時間約為15min，通常氣瓶的壓力應不超過儲罐的工作壓力。
[0093]9、惰化管路
[0094]在兩船總管和軟管吹掃完畢后，軟管內(nèi)可能含有一定量的NG，可燃氣體殘留在管路內(nèi)可能帶來危害，因此在拆除軟管之前需要對管路再次惰化處理。將氮氣儲氣瓶或氮氣發(fā)生裝置通過支管進入LNG液相和氣相總管，對其管路進行惰化處理，以便系統(tǒng)的操作和維護，惰化完畢后方可拆卸加注軟管。
[0095]10、加注中止
[0096]當兩艘船加注作業(yè)過程中出現(xiàn)某些應急情況，應準備立即中斷加注操作，必要時離泊。主要包括下列情況:靠泊船移動達到最大允許值，可能引起軟管強度損失或過度變形；反常天氣和或海況；任一船出現(xiàn)動力故障；兩船間的主通訊系統(tǒng)出玫放障，且沒有合適的備用通訊方式；發(fā)現(xiàn)LNG泄漏或發(fā)生火災；LNG系統(tǒng)出現(xiàn)原因不明的壓力下降；軟管、連接處或船莊甲板管路發(fā)現(xiàn)任何泄漏；發(fā)現(xiàn)可能引起泄漏威脅的故障或報傷；卸出量和受注量存在不明原因的明顯差異；防撞墊系統(tǒng)存在任何故障；任何船工作起時等情況。
[0097]采用裝卸臂加注時，所有報警信號應在躉船上都有顯示，加注時緊急停車系統(tǒng)可執(zhí)行下列動作:①當發(fā)生I級超限時，加注泵停車，緊急脫離裝置球閥關閉；②當發(fā)生2級超限時，加注泵停車，緊急脫離裝置球閥關閉，緊急脫離機構動作，實現(xiàn)船船分離。
[0098]所述步驟4的具體操作如下，加注后檢查表；關閉手動和遙控閥；拆除軟管；拆除通訊線路；傳遞加注文件；解纜和起錨；機動操縱駛離。
[0099]1、解纜操作
[0100]當加注作業(yè)完畢后，首先關閉手動和遙控閥，所有軟管拆卸育立確認己經(jīng)惰化，防止操作產(chǎn)生靜電危險，雙方同意后根據(jù)要求將兩船有線通訊拆除。兩船確認人員已回歸各自船舶，收回登船梯。對軟管、裝卸臂接頭、有線通言等連接拆除后并盲斷。應通知管理機構完成LNG加注和預期解纜時間，確認加注相關又件，收回存檔。解纜作業(yè)建議由具有加注操作經(jīng)驗人員指揮執(zhí)行。
[0101]在潮汐改變期間建議不要渾纜，根據(jù)總負責人對天氣和海流情況的判斷而定。
[0102]解纜應分配充足的船員，且需要考慮下列險查:船舶的貨物駁運側應清除障礙物，包括吊桿和起重機；系泊纜脫離和釋放方法應經(jīng)協(xié)商同意；碰墊，包括它們的牽引繩和系固繩，應該檢查其處于良好狀態(tài)；所有系纜站的引纜和上纜器應準備好；銳利的太平斧或切割設備應在每個系纜站準備妥；船間通信應確認；系泊人員間應建立通信；系泊人員僅得到指令才定向釋放纜繩；應該檢查航行密度；按照附錄6加注解纜前檢查表進行填寫。
[0103]2、離泊操作
[0104]解纜時通常采用的方法為:前面設備先拋出前方倒纜然后拋首纜，后面設備先拋出尾纜然后拋出后倒纜，機動操縱船駛向寬曠水域。釋放最后一根纜繩時需要特別當心，這需要安全和有效地完成；一個能帶來便利的方法是“套繩銷技術”，系泊繩順序可能隨著天氣情況或系泊船長意見而改變。解纜前的任何改變兩艘船應被通知。需要注意當?shù)貤l件或船舶結構特點可能引起兩船脫離困難，應考慮替代計劃。
[0105]加注負責人和船員可采用不同的方法安全和有效地執(zhí)行任務。使用固定在系纜樁上的快速釋放鉤或和引纜相連接的套索銷，當系泊纜繩從系纜樁脫開時，能承受系泊纜的載荷。當解纜成功后受注船機動操縱駛離，加注躉船應按照相關規(guī)定進行例行檢查。
[0106]實施例2:參見圖4，一種水上天然氣加注站加注裝置，所述加注裝置包括加注躉船儲罐1，動力船儲罐2，所述加注躉船儲罐I與動力船儲罐2之間設置有熱交換器(簡稱PBC)，相互之間通過軟管連接，所述加注裝置還包括潛液泵，所述潛液泵將LNG通過加注軟管輸送到動力船儲罐I中，在軟管的兩端都裝有遙控兼手動操咋的緊急關閉閥6 (簡稱ESD)，如果發(fā)生泄漏或操作異常，ESD可自動或手動關閉，為防止過壓ESD的響應時間在30秒左右。為防止加注躉船與受注船之間過大的相對運動，所述軟管上裝有緊急脫離裝置5(簡稱ERC)，通常為緊急拉斷閥；所述加注軟管兩端采用干式快速接頭4(簡稱DDC)以防止拉斷后泄漏。[0107]實施例3:參見圖4，作為本實用新型的一種改進，所述加注躉船LNG儲罐還設置有自增壓裝置。為增加輸送速度縮短加注時間以及加注躉船上發(fā)動機燃料系統(tǒng)需要，一般加注躉船LNG儲罐還配有自增壓裝置。
[0108]實施例4:參見圖4，作為本實用新型的一種改進，所述加注躉船LNG儲罐設置有自循環(huán)系統(tǒng)，進行降溫和降壓。當ESD關閉時，為防止壓力振蕩。
[0109]實施例5:參見圖4，作為本實用新型的一種改進，所述軟管連接處設置有隔離絕緣墊片。對連接兩端可能出現(xiàn)旋轉或摩擦的地方設置隔離絕緣墊片，防止靜電的產(chǎn)生。
[0110]實施例6:參見圖4，作為本實用新型的一種改進，所述加注裝置還設置有流量計、儀表，所述流量計、儀表的數(shù)量至少均為一個，所述流量計、儀表設置在加注躉船儲罐和動力船儲罐之間。
[0111]本實用新型還可以將實施例3、4、5、6所述技術特征中的至少一個與實施例2組合，形成新的實施方式。
[0112]需要說明的是上述實施例，并非用來限定本實用新型的保護范圍，在上述技術方案的基礎上所作出的等同變換或替代均落入本實用新型權利要求所保護的范圍。
【權利要求】
1.一種水上天然氣加注站加注裝置，其特征在于，所述加注裝置包括加注躉船儲罐，動力船儲罐，所述加注躉船儲罐與動力船儲罐之間設置有熱交換器，相互之間通過軟管連接，所述加注裝置還包括潛液泵，所述潛液泵將LNG通過加注軟管輸送到動力船儲罐中，在軟管的兩端都裝有遙控兼手動操作的緊急關閉閥，所述軟管上裝有緊急脫離裝置，所述緊急脫離裝置設置為緊急拉斷閥；所述加注軟管兩端采用干式快速接頭以防止拉斷后泄漏。
2.根據(jù)權利要求1所述的水上天然氣加注站加注裝置，其特征在于，所述加注躉船LNG儲罐還設置有自增壓裝置。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的水上天然氣加注站加注裝置，其特征在于，所述軟管連接處設置有隔離絕緣墊片。
【文檔編號】F17C5/02GK203784632SQ201420053057
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權日:2014年1月27日
【發(fā)明者】張梅梅, 許愛峰, 李寧, 林敏 , 楊曉明, 李明, 龔堅, 陶春輝, 劉志仁 申請人:江蘇海企港華燃氣發(fā)展有限公司