3.2安全系固

由于LNG罐箱较重,通常40m3的LNG罐箱重约30t,已达上限。并且,由于LNG罐箱的充装率小于90%,在自由液面晃荡的作用下会产生额外的晃荡载荷,故LNG罐箱多层积载对相关构件强度要求较高。此外,普通集装箱船在运输过程中存在掉箱,因此相关方面对LNG罐箱通过集装箱船大规模运输也存在顾虑。

3.3行业限制

目前,LNG罐箱整船运输还属于新型事物,对其风险的认识还不够透彻,前期小规模的试点应用尚难以凸显其经济性。从起步到形成规模经济效益还需要政府的政策支持,规划和引导中小型企业以协会或集团的形式与上游的天然气生产企业进行谈判协商,落实气源的进口渠道。

同时,船舶行业本身是一个较为保守的行业,对新型事物和技术的接纳需要一个渐进的认识过程,并需要有成功的先例来佐证。

4解决措施

上述三个限制条件的关键在于第一个(即IMDG规则)不允许LNG罐箱舱内积载的限制。该限制条件源自国际强制性规则,在各国的法律法规及行业规范标准内均有体现。为实现大规模的LNG罐箱整船运输,必须首先突破IMDG的限制要求。深入分析发现,该限制条件的目的在于防止可燃气体在围蔽空间内的积聚,并进一步形成可燃环境,从而导致火灾爆炸的发生。

因此针对上述问题,其解决方法主要有以下几个途径:可燃气体排放控制、低温液体泄漏防护及安全系固。相应的解决措施应从罐箱、船舶及管理三个方面着手,具体措施应该包括:分级运输与物联网结合、BOG排放控制、探测报警、船体防护及泄漏液体控制。

4.1分级运输与物联网结合

建立智能物流LNG罐箱管理系统,将超高频RFID技术能应用于LNG罐箱堆场和运输过程中,对LNG罐箱、托运船舶、车辆、火车进行实时追踪,实现对LNG罐箱、托运船舶、车辆、火车和堆场相关信息采集,实时监测LNG罐箱的存放状态(罐箱内部温度、压力、液位、绝热层真空度、系固强度及各参数的额定设计值),自动计算LNG罐箱的零排放可维持时间,根据托运船舶、车辆、火车信息及相应运输距离和时间,基于整个物流系统统筹安排罐箱的运输,保证罐箱在正常运输状态下,在抵达目的地之前BOG零排放(或保证罐箱在堆场及船舶运输期间的BOG零排放)。

4.2BOG的逸散控制

为控制LNG罐箱在船舶运输或堆场堆码期间产生意外的BOG排放,在提高罐箱的绝热性能的基础上,还应采取“第二道防火墙”,即设置BOG统一处理系统,将其排放至安全区域或进行循环利用,其有效措施之一就是设置共管透气装置。为提高运输效率,共管透气装置应装设在LNG罐箱箱体上,并且在满足罐箱设计标准的基础上应具有自动脱离功能或增加自动对称功能。另外,为保证可靠性,对共管透气装置的易损部位应设置成可拆卸式,规定其使用寿命,对其进行定期检查和更换。

4.3探测报警

对于舱内或其他围蔽处所的积载,应在相应位置设置气体探测装置,并根据舱室或处所的最大可承受爆炸冲击压力确定最大可接受爆炸体积,以此来确定探测装置的数量和位置。此外,可根据通风条件,通过气体扩散仿真分析,优化探测装置的数量和布置位置。此外,应设置强制通风系统,在探测到气体泄漏(30%爆炸下限)后启动强制通风,防止可燃气体的形成和积聚。

4.4船体保护措施

对于多层积载,首先罐箱从其设计上应采用上出液形式,从而降低根部接头破损导致LNG大量泄漏的可能性。然而,即使LNG罐箱采用上出液形式,也不能防止罐箱在跌落倾翻时低温液体的泄漏。因此,对于多层积载情况,为防止上部罐箱发生泄漏对下部罐箱造成损伤从而产生连锁反应,LNG罐箱的外壳、框架及角件应采用耐低温材料,如不锈钢。

另外,为防止低温液体对船体造成损伤,还可参考LNG运输船B型舱的设计理念,对船体设置部分次屏蔽或围堰,对船舶底部易遭受低温液体损伤的部位进行防护,避免泄漏的LNG对船舶安全性能造成影响。同时,可以参考SPB型LNG运输船,在船舶底部设置积液井,将泄漏的低温液体收集起来,通过紧急投弃装置将其投弃到船体外部的安全区域。

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