液化天然气集装箱船运模式探索.pdf

第 4 4卷第 6期 2 0 1 5 年 1 1 月 石油化工设备 P ETR - CHEMI CAI EQUI P M ENT Vo1 ． 44 No ．6 NO V． 201 5 文章编号 1 O O O 一 7 4 6 6 2 0 1 5 0 6 0 0 7 9 0 5 液化天然气集装箱船运模式探 索 叶芬 ，李 海平 ，蔡勇斌 中海 石油 海南 天然气有限公 司，海南 海 口 5 7 8 1 0 5 摘要 当今液化天然气 L NG 水上运输主要依靠专用 L NG船 完成， 其航线两端均需配备专 门的 L NG 码 头 。以集 装箱 为运输 单元 可免 去 专 用 L NG 码 头 ， 实现 水 陆便捷 联 运 ， 是 当前 的研 究发展 方 向 。介 绍 了国 内企业在 L NG 集装 箱船 运 规 划研 究领 域 的 实践 和进 展 ， 阐述 了政 策 形 势 和 安全 技 术方 面 的研 究 突破 及存在 问题 ， 对 L NG 集装 箱船 运 未来发 展 形势进 行 了展 望 。 关键词 液化天然气；集装箱；船运；模式；探索 中 图分类 号 TE 8 3 5 文 献标 志码 B d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 0 - 7 4 6 6 ． 2 0 1 5 ． 0 6 ． 0 1 8 Ex p l o r a t i o n o f Li q u e f i e d Na t u r a l Ga s Po r t a b l e Co nt a i n e r S h i pp i ng M o d e l YE Fe n，LI Ha i 。 pi ng，CAI Yo ng - b i n CN OOC Ha i na n Ga s Co ． Lt d．，H a i k ou 5 7 81 05，Ch i na Ab s t r a c t No wa d a y s t h e wa t e r t r a n s p o r t a t i o n o f l i q u e f i e d n a t u r a l g a s LNGma i n l y i s c o m pl e t e l y r e l i e d o n s p e c i a l LNG s hi p， i t s r ou t e be g i n ni n g a nd e nds m u s t be e q u i pp e d wi t h s pe c i a l LNG po r t ． I f t h e po r t a bl e c on t a i n e r i s u s e d a s t r a ns p or t u ni t ， i t c a n e l i m i na t e t h e n e e d o f s p e c i a l LNG t e r mi na l po r t s ． Th i s t o pi c a l i S t he c ur r e n t r e s e a r c h a nd de v e l op m e nt d i r e c t i on ． The d ome s t i c e nt e r pr i s e s i n t he p r a c t i c e a n d pr o gr e s s i n t he r e s e a r c h f i e l d of t h e LNG p o r t a bl e c o n t a i n e r s h i pp i ng pl a nni ng a r e i nt r o du c e d， i t a l s o e x po un ds t he p ol i c y s i t u a t i o n a n d s e c ur i t y t e c hn ol o gy r e s e a r c h br e a kt hr o ug hs a n d e x i s t i ng pr o bl e ms， t he d e v e l o pme nt s i t ua t i on f o r LNG c o nt a i ne r s hi p pi n g i n t he f u t ur e i s p r o s pe c t e d． Ke y wo r d s l i q u e f i e d n a t u r a l g a s ；p o r t a b l e c o n t a i n e r ； s h i p p i n g；mo d e l ；e x p l o r a t i o n 1 L N G水上运输发展概况 目前 ， 国 内液 化 天 然气 L NG 转 运在 海 上 是 通 过 专用 I NG 船 在 2个 接 收站 间转 运 ， 在 陆 上 则 以 槽罐车运输为主 。2 0 0 2年国内 L NG集装箱制造规 范出台后 ， 陆上 L NG集装箱车运输 规模越来越大 ， 但沿海、 沿江无 L NG专用接收站地区的水上运输仍 处 于空 白状态u 。 进 口 L NG 国内运 输情况见 图 1 。 图 1 进口 L N G国内运输情况 收 稿 日期 2 0 1 5 0 7 1 6 作者简 介 叶芬 1 9 7 9 一 ， 女 ， 江苏扬州人 ， 工程师 ， 学士 ， 长期从 事液化天然气项 目管理工作 。 、 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 0 石油化工设备 2 0 1 5 年第 4 4 卷 随着 集装 箱 在 国 际海 运业 的广泛 应 用 ， 国内外 已有 通过集 装箱 进行 L NG转运 的尝试 ， 见 图 2 。 当前 L N G 产 业链 下游 消 费呈 现 出地 区分 布分 散 以及用 户种类 更 加 广泛 的特 点 ， 城 市 和工 业 园 区 等 的分 布 式 能 源 发 展 ， 也 需 要 有 更 加 灵 活 有 效 的 L NG供 应模式 。各 种 L NG非 管道运 输方 式 比较 见 表 1 [ 。 采用集装箱运输模式可免去单价数十亿的接收 站的建造成本 ] ， 可水路联运直达客户， 综合效益显 集 装箱码头起运 表 1 L N G非管道运输方式 比较 集装箱船运 堆场存放 图 2 L N G集装箱船转运方式示图 著 ， 最有 利于终端 市场 的开发 ， 其 发 展前 景 引起 业 内 重视 。国内主要石油公 司 已对此开始 了系统研究Ⅲ 。 2集装箱船运模式重点和难点探 索 2 ． 1 国 内政 策法 规不 完善 I NG 集装 箱 国 内水 上 运输 面 临相 当大 的技 术 和 管理 协 调方 面 的 问题 l 5 ] ， 主要 原 因是 涉 及 到港 口 管 理 、 消 防管理 、 海 事 管理 、 安全 监 督 管 理 等行 政 部 门 ， 而且 有关 的政 策 法规 亦 不 完 善 ， 必须 通 过 沟 通 、 交 流 、 推 动立 法逐 步加 以解决 。在技 术方 案设计 、 技 术 论证 组织方 面 ， 还需要 协调 中国船级 社 C C S 、 中 国海事 局 MS A 及船 运公 司 ， 会 对市场 产生 影 响 。 对 I NG集 装箱 水上 运 输 这种 新 模 式 ， 海事 局 、 港 口、 船运 公 司均 态 度 谨 慎 ， 需 要在 安 全 组 织 、 应 急 预案 、 培训等方面做大量工作， 争取得到各界支持 。 港 口危 险货物 管理 规定 中规定 港 口经营人 和船 舶 从 事危 险货物港 口作 业 ， 应 当具 备 第 九 条 规定 的条 件 ， 并 向所在地 港 口行 政 管 理 部 门 申请 危 险货 物 港 口作业 资 质认 定 ll 6 ] 。根 据 GB 6 9 4 4 2 0 0 5 危 险货 物分类 和 品名 编号 [ 7 以及 I MD G 指 国际海 事 组织 国际海运危险货物规则 及其生效的修正案 规则 ， L NG属于第 2类危险品即气体危险品 中的第 2 ． 1 类危 险品_ 8 ] 。而 目前 L NG在 集 装 箱码 头 装 卸 还 属 于新鲜 事 物 ， 经 营法规 还未 明确 ， 暂时难 以明确某个 港 口是 否 可 以通 过 集 装 箱 转 运 L NG。例 如 ， 在 东 莞一 海 口 L NG集 装 箱 运 输 试 验 项 目中 ， 航 线 港 口 需具 备 2 ． 1 类危 险 品 装卸 资 质 ， 尝 试 通 过增 加 消 防 演 习等措 施争 取试行 临 时许 可 。 2 ． 2 集装箱本体及海运安全问题 集装箱本体安全是发展集装箱水上转运模式的 基 本前 提 ， 我 国 生 产 的 L NG 集 装 箱 在 国 内外 陆上 运 输 已超过 1 0 a _ g ] 。近年来 ， L NG 集装 箱 又取 得 了 中 国船 级社 和法 国船 级 社 的认 可 ， 完 全具 备 了海 上 运输的条件 。我 国已有 I NG集装箱从南通运到东 莞 ， 并 在东 莞 与海 口之 间定 期运 输多个 航次 的实 例 ， 还有 一次 过境 洋浦 2 0 1 3年 试 验实 例 ， 单 船装 载 量 也在 增加 。 我 国 的 I NG 集 装 箱 设 计 、 制 造 水 平 属 于 世 界 领 先 。有厂家 的设 计 堆 存 高度 是 6层 ， 在 陆 地存 放 得 到检 验 ， 但 还未 获得 当前 国 内法规 在 实 船 内堆 放 运输的许可 。根据 水路危险货物运输规则 、 国际 海运 危险货 物 规 则 的危 险货 物 一 览 表 显 示 ， L NG 积载 类 为 D 类 ， 仅 限货 船 舱 面积 载 ， 且应 避 开 生 活 区。这实 质上 规定 了 2 ． 1类危 险化 学 品 含 L NG 不允 许在 船舱 内积 载 ， 除 非专用 船获 得批 准 ， 船舶 积 载要 有一 定普 通货 物支撑 ， 从而 导致 航线 范 围 挂靠 港 口 受 限I 1 。 我 国 目前 生 产 的 L NG 集 装 箱 可 载 L NG 质 量 为 1 6 ． 5 t ， 安全存 储 时间可 达 7 0 d ， 完全适 合 海上运 输 。由集装箱 船舶 事 故 或 L NG集 装 箱 自身 原 因造 成 的多 个 L NG 集 装 箱 大 泄 漏 的概 率 极 小 ， 业 界 有 专家认 为在 一般 海上运 输 中可 以接受 。 L NG集装 箱堆场 、 L N G集装箱船舶上多只集 装箱 发生 事故 的概 率 很小 ， 这种 情 况 下 所 产生 的严 重危 害范 围为 5 0 0 m 左 右 ， 对 1 6 0 0 m 范 围 内 的人 员会 产 生一 定 影 响 ， 对 2 5 0 0 m 范 围 内 的人 员会 产 生 可感影 响 。L NG集 装 箱发生 破损 而 大量 泄漏 时 ， 破 口面 积最 大为 0 ． 1 m。 ， 因燃 烧 或爆 炸而 产 生 严重 危 害 的范 围约为 5 0 m。L NG 集装 箱 发 生小 量 泄漏 或安全 阀启 动而 产生 的排放影 响 范 围在 1 0 ～ 1 5 m， 完全处 于可 控状 态 。在 一 般 的 海上 运 输 中 ， 不 会 发 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6 期 叶 芬 ， 等 液化 天然气集装箱船运模式探索 生小量泄漏或安全阀启动现象 。 国际海事组织 I MD G规则对 L NG集装箱在码 头 堆存 的层 高 、 数 量 没有做 出限制 。 按 照 L NG集 装 箱 的设 计 参 数 、 试 验 结 果 以 及 运输经验， 建议此类 L NG集装 箱装港和卸港 的最 长 堆存 时 间可 以超过 6 O d 安 全存储 时 间为 7 0 d ， 扣 除陆运 、 铁运或者海运时间 1 0 d 。在码头的停留时 间则 可 以根 据管 理 经 验 的积 累而 逐 步 增加 ， 最 长不 应 超过 6 0 d 。 2 ． 3 集装箱类型比较 在试验和积累经验阶段可选用普通集装箱船航 线 ， 而在需要规模化运输 阶段， 有必要发展 L NG专 用但是兼容普通货物的集装箱船 。L NG集装箱运 输 船类 型 比较见表 2 。 表 2 L N G集装箱运输船类型 比较 2 ． 4 专用 L NG集装箱船技术要求 1 装 载 量 成 一 定 规 模 在 水 上 运 输 中 ， L NG 集装 箱船 的装 载量 必须 在 1 0 0 TE U TE U 指 长 宽 高 为 6 m2 ． 4 m2 ． 4 m 的 2 0英尺 标准 集装 箱 以上 。这 是 因为太 小 的船舶 安 全性 和 抵 御 风 流 的能 力不 足 ， 不 利 于 L N G 集装 箱 的安全 。 2 具 有 2 ． 1类 危 险 品 的装 载 资 质 在 水 上 运 输 中 ， 装 载 L NG集装 箱 的船必 须持 有 国家 海 事局 和 港 口局认 可 的 2 ． 1类危 险 品 的装 载 资质 。该 证 书 应 保存在船上 ， 以备有关方面检查 。 3 配备高标准消防与救生设备 集装箱船上 若 装 载 L NG集装 箱 ， 则应 参照 液货 船 的要 求配 备 相 应高标 准 的 消防和 灭火 设备 。 2 ． 5 集装箱船型经济性选择 针 对 目标航 线 的 分 布 ， 应 在 南 方 沿 海 、 三 沙 、 长 江分别选择大小适合、 经济适用 的船型 。中国船级 社 2 0 0 8年 对 江海直 达船 制定 了 特 定 航 线上 江 海 直 通船 舶检 验指 南 [ 1 ， 参 照该社 2 0 0 2年 版 钢质 内河 船舶 入级 与建 造 规 范 l 1 3 ] 的规 定 ， 根 据 统 计 和 分 析 ， 提出以下可江海直达航行 的载运 L NG集装箱船的 最 大 尺寸 限制 。 2 ． 5 ． 1 吃 水 深 度 、 船 长和 船 宽 限 制 在沿 海 和沿 江 航 行 中 ， 最 小 的吃 水 深 度 限 制 主 要是 江上 的水 深 。 长江的水深限制并没有固定值 ， 2 0 1 3年 ， 从武汉 到南京 的航段上 ， 武汉水位最低降到 3 ． 3 2 IT I 。正常 年份 ， 武汉 到 南 京 的航 段 上 水 深 不 小 于 4 ． 0 1 T I 。按 长江 海 事 局 的 规 定 ， 船 舶 在 江 道上 航 行 时必 须 留足 富余水 深 。对 于 危 险 品船 舶 ， 水 深 必 须 留足 0 ． 3 m； 对 于其 他 船 舶 ， 水 深 必 须 留足 0 ． 2 m。因此 ， 江 海 直 达的载运危险品船舶 的最大吃水 深度应 为 3 ． 7 I T l 。 考 虑到 载运 货物 为 L NG集装 箱 ， 将 船舶 吃 水深 度 限 定 为 3 ． 6 m。 江海直达船 舶要兼顾江道 和海道 的航行 需求， 既要在 内河航道航行时保持 良好 的旋 回性 ， 又要在 海 上航 行 时保 持 良好 的航 线稳定 性 。 江海直达船 要靠增 加船宽来 弥补 因吃水深度 和船长受限而损失的载重量 。但 吃水深度小 、 宽度 大 的船 在海 上 的适 航性 不 佳 ， 而 且 对 船 体结 构 强度 和 刚度 不利 。笔 者 研究 提 出的 江海 直 达 L NG集 装 箱 船 的 主 尺 寸 为 ， 总 长 L一 8 5 m、 两 柱 问 长 7 5 m、 型宽 B一 1 6 m、 型深 D一5 ． 6 m、 设 计 吃水 深 度 T一 3 ． 6 m、 结 构 吃水 深 度 4 ． 0 1T I ， 该 船 L ／ B一5 ． 3 1 、 B／ T一4 ． 4 0 、 D／ T1 ． 5 6 ， 均 在 中国船 的统计值 范 围 之 内 。 2 ． 5 ． 2吨 级 及 载 箱 量 限 制 洋浦、 武汉、 三沙永兴港停靠船舶的限制吨位为 5 0 0 0 t 级 ， 即载重 量 限制约 为 3 0 0 0 t _ 1 。 江 海 直达 船 标 准船 型 的载箱 量 是 1 5 0 T E U 平 均箱 重 约 2 0 t 。载箱 量 较 少船 型 可 为 1 0 0 TE U 左 右 ， 用 于装载 重 型箱 箱 重 可 达 3 0 t ； 载箱 量 较 多船 型可为 2 5 0 T E U 左 右 ， 用 于装 载 轻 型 箱 2 0 0 TE U 的平均箱重为 1 5 t ， 5 0 T E U 的平均箱重为 3 t 。这 就是 说 ， 江海 直达 船 的标 准 载 重 量 恰 为 3 0 0 0 t 。考 虑到笔者设计 的船型主要用于装载 L NG集装箱， 载 重 量应 略小一 些 ， 故可 取 为 2 5 0 0 t 。 L NG集装箱满载重量为 3 0 ． 4 8 t ， 对应 的 L NG 集 装箱 载箱 量为 1 6 0 T E U 或 8 0 F E U F E U 指 长 宽 高为 1 2 mx 2 ． 4 m2 ． 4 m 的 4 0英尺标准集装 箱 ， 该 载箱量 下 的船 型尺 寸恰 为前述 确定 的尺 寸 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 2 石油化工设备 2 0 1 5 年第 4 4卷 2 ． 5 ． 3航 速 限 制 江海 直达船 航 速 为 8 ～ 1 2节 。速 度 太 高 ， 燃 料 消耗量太大； 速度太低 ， 又不能满足生产要求 。根据 船舶设计经济分析和运营经验 ， 初定航速为 1 0节 。 2 ． 5 ． 4 其 它 方 面 限制 L NG集装箱 可能经常挂靠没有相应装卸设 备 的港 口， 所 以应 配 有 集 装 箱 吊车 。考 虑未 来 船舶 动 力燃料的发展趋势 ， 应选用油／ 气 混合发动机 ， 即正 常航行 时用 L NG驱 动 ， 而进 出港 或在 特殊 水域 中航 行 时则 用 重油 驱 动 。因需 经 常 操 作 L NG 集 装 箱 的 阀门和管线 ， 所 以集装箱最好装载在 1 3 ． 5 m 箱位 上 ， 即该 船 的箱 位 均 为 1 3 ． 5 m。此 外 ， L NG 集 装箱 必须按液货船配备相应的消防和救生设备。 2 ． 6探索共识 2 0 1 2 0 4 ， 中华人 民共 和 国海 事 局 官方 网站 公 布 全国 首 例 L NG 罐 柜水 运 实 船 运 输 试 验 成 功 完 成 。2 0 1 3 - 1 2 2 6 ， 业 内专家举行了研究评审会 ， 对 L NG集 装箱 运输 新模 式达 成 共识 ① 在 我 国利 用 集 装箱船 进行 L NG集 装箱运 输在 技术上 基 本成 熟 ， 这 种运输方式具有很强的机动适应性 。②我国 目前生 产的 L NG集装箱 ， 经船级社等机构检验合格后可 以 满足海上运输安全的要求 。③ 由集装箱船舶事故引 起 的或 因 L NG集装 箱 自身原 因造成 的多 个 L NG集 装箱大量泄漏 的概率很小 ， 其风险在一般 的海上运 输 中可 以接受 。④ L NG集装箱 堆场、 L NG集装箱 船 舶 上 多 只集 装 箱 发生 事 故 的概 率 很 小 ， 影 响 范 围 有 限， 在一般的海上运输 中可 以采取措施加 以防范 。 ⑤对 L NG集装箱在码头的临时存放 ， 应严格按我国 交通运输部颁 布的规定进行管理， 堆高不得超过集 装箱 的设计堆 高， 堆存时间不得超过安全阀的预计 启动时间。⑥在港外设置 L N G集装箱堆场时， 应在 周 围设定充 分 的安全 区 。 3 结语 从国内已有的实船 运输案例 、 国内安全及技术 发 展状 况 、 国 内主管 部 门的态 度 三方 面看 ， 在 国 内发 展 L NG集装箱船运输 已具备可行性。针对 国内沿 海 、 沿 江大量 存在 的 I NG接 收站 未能覆 盖 的地 区对 L NG 的需 求 ， 以及 市场 对 灵 活 运 输 方 式 的欢 迎 ， 发 展 L NG集 装箱 船运具 有 现实意 义 。 2 0 1 4 1 2 1 8 ， 欧洲首个 L NG标准罐式集装箱项 目 历经 9个多月顺利运行 ， 成功 突破 1 0 0 0箱充装记 录n 。由此坚信 ， 在中国利用船舶进行 L NG集装箱 运输具有重 要意义 ， 发挥 L N G集 装箱 运输 的机动 性 ， 无需专 门建 造接收 站 ， 也无 需大 型装卸 系统 的集装 箱 码头， 在适当陆运辅助下可直达用户 ， 用户亦可将集 装箱 用作储罐 ， 从 而节 省大量成本和 时问 。 考虑 L NG接收站 、 L N G储罐 、 散装 L NG船舶 的建造 费用 ， L NG管线 的铺 设 费用 ， 散 装 L NG船 舶 运输中的操作 、 管理、 监督等费用 ， I ． NG集装箱运输 的成本 不会 高 于散装 运输 成本 。国 内有实 力 公 司可 以逐 步开 展 L NG 集 装 箱 船 运 产 业 化 工 作 ， 抢 占 国 际 、 国内市场 ， 为 国家能源储备 、 清洁能源推广建设 做 出贡献 。 参 考 文 献 [ 1 ] 周伟 ， 周晓航 ， 陈技丁 ， 等． L N G罐式集装箱珠海上海 水运方案安全评估报告 [ R ] ． 珠 海 中海 石油广 东液化 天 然 气 有 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事局 ． 全 国首例 L NG罐柜水运 实船 运输试 验 成 功完 成 2 0 1 2 0 4 2 1 [ OL ] ． h t t p ／ w ww． mo c ． g o v ． c n ／ z i z h a n ／ z h i s h u J G／ h a i s h i j u ／ g u a n l i p i n d a o ／ g o n g z u o d o n g t a i ／ 2 O 1 2 O 4 ／ t 2 O 1 2 O 4 2 3 1 2 3 0 7 1 5 ． h t m1 ． M a r i t i me Sa f e t y Ad m i ni s t r a t i on o f t he Pe opl e’S Re p ubl i c of Chi na ．The Cou nt r y S Fi r s t LNG Ta nk W at e r Tr a ns por t M e t ho d Fi n a l l y Te s t Co mpl e t e d Suc c e s s f u l l y 2 0 1 2 0 4 2 1 [ OI ] ．h t t p ／ ／ www ． mo c ． g o v ． c n ／ z i z h a n ／ z h i s h u J G／ h a i s h i j u ／ g u a n l i p i n d a o ／ g o n g z u o d o n g t a i ／ 2 0 1 2 0 4 ／ t 2 0 1 2 0 4 2 3 1 2 3 0 7 l 5 ． h t m1 ． [ 1 6 ]崔燕． L NG运输新模式[ J ] ． 中国船检 ， 2 0 1 5 3 8 9 9 0 ． C UI Y a n ． Ne w L NG Tr a n s p o r t a t i o n Mo d e [ J ] ． C h i n a Su r v e y， 2 015 3 8 9 9 0． 张编 业 单位 位 门 邮 编 传 真 E m a i l 中 原 政 勘 相 ● ● ● ● ● 电 各 各 各 ● ● ● ● 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m