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内河液化天然气加注码头设计规范解读

发布时间:2016-11-07 浏览次数:字体:【

(来源:交通运输部)

       2016年9月28日,交通运输部发布了水运工程行业标准《内河液化天然气加注码头设计规范》(JTS 196-11-2016,以下简称《规范》),将于11月1日起施行。

制订背景

  液化天然气作为一种清洁能源,近年来在我国的工业和民用领域应用越来越广泛。相比传统燃料,如石油等,天然气是一种更加清洁的能源,能有效减排二氧化碳和氮氧化物,而且天然气的储量比石油大很多。目前,液化天然气作为汽车燃油的替代品,已在国内外得到广泛使用。同样,液化天然气作为船用燃料兼具环保和经济上的优势,尤其是环保方面。以天然气作为船用燃料,比起重油可减少80%的二氧化氮排放量,二氧化碳排放量降低25%,二氧化硫以及颗粒物排放量减少100%。而船舶改用液化天然气动力燃料后,比一般燃油节能30%以上,具有显著的经济性和良好的环保性能。
  2011年1月,国务院颁布《关于加快长江等内河水运发展的意见》,将内河水运发展上升为国家战略,提出了我国内河水运的发展目标,明确要求利用10年左右的时间,建成畅通、高效、平安、绿色的现代化内河水运体系。2011年7月,交通运输部发布了《公路水路交通运输节能减排“十二五”规划》,规划阐明了"十二五"时期交通运输行业节能减排工作的指导思想和基本原则,明确了总体目标和主要指标,提出了重点任务和保障措施;2013年7月,交通运输部发布了《加快推进绿色循环低碳交通运输发展指导意见》(交政法发〔2013〕323号),该指导意见中明确提出要“推进以天然气等清洁能源为燃料的运输装备和机械设备的应用,加强加气、供电等配套设施建设”;2013年10月,交通运输部发布了《交通运输部关于推进水运行业应用液化天然气的指导意见》(交水发〔2013〕625号)(以下简称《指导意见》),文件提出要推进水运行业应用液化天然气,加快绿色水运建设步伐,实现水运节能减排、转型升级和用能结构优化。《指导意见》中明确提出要“研究出台有关LNG加注码头的标准规范”。
  我国内河航运资源丰富,拥有大、小天然河流5800多条,河流总长43万公里,对内河船舶的需求量巨大。而在节能减排大背景下,在液化天然气接收站不断增加的基础上,发展内河液化天然气燃料船舶对防治船舶污染,保护江河水域环境,具有十分重要的现实意义,内河船舶新建或改装使用液化天然气燃料将成为重点发展领域。
  在内河船舶上发展液化天然气产业除了需要解决船舶建造技术外,还需要沿线布局建设相应的液化天然气加注码头和加注设施,以满足液化天然气动力船舶的加气要求。但由于我国目前在该领域的系统研究还处于空白,缺乏相应的标准规范作为指导,客观上阻碍了液化天然气动力船舶在内河航运的发展。
  根据《交通运输部关于下达2013年水运工程建设标准制定、修订项目计划的通知》(交水发〔2013〕462号)要求,部水运局组织开展了《内河液化天然气加注码头设计规范》的制订工作。

制订思路及原则

  本次规范制订的基本思路是:以服务LNG水上运输科学发展、安全发展为指针,以加强工程建设管理、服务经济发展需要为统领,以法律法规为依据,坚持目标和问题导向,适应行业新需求。
  制订过程中,坚持和贯彻了目标导向原则、问题导向原则、协调性原则、先进性原则和成熟性原则,积极听取专家、设计单位、业主及政府主管部门等各方意见建议,广泛吸纳有关研究成果和国内已投产的LNG加注码头的设计经验,吸收了国外液化天然气加注码头的最新设计成果、理论和经验,体现了认真负责、与时俱进的发展要求。

规范的主要内容

  《规范》共分7章和1个附录,并附条文说明。第一章总则,明确了制定的目的、适用范围及与国家、行业标准的关系;第二章术语,对特殊用语和专用名词进行了解释和定义;第三章基本规定,明确了加注码头的气源补给方式、作业时间、风险分析和安全评估要求、与燃油共同加注及水工结构的特殊要求等;第四章码头选址,明确了码头选址与港口规划、航道规划、通航建筑物、通航条件、通航密度、周边设施、敏感区域等的关系,选址对河段河势、水流、水深、水域面积的要求,湖泊内选址的要求等;第五章总体布置,明确了总体布置的一般要求,包括建设规模、自然条件的利用、锚地布置等,提出了设计船型、船型尺度的确定原则和泊位数计算公式,明确了作业条件标准、码头尺度计算要求、泊位布置要求和进出港航道布置要求;第六章工艺,明确了加注工艺、管道系统要求,提出了泊位加注能力计算公式;第七章码头安全设施,明确了消防设施、通信和助航设施、电气、报警和紧急切断系统要求。

规范的主要规定

  一、关于适用范围
  《规范》适用于新建、改建和扩建的内河液化天然气岸船加注码头和趸船加注码头设计。
  目前液化天然气水上加注主要有五种方式。槽车-船加注(Tank truck -to-ship bunkering),简称TTS,是目前采用较多的一种加注方式,具有机动性好、投资和操作成本低等优点。趸船加注(Pontoon-to-ship bunkering),简称PTS,液化天然气罐设在趸船上,适合水位变化较大的内河水域。岸船加注(LNG intermediary terminal-to-ship via pipeline),简称TPS,可以采用固定码头,也可以采用浮码头,储罐设在岸上通过管道系统与码头上的加注设施相连。一般适合于水位变化不大,具备码头建设条件的水域,具有实用性好、加注量大、加注快速等优点。船-船加注(Ship-to-ship bunkering),简称STS,通过液化天然气加注船在码头、锚地或航行中给液化天然气受注船加气,具有加注快速、加注量大、加注灵活等优点。水上浮式设施-船加注(Floating facility-to-Ship bunkering),简称FTS),类似于趸船加注,但浮式设施不与岸连接。上述五种加注方式中,与码头建设关系密切的主要是趸船加注和岸船加注两种方式,因此本《规范》只适用于这两种加注方式。
  二、关于加注码头气源补给方式
  液化天然气运输船的容量远远大于液化天然气槽车,采用水上补给时的危险性大于陆上槽车补给,《规范》规定的加注码头,其安全间距和技术要求等安全标准均低于液化天然气码头,且由于加注站储罐容量较小,采用液化天然气槽车基本上可以满足加注站补给的需要,所以本《规范》规定岸船加注方式的加注站采用陆上补给的方式。考虑到水上补给的需求,后续我部将组织有关部门开展专门研究工作。
  由于加注趸船上安装的液化天然气储罐一般容量较小,采用加注船进行补给作业类似于对受注船的加注作业,因此规定对加注趸船可以由加注船来补给。
  三、关于码头选址
  内河液化天然气加注码头所服务的船舶与内河其他货类码头服务的船舶相比主要差异在于船舶所采用的燃料不同,而其他船舶参数如船型尺度、船舶操纵性等方面并无太大差别,因此,在选址方面的要求与内河其他货类码头相比并无太大区别。需要特别注意的主要是内河加注码头应选在水域面积充足,方便船舶进出、安全加注的河段,不宜布置在人口密集区域等敏感区域的全年常风向及次常风向的上风侧,也不宜布置在明火或散发火花地点的下风侧。
  四、关于总体布置
  (一)作业条件
  我国现行行业标准《河港工程总体设计规范》(JTJ 212-2006)没有给出河港工程的作业条件标准,除位于湖区或河口的港口由于风区较长可能受风成浪的影响外,其他河港作业主要受水流和风的影响。因此,《规范》主要对可能受风成浪影响的液化天然气加注码头的波浪作业条件给出规定。由于液化天然气加注码头是通过加注臂或软管给液化天然气受注船加气的,其加注作业过程与普通油气码头采用装卸臂进行装卸作业类似,因此,《规范》参照现行行业标准《海港总体设计规范》(JTS 165-2013)中船舶装卸作业的允许波高给出液化天然气受注船进行加注时的允许波高。
  (二)泊位布置
  内河液化天然气加注码头在泊位布置上与内河其他货类码头相比主要区别在于对安全上的考虑。内河液化天然气加注码头靠泊多类船舶,但靠泊船舶并不进行自身装载货物的装卸作业,而只是进行液化天然气加注作业,因此不宜以受注船装载的货物类型来定义加注码头危险分类。《规范》以相邻码头性质确定内河液化天然气加注码头和相邻码头的安全间距。
  考虑到以液化天然气为燃料的船舶其液化天然气受注口的位置可能位于船艏或船艉,而根据国外液化天然气加注码头的调研资料,在加注作业期间,一般规定加注口周边25m半径范围内属安全作业区,禁止进行与加注无关的活动。因此,为安全起见,规定相邻的内河液化天然气加注码头船舶净距不得小于25m。
  五、关于工艺
  内河液化天然气加注码头加注的燃料是液化天然气,因此其装卸作业符合液化天然气装卸的一般原理,其常规设备配置和要求包括紧急切断、气体吹扫、管道流通压力、计量、温度和压力检测仪表、管道系统等与普通液化天然气码头的装卸工艺基本类似。但由于其一次装卸量小,设备配置上有其特殊性,如船岸连接设备除常规的加注臂外,还经常采用低温软管。
  六、关于码头安全设施
  码头安全设施主要包括消防设施、通信和助航设施、电气、报警和紧急切断系统,其中通信和助航设施与内河普通码头没有明显区别。
  (一)消防设施
  结合国内普通货物码头的灭火设施配备要求,并参考国外液化天然气加注码头的消防设施配备情况,《规范》规定码头配备的消防设施仅考虑扑救码头自身火灾的要求,不需要对靠泊的受注船舶提供消防保护。
  内河液化天然气加注码头操作的是易燃易爆液体,存在一定的火灾危险性,配置灭火器材是必要的。小型灭火器材是控制初期火灾和扑灭小型火灾的最有效设备,因此规定了灭火器的选用型号及数量。
  内河液化天然气加注码头发生天然气泄漏等事故时,可使用雾状水对天然气蒸汽云进行稀释,以降低火灾爆炸危险。在火灾时可对起火点附近的重要设备喷水降温。因此规定加注码头应设有消防给水系统。但位于市政消火栓保护范围之内的加注码头可以不设消防给水系统。
  (二)电气、报警和紧急切断系统
  为保证发生火灾时具有可靠的电源,及时报警、灭火,有效地疏散人员、控制火势蔓延、避免爆炸,保障消防设备的供电可靠性是非常重要的,因此,《规范》规定消防用电设备应采用专用的供电回路供电。其他相关规定则主要参照现行国家标准和行业标准制定。

规范的作用和意义

  本规范是在调查研究和总结国内外已建液化天然气加注码头设计和运营管理经验的基础上,根据内河液化天然气动力船舶水路运输的发展趋势,借鉴国内外相关行业的标准、资料制订而成。本规范关于内河液化天然气加注码头的有关规定是国内外液化天然气加注码头成功设计经验的总结和提炼,反映了内河液化天然气加注码头设计的现有技术,能够代表国内外当前的技术水平。
  本规范内容系统、重点突出,涵盖了新建、改建和扩建的内河液化天然气加注码头的港址选择、作业条件、总体布置、工艺设施和码头安全设施等内容,关键的条文都给出了具体参数,可操作性强,便于使用。
  在本《规范》的制订过程中,编制组通过广泛征求国内专家和有关单位的意见,本着求真务实的原则,对相关条文做了反复讨论和修改,符合我国现实情况和与相关规范的一致性,对安全、经济地建设内河液化天然气加注码头必将起到重要的现实意义。

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