一种水上天然气加注站加注装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种水上天然气加注站加注装置，其特征在于，所述加注装置包括加注趸船储罐，动力船储罐，所述加注趸船储罐与动力船储罐之间设置有热交换器（简称PBC）,相互之间通过软管连接，所述加注装置还包括潜液泵，所述潜液泵将LNG通过加注软管输送到动力船储罐中，在软管的两端都装有遥控兼手动操作的紧急关闭阀（简称ESD)，所述软管上装有紧急脱离装置（简称ERC），通常为紧急拉断阀；所述加注软管两端采用干式快速接头(简称DDC）以防止拉断后泄漏。
【专利说明】一种水上天然气加注站加注装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种天然气加注站，具体地说是一种水上天然气加注站工艺流程及加注装置。
【背景技术】
[0002]LNG作为清洁能源替代重油/柴油在我国内河船舶中应用已逐步展开，使用气体燃料发动机可有效减少N0x、S0x和PM等对大气环境的污染，被视为适应未来环保要求的最佳船舶燃料。在内河船舶“油改气”试点过程中，己有14余艘改造成功的船舶，实现拖轮、散货船、游船、渔政船等船型的LNG改装试验，船舶通过使用LNG—柴油双燃料发动机，向业界展示LNG作为船舶燃料良好的经济性和环保性，这些为LNG应用于内河船舶作为替代燃料提供了强有力的支撑。目前国内还有许多船舶正在进行LNG—柴油双燃料改造或规划中，江苏、安徽、江西等长江沿岸各省对此尤为积极。据测算，使用LNG清洁能源比使用柴油可节约30%至55%的费用，可大幅降低船舶运输企业的运营成本。
[0003]随着中国海事局和国家能源局在内河开展LNG燃料动力船的试点和应用推广，以LNG为清洁燃料动力船越来越多，伴随而来的动力船在营运过程中燃料补给问题刻不容缓。目前，对LNG燃料动力船加注方式大致可分为四类:岸基加注、趸船加注、槽车加注、船对船加注。这四种形式主要差异在于LNG存储方式不同，但其加注方式、加注程序、加注设备、安全事项等差异不大。考虑到营运效益与灾害风险等因素，目前国内外为LNG燃料动力船补给的主要方式是槽车运输，但这种方式在实际运行中存在诸多不便之处，如:长途运输费用大、罐车容量有限、码头无槽车预留位等问题。在欧洲一些国家较早地应用LNG作为船舶燃料，并建立码头加注岸站和加注船，瑞典已建造世界上首艘LNG加注船SEAGAS号，该船采用单个C型份罐180m3。为推进LNG在长江和京杭运河上航行船舶的立用，国内很多能源单位积极投入内河沿线LNG加注站建设。与岸基加注相比，水上加注趸船加注作业的不确定因素增加了作业风险。岸上设备为相对固定不动，而趸船加注作业受夭气、波浪、洋流等外界影响安全的不可控因素大大增加，事故发生概率也相应增大。
【发明内容】
[0004]本实用新型正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种水上天然气加注站工艺流程以及注装置，LNG加注趸船的功能是将储罐内约0.2—0.3MPa液相天然气通过自增压系统或潜液泵输送到动力船储罐，该技术方案绿色环保，大大降低了能源消耗，降低了燃料成本。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为，一种水上天然气加注站加注工艺，其特征在于，所述加注工艺包括以下步骤，I)抵达前准备；2)靠泊作业；3)加注作业；4)离泊作业，其中步骤I具体操作如下，船舶兼容性检测；气相条件和照明；作业间通信和通信故障；航行警告和警示标志；危险区域和安全区域；操作说明和人员保护设备；应急计划和消防设备两船交换信息；检查储罐系统；检查靠泊和系泊设备；检查加注设备和水幕；所述步骤2的具体操作如下，安全通讯和系泊计划；机动操纵驶近；碰垫设置和靠泊作业；系泊作业；连接通讯和接地；连接软管；所述步骤3的具体操作如下，加注前检查表；加注量及加注速率；预冷内部管路及加注泵；惰化和置换；开启手动和遥控阀；向两船发出准备信号；启动加注泵程序；顶部和底部进液交替加注；停止加注泵程序；吹扫和惰化等；
[0006]所述步骤4的具体操作如下，加注后检查表；关闭手动和遥控阀；拆除软管；拆除通讯线路；传递加注文件；解缆和起锚；机动操纵驶离。
[0007]作为本实用新型的一种改进，所述步骤I中具体的操作如下，所述船舶兼容性检测是指LNG加注趸船与受注船在装备和布置上互相兼容；船舶能够实施/遵守各种计划中的建议；靠泊、系泊、软管操作和通信能够安全有效地进行；为确保两船的兼容性良好，通常应在靠泊前对以下项目进行确认:将使用的总管即软管/装卸臂/软管托架大小和数量；在LNG加注操作中，预期软管离水面最大和最小高度和干舷差；装卸臂、克令吊和软管托架是否情况良好和符合安全工作载荷；在船舷的软管支架足以防止软管因摩擦产生的损坏；加注软管应符合OCIMF《油轮总管及其附属设备的推荐》的规定；装卸臂应符合OCIMF《船用臂设计规范》和化工部标准HG/T21608— 2012《液体装卸臂工程技术要求》的规定；加注设备应满足传输LNG低温可燃液体介质，加注软管/装卸臂应配有相头的紧急拉断阀/紧急脱离装置和绝缘隔离措施。
[0008]作为本实用新型的一种改进，所述步2中具体的操作如下:安全通讯和系泊计划是指两船通过高频通话确认各自的状态，按照指定的作业程序和应急计划逐一进行，无线电设备应为本质安全型；碰垫设置和靠泊作业是指靠泊机动操作选在白天进行，在接到停泊同意后，在能开始机动驶近，在驶近的过程中同时应持续监测天气条件、波浪和潮汐状态、周围通航情况；至少设置两个主碰垫固定在加注趸船舷侧，次碰垫的设置确保加注趸船与受注船之间没有任何一处有直接触碰发生；系泊作业是指当受注船安全平稳地靠泊后，在海上风浪和水流准许的情况下，才能按照原定的系泊计划开始操作；
[0009]连接通讯和接地保护是指在完成靠泊和系泊之后，为方便交流和安全控制，有些清况下可能需要两船的有线连接；连接软管/装卸臂是指干式快速接头即手动法兰或液压遥控操作连接，同时软管上还配有紧急拉断阀。
[0010]作为本实用新型的一种改进，所述步3中具体的操作如下:加注前检查表，当两船舶稳固地系泊后并在LNG加注开始如，应确保各船舶的加注负责人间建立起良好的通{目，并且顺利地完成加注前的检查；在正式加注之前，为防止加注趸船上LNG管路和加注泵及流量计等突受牲应力作用，并产生大量的蒸发气体，需要对LNG储罐内部系统进行预冷却，打开通向加注泵、流量计等仪表的阀件，并开启储罐底部阀件使得LNG充满所有输送管路，必要时也可以开启自增压串联阀件，用以提高储罐内压力，加快输送速度；惰化管路，在两铅软管连接完毕后，软管内可能含有一定量的空气，在加注总管上开启两船的ESD阀件并关闭随后的阀件，氮气通过支管进入LNG液相和气相总管，对软管进行15min，吹扫完毕后需要检测总管中的氧含量确认不超过规定限值，否则应进行2次惰化操作，直到符合规定为止；置换管路，由于总管和软管内含有大量氮气，需要通过NG对其进行置换，在LNG加注趸船上通常配有压缩NG气瓶，在加注总管上打开两船的ESD阀件并关闭随后的阀件，NG通过支管进入LNG液相和气相总管及软管，对氮气进行置换。
[0011]一种水上天然气加注站加注装置，其特征在于，所述加注装置包括加注趸船储罐，动力船储罐，所述加注趸船储罐与动力船储罐之间设置有热交换器(简称PBC)，相互之间通过软管连接，所述加注装置还包括潜液泵，所述潜液泵将LNG通过加注软管输送到动力船储罐中，在软管的两端都装有遥控兼手动操咋的紧急关闭阀(简称ESD)，如果发生泄漏或操作异常，ESD可自动或手动关闭，为防止过压ESD的响应时间在30秒左右。为防止加注趸船与受注船之间过大的相对运动，所述软管上装有紧急脱离装置(简称ERC)，所述紧急脱离装置设置为紧急拉断阀；所述加注软管两端采用干式快速接头(简称DDC)以防止拉断后泄漏。
[0012]作为本实用新型的一种改进，所述加注趸船LNG储罐还设置有自增压装置。为增加输送速度缩短加注时间以及加注趸船上发动机燃料系统需要，一般加注趸船LNG储罐还配有自增压装置。
[0013]作为本实用新型的一种改进，所述加注趸船LNG储罐设置有自循环系统，进行降温和降压。当ESD关闭时，为防止压力振荡。
[0014]作为本实用新型的一种改进，所述软管连接处设置有隔离绝缘垫片。对连接两端可能出现旋转或摩擦的地方设置隔离绝缘垫片，防止静电的产生。
[0015]相对于现有技术，本实用新型的优点如下，I)天然气作为船舶动力燃料，并且实践良好，目前该技术在国内尚无先例，该技术方案大大降低燃料成本；降低物流运输成本。天然气同热值比价远低于石油，因此LNG船舶比使用汽柴油节省燃料费用超过30%，具有较强的市场竞争力。据统计，2011年全年华东地区0#柴油均价约203.08元/百万英热，而LNG价格仅为113.24元/百万英热，相当于柴油价格的55.76%。倘若按照柴油与LNG能耗比3:7计算，则LNG混合动力船舶的燃料成本，仅为传统全部使用柴油船舶燃料成本的69%。2)、大幅度降低能耗；航运企业都希望船用动力装置拥有良好的动力、最佳的能源使用效率，以减少船舶运行成本。相比柴油和其他替代能源，以天然气为燃料的船舶动力装置具有与柴油机基本同等的动力性指标。其他替代能源动力装置目前还无法成为船舶的主要动力，只能作为补充和辅助动力。天然气发动机单位输出功率的成本价格比柴油机低，成本优势明显。以目前销售的柴油和LNG天然气价格为例，目前每吨LNG天然气价格约为每吨柴油价格的80%。根据天然气替代柴油使用比例的不同(50?100%)，使用天然气比使用柴油节约(15?30%)的燃料费用，而且天然气燃烧彻底，不易积碳，还可以减少维护费用。推广LNG燃料在船舶上的应用，符合国家产业政策，对优化我国交通领域能源结构，促进能源高效利用，实现节能减排目标具有重要的战略意义和现实意义。3)、减排二氧化碳、硫氧化合物、氮氧化合物，且噪声污染、烟尘、废油水排放等亦可大大降低。天然气的主要成分为甲烷，是一种清洁、高效的绿色能源。发展LNG燃料动力船，对改善城市空气质量、江河水质和沿岸环境保护有良好的积极作用。采用LNG燃料可以减少10%?20%的C02排放量，90%的NOX排放量，100%的硫化物和颗粒物排放，除常规污染物排放大幅减少外，LNG船舶排放中不含铅、苯等致癌物质。而且，LNG燃料主机不需要安装润滑油清洁设备，内部环境较好。因此，水上趸船式LNG加注是一项环保工程，随着天然气项目的不断建设实施，必将大大地降低该地区大气中烟尘、粉尘、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物的排放量，极大地改善当地环境污染状况，提高环境质量，创造良好的生活和工作环境，其环境效益将会非常可观。【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1水上天然气加注站加注操作步骤；
[0017]图2本实用新型LNG加注系泊布置图；
[0018]图3本实用新型加注软管连接形式图；
[0019]图4本实用新型LNG加注趸船水上加注系统原理图；
[0020]图5冷却LNG储罐内部管系及加注泵；
[0021]图6置换软管及总管流程图；
[0022]图7顶部加注流程图；
[0023]图8底部加注流程图；
[0024]图9吹扫管路流程图。
[0025]图中:1、加注趸船储罐，2、动力船储罐，3、热交换器，4、干式快速接头，5、紧急拉断阀，6、紧急关闭 阀，7、尾缆，8、后倒缆，9、前倒缆，10、头缆。
【具体实施方式】
[0026]为了加深对本实用新型的理解和认识，下面结合附图对本实用新型作进一步描述和介绍。
[0027]实施例1:一种水上天然气加注站加注工艺，所述加注工艺包括以下步骤，I)抵达前准备；2)靠泊作业；3)加注作业；4)离泊作业，
[0028]其中步骤I具体操作如下，船舶兼容性检测；气相条件和照明；作业间通信和通信故障；航行警告和警示标志；危险区域和安全区域；操作说明和人员保护设备；应急计划和消防设备两船交换信息；检查储罐系统；检查靠泊和系泊设备；检查加注设备和水幕；
[0029]1、船舶兼容性检测，是保证LNG加注趸船与受注船在装备和布置上互相兼容；船舶能够实施/遵守各种计划中的建议；靠泊、系泊、软管操作和通信能够安全有效地进行。至关重要的是，船长应当掌握有关主尺度、干舷、总管位置、系泊和碰垫的数据和信息。
[0030]如果驾驶室两翼伸出船舶最大宽度的船舶在靠泊和加注操作时应特别注意防碰撞和补充措施，对于驾驶室两翼不超过船舷的船舶在加注时，也应考虑必要的预防措施。为确保两船的兼容性良好，通常应在靠泊前对以下项目进行确认:将使用的总管(软管/装卸臂/软管托架)大小和数量；在11?加注操作中，预期软管离水面最大和最小高度和干舷差；装卸臂、克令吊和软管托架是否情况良好和符合安全工作载荷；在船舷的软管支架足以防止软管因摩擦产生的损坏；加注软管应符合OCIMF《油轮总管及其附属设备的推荐》的规定；装卸臂应符合OCMF《船用臂设计规范》和化工部标准HG/T21608— 2012《液体装卸臂工程技术要求》的规定；加注设备应满足传输LNG低温可燃液体介质，加注软管/装卸臂应配有相头的紧急拉断阀/紧急脱离装置和绝缘隔离等措施。
[0031]2、总负责人，趸船加注作业应该由一名指定的总负责人来负责指导控制。总负责人由LNG加注趸船船长或者是资深加注专家担任，通常选用LNG加注趸船船长作为总负责人为佳。但这并不表明总负责人将在任何程度上解除或者减轻受注船船长及其他工作人员的义务、要求和责任。受注船、货主或者船舶经营人应同意和指定总负责人，所指定的总负责人员应具备以下资格:有相应的达到国家认可标准的甲板部管理级高级船员证书，且经过最新STCW公约和危险货物操作知识更新培训，有从事过LNG加注操作的资历；参加过船舶操作课程培训；在类似情况下指挥过多次相似船舶的靠泊、系泊和解缆操作；具有LNG加注趸船加注经验；通晓加注作业区和周围的地理情况；通晓LNG泄露技术，包括熟悉用于趸船加注应急计划的设备和资源；精通加注计划。总负责人应确保根据加注计划的要求、手册中本章节的内容以及考虑行业出版物《LNG船对船石油加注指南》中的建议进行货物的加注、系泊和解缆操作；在加注、系泊和解缆的关键操作期间对受注船给予建议；当发生泄漏或火灾时，确保应急预案的实施；确保所有要求的报告报上级部门或有关当局；确保参与操作各个环节的船员己明了各自的职责；在核实LNG加注趸船与受注船之间建立适当有效的通信和完成恰当的检查之前，确保不进行驶近和系泊操作；确保很据认可的行业指南进行加注前的安全检查，以及确保在解缆前完成适当的检查。同时总负责人应该有权提出以下建议:中止或者结束加注操作；针对某些具体的操作修改加注计划。
[0032]3、气象条件，气象条件对加注作业的限制主要取决于风浪和涌浪对碰垫或者缆绳的影响和参与作业船舶引起的横摇，考虑到相关的干舷和排水量。加注作业应充分考虑因气象和潮流变化使受注船摇晃加剧从而导致缆绳和锚链的过度受力。包括:应取得加注前和加注时的气象预报；在整个靠泊作业中，考虑航行和避碰的要求，应有良好的能见度以实现安全操纵；雷暴情况要引起特别的注意。总之在加注操作时，应充分考虑到洋流、潮高、波浪、气温、风速、能见度、预报间隔等水文气象条件，水上、周边地形、地势、水深、水域面积、周围障碍物、回旋半径等环境条件。
[0033]4、加注须知与航行警告，通常情况下，由LNG加注趸船提前向受注船提供加注须知。也可以是进行内部作业的船舶营运人，或是加注服务提供方。加注须知的内容主要包括:组织者的全称、总负责人的身份识别和联系号码；计划包括加注作业区的描述；设备详细情况(确认碰垫、软管、装卸臂等的完整性)，后勤支持和需提供的人员；靠泊、系泊、软管和起重装置的准备要求；址方或者国家加注规定等LNG加注趸船与受注船在进行加注作业开始前和作业期间，应向周边船舶发布航行警告。要求在加注区周边航行的船只，与加注作业船保持足够的距离，谨慎驾驶。
[0034]5、作业间通信与故障，应尽早通过适当的VHF频道建立联系。在两船建立起有效的通讯之前，不应试图驶近、系泊和解缆。应该确定在各船舶上的便携式无线电话可以在相同的频率下工作，或者其中一艘船舶有足够的便携式装置一起来提供给两艘船舶使用。船上负责系泊处的人员应配有便护式无线电话，在常规作业时不应该使用应急便携式VHF无线电话。如果在驶近操纵过程中出现通信故障，应在合适和安全的情况下中止操纵，并且船舶随后采取的措施应使用《国际海上避碰规则》所规定的适当声号来表示。如果在LNG加注时通信中断，应急信号应响起并且在安全的情况下立即中止所有正在进行的作业。只有当重新建立起良好的通信后才能恢复作业。
[0035]6、人员来往和照明，LNG加注趸船在加注作业时应尽量减少两船间的人员来往。夜间加注作业应有足够的常规甲板照明。建议接管处最低的照明为5烛光(流明)、LNG加注作业区域为I烛光(按甲板I米以上计)。防爆型的便携式聚光灯和驾驶台两翼的聚光灯可用于夜间进行的系泊和解缆作业。
[0036]7、应急计划与安全，制定一个能覆盖所有可能发生的紧急情况的应变计划(特别是在受注船操纵和LNG加注阶段)并准备好综合应急反应。此外，应急计划应充分考虑加注作业区和后续援助方百使用的资源。如适用，应变计划应与地方当局制定的类似计划相结合。加注作业开始之前两船和当地主管机关(如适用)应对应急计划达成一致。
[0037]在加注整个过程中加注趸船/受注船一般处于等同主导地位。应急计划，该船船长应生权负责制订将被审阅和批准的总体应急计划。每艘船舶必须指定船员负责紧急事故的处理以应对在LNG加注期间发生的事双，尤其是发生泄漏和火灾时。
[0038]( I )应急信号
[0039]两船的人员均应非常熟悉己约定的在紧急情况下两船使用的信号。无论哪艘船舶发生紧急情况，都应立即拉响起本船的内部报警信号以及用汽笛拉响(或更多)短声以向对方船舶报警。随后所有人员将按照应变计划行动。
[0040]( 2 )紧急情况
[0041]在紧急情况下，相关船长应对局面进行评估并采取相应行动。当发生紧急情况时，应该考虑或采取级下行动:中止加注作业；拉响紧急信号；通知两船船员关于紧急情况的性质；人员紧急就位；实施应急程序；放残并拆除加注软管或装卸臂；系泊组产，员就位；确认主机随时可用；通知待命工作船相关情况及要求。此外，船长们应共同议定，尤其是在火警情况下，两船靠泊一起是否合适。以上基本措施应被列入各自加注应变计划并与其安全管理体系一致。
[0042]( 3 )机动操纵时的应急
[0043]两船的船长和总负责人应随时做好在必要时中止靠泊作业的准备。二在仍留有充分时间可以控制局面的情况下做出决定，两船船长应立即互相通知对方所采取约行动。
[0044]( 4 )应急准备状态
[0045]两船应做好下面的安排:受注船的主机和舵机随时可用；加注作业开始前，加注泵和其他驳运设备切断功能应进行测试；船员处于待命状态并能在短时间内排空软管并拆除；备有便携式集液盘设备并随时可用；系泊设备随时可用，备用缆绳可随时更换破断的系缆消防设备可立即投入使用。
[0046]( 5 )安全
[0047]所有LNG加注作业，每个船长须时时刻刻对船、船员、LNG和设备负责，并且不能允许因他人的行动使作业的安全保障受到损害。每一个船长应确保遵守此次加注作业计划推荐的程序并且符合国家相关安全惯例。
[0048]在加注作业间为防止人员疲劳，总负责人和/或所有与加注作业相关的负责任(人)应遵守与IL0、IM0和国际规则相关的休息间隔的要求和ISM的有关章节。应保留休息和工作小时符合性断记录。船长应考虑预计的作业时间来确保可以自始至终地维持安全和不致疲劳的船员值班。
[0049]8、机动操纵前准备，在抵达后，参与加注作业的两艘船应建立无线电通信，并对所有已评估的操作程序达成共识。进一步交换两船的信息，对于LNG加注趸船还应检查储罐系统、系泊设备和加注软管等主要系统和设备，以确保LNG加注作业的顺利进行。加注操作开始前应按照有关信息表进行检查。
[0050]( I )准备
[0051]LNG加注趸船和受注船船员应充分地知晓有关的程序和危险，尤其是关于系泊和解缆方面。确保船舶状态符合相关规定，正浮和有合适的纵倾所有必不可少的加注系统和安全设施己经通过测试，达到随时可用状态。系泊设施己经按系泊计划准备就绪，碰垫和加注软管己正确地放置，连接和固定。加注软管和操作设施己经按照相关要求准备好。获取加注作业区域在预期作业时段的气象预报，议定当船舶汽笛响起紧急信号应采取的行动等事宜。
[0052]( 2 )交换信息
[0053]在进行LNG加注操作的两艘船舶应相互交换信息，对加注作业的事项进行确认。将要加注LNG的数量和特征及操作次序进行确认，其中主要包括以下信息:系泊平面图；LNG加注系统、泵的数量和最大允许压力的有关细节；加注速率(开始、最大和填仓时)；加注趸船在加注作业开始、停止和快加满时改变流量所需的时闷正常停止的和应急停止程序；作业期间预期干舷和吃水最大值；建议的通风或惰化管路方式的细节；泄漏和火灾时的采取行动的次序；己确认的关键作业步骤；值班或(轮班)安排引发加注作业中止、拆管和解缆约环境和操作限制条件；应遵守当地或政府关于加注的规则；加注软管的连接、监控、排干和拆管的计划协调；解缆计划等。
[0054]( 3 )检查储罐系统
[0055]在加注之前除例行目视检查储罐外表是否有冒汗等现象外，还应检查LNG加注趸船上储罐的液位、压力、温度等参数，确认符合加注作业的钡定。如压力和温度处于不利于加注作业状态，则应先进行泄压或预冷等措施，待储罐处于安全水平之后再进行作业。同时在正式加注前应注意受注船储罐的温度，确保两个储罐的温度相当。检查储罐至加注站之间管系、阀件和控制系统，监测报警系统的应急电源的配备情况。
[0056]( 4 )检查靠泊和系泊设备
[0057]碰垫是船对船靠泊作业护舷的关键设备，应确认碰垒力有效性。通常碰垫有串联式碰垫和成对布置的碰垫两种。确认即将使用的碰垫的年龄并且对碰垫采取适当的措施使得它们符合预定业务的要求。
[0058]当两船被固定在一起时，系泊用具应安排和装备好，保证安全有效地缆绳管路。这一点对缆绳通常用于系泊的机动操纵船很重要，导缆器和绞缆机及引缆设备应定期进行检查。
[0059]( 5 )检查加注设备和水幕
[0060]在加注设备与总管连接前，应对每一个加注设备执行目视检查，判定是否有损坏。使用的软管应该定期检查和恶化情况。检查或者压刀/真空度测试的相关记录应该是有效可用的。如果软管或法兰发生损坏，该软管应该被撤回进行进一步检查、修理或报废。应确认在船上备有足够规格的异径接头和垫片，以供实际的总管和软管的尺寸所需。加注操作要求软管/装卸臂连接状况很好。如使用法兰或快速接头，应使其状况良好并且适当地固定，以保证紧密连接无泄漏。同时，还应检查加注站总管舷边的水幕装置，确保状态良好。
[0061]所述步骤2的具体操作如下，安全通讯和系泊计划；机动操纵驶近；碰垫设置和靠泊作业；系泊作业；连接通讯和接地；连接软管；靠泊过程包括对两船的操纵和系泊，首先需要对安全通信和系泊计划进行确认，护舷和操作工具等设施放置就绪，按照预定计划进行靠泊和系泊作业。对于受注船机动操纵，应制定应急计划来应对任何紧急情况。加注靠泊系泊前应按照有关信息表进行检查。
[0062]1、安全通讯和系泊计划
[0063]两船应通过甚高频通话确认各自的状态，按照指定的作业程序和应急计划逐一进行，无线电设备应为本质安全型。考虑到天气和通航状态，每一步操作都需要得到双方的确认。如需要，受注船应能提供简要草图显示甲板布置清况，包括导缆孔及带缆桩的数量与加注站的距离等信息。系泊计划准备时应当考虑以下因素:各船舶的尺寸及其差异；预计干舷和排水量差异；预期气象条件和海面状况；提供有效的系泊导缆等。
[0064]2、碰垫设置和靠泊作业，
[0065]靠泊机动操作应尽量选在白天进行，除非相关人员对夜间加注作业操纵有特别的经验。在接到停泊同意后，在能开始机动驶近。在驶近的过程中同时应持续监测天气条件、波浪和潮汝状态、周围通航情况等。
[0066]至少应设置两个主碰垫固定在加注趸船舷侧，次碰垫的设置应能确保加注趸船与受注船之间没有任何一处有直接触碰发生。推荐采用直径约为Im的气动型式碰垫，次碰垫的类型和尺寸取决于加注趸船的设计。
[0067]3、系泊作业，参见图2，
[0068]当受注船安全平稳地靠泊后，在海上风浪和水流准许的情况下，才能按照原定的系泊计划开始操作。如没有配置特别系泊设备的LNG加注趸船在无遮蔽地点进行加注的典型系泊方式，应包括至少四条头缆、两条前倒缆和两条后倒缆和四条尾缆，详见图2。
[0069]LNG加注趸船服务提供者应设有一个标准的系泊计划，适用于特定的地点。确认系泊时考虑了船舶的相对运动和干舷的变化来避免作业期间缆绳承受过度的张力是非常重要的，但是缆绳不可以太长以至于两船产生过度的相对运动。相同方向的系泊缆应使用类似的材料。
[0070]4、连接通讯和接地保护
[0071]在完成靠泊和系泊之后，为方便交流和安全控制，有些清况下可能需要两船的有线连接。主要包括通信连接、储罐液位和温度及压力监测、两船的报警连接、紧急停止控制箱等。两船具有相同的连接和通信界面。应在每个总管处装备单介绝缘法兰，或每根软管装备一段电气不连续的软管，或特殊结构软管防止静电积累或船舶间电流传递。两船间潜在电势应降至最低。所有船对船系泊缆应是绝缘的，要么使用天然材料的软系泊绳或者将软尾缆通过眼环连接的每根金属系泊缆。两船之间的非绝缘金属梯或舷梯应在梯子末端安装橡胶。吊杆或起重机钢丝及吊钩应小心操作。碰垫支持网或罐笼区域内的禾经保护的裸线和链子需要优质维护。
[0072]5、连接软管/装卸臂，参见图3，
[0073]在连接软管/装卸臂之前应确保LNG加注软管嚷卸臂的状态完好，达到预计使用条件。通过LNG加注趸船上的吊臂或采用软管托架，还可借助辅劝对接装置或对接导轨来安装软管/装卸臂，以减少由于风浪对船舶摇晃的影响。软管的安装应考虑适当的支撑或固定以及由于船舶运动产生的摩擦等问题，根据两船的吃水不同的高度差选用合适长度的软管，并确保软管的弯曲弧度符合规定。连接软管通常指干式快速接头(手动法兰或液压遥控操作)连接，同时软管上还配有紧急拉断阀。一般情况下软管两端连接有ESD遥控阀，主要在紧急情况下可以快速切断加注管路。连接软管后可对ESD阀件进行热态测试。装卸臂上通常配有位置监测系统、快速连接器、紧急脱离装置和旋转接头等关键部件，河岸趸船布置U阅G装卸臂时，根据河流枯水水位、洪水水位、船舶漂移范围等因素，确定液体装卸臂的包络汽围。位置监测系统应根据装卸臂摆动及回转的分两级报警和执行动作。[0074]所述步骤3的具体操作如下，加注前检查表；加注量及加注速率；预冷内部管路及加注泵；惰化和置换；开启手动和遥控阀；向两船发出准备信号；启动加注泵程序；顶部和底部进液交替加注；停止加注泵程序；吹扫和惰化等。
[0075]1、加注前检查表
[0076]当两船舶稳固地系泊后并在LNG加注开始前，应确保各船舶的加注负责人间建立起良好的通信，并且顺利地完成加注前的检查。具体内容详见附录5加注前检查表，正式加注前检查表应由各船负责人签字收回。船长应确保遵守计划中所有推荐的安全步骤，并制定应急计划来应对在加注过程中的任何紧急情况。
[0077]在准备LNG加注计划时，应考虑确保船舶维持有足够的稳性，船体应力维持在设计极限内，自由液面影响始终保持最小。LNG加注操作应有两船书面形式同意的计划，可行时，应包括LNG加注开始前，加注趸船应知道受注船在不同阶段的流量。如加注速率的变动是必须的，受注船应告知加注趸船在这方面的要求。同样，加注是船应告知受注船因为操作而导致的任何流量的变化。协商同意的加注速率，不应超过加注软管嚷卸臂生产商所建议的流量。
[0078]2、趸船加注原理
[0079]目前，船用真空绝热型LNG储罐的对外加注方式主要有三种:自增压式；加注泵式；自增压与加注泵结合式。
[0080]自增压式是将储罐内LNG通过自增压浓相管进入热交换器汽化，汽化后的气体返回储罐中，提高储罐的气相压力，己达到对外加注的目的。即，自增压式储罐的动力源在于加注罐与受注罐的压力差。自增压戈储罐的优点是工艺流程简单、不需要电能消耗；缺点是一主较多的放空气体、加注时间较二、受注罐需不断泄压以增大两罐压力差等。加注泵式是二耳G经由潜液泵增压加注至受注罐加注罐的气相空间与受注罐的气相空间联通，受注罐内拘BOG通过回气管回到加注罐甲，解决了加注罐由于液体减少而压力降低的问题，同时也解决了受注罐因液体增多而气相压力升高的问题，整个加注过程无需对受注罐泄压。综合来说，虽然加注泵式具有福注效率高、加注时间短、操作便捷等优点，但也有管路布置复杂、增加制造和维护成本等诀点。特别是采用罐内深井泵形式，对储罐与泵体连接处的密封和绝热要求非常高，国内船月储罐尚未采用这种形式，而普遍采用罐外潜液泵。
[0081]参见图4，LNG加注趸船与受注船力口主过程中应避免两种情况:①严禁可燃气体与空气同时出现在某些处所；②如果①没有傲到，那么应确保该处所没有火源产生。围绕这两原则我们来实现LNG水上加注作业。该系统的工作原理为:用潜液泵将LNG通过加注软管输送到受注船储罐中，为增加输送速度缩短加注时间以及加注趸船上发动机燃料系统需要，一般加注趸船LNG储罐还配有自增压装置。在软管的两端都装有遥控兼手动操咋的紧急关闭阀(ESD)，如果发生泄漏或操作异常，ESD可自动或手动关闭，为防止过压ESD的响应时间在30秒左右。当ESD关闭时，为防止压力振荡，储罐配备有自循环系统进行降温和降压。为防止加注趸船与受注船之间过大的相对运动，在软管上装有紧急脱离装置(ERC)，通常为紧急拉断阀。加注软管两端采用干式快速接头(Dry Discolmect Couplings,DDC)以防止拉断后泄漏。对连接两端可能出现旋转或摩擦的地方还应设置隔离绝缘垫片，防止静电的产生。
[0082]3、内部预冷，参见图5，在正式加注之前，为防止加注趸船上LNG管路和加注泵及流量计等突受牲应力作用，并产生大量的蒸发气体。需要对LNG储罐内部系统进行预冷却，打开通向加注泵、流量计等仪表的阀件，并开启储罐底部阀件使得LNG充满所有输送管路。必要时也可以开启自增压串联阀件，用以提高储罐内压力，加快输送速度。
[0083]4、惰化管路
[0084]在两铅软管连接完毕后，软管内可能含有一定量的空气，根据前面提到的加注原贝U，必须排除掉加注管路中的空气。在LNG加注聂船上通常配有氮气储气瓶或氮气发生装置，在加注总管上开启两船的ESD阀件并关闭随后的阀件，氮气通过支管进入LNG液相和气相总管，对软管进行15min，吹扫完毕后需要检测总管中的氧含量确认不超过规定限值，否则应进行2次惰化操作，直到符合规定为止。
[0085]5、置换管路，参见图6，
[0086]在惰化满足要求后，由于总管和软管内含有大量氮气，因此需要通过NG对其进行置换，在LNG加注趸船上通常配有压缩NG气瓶，在加注总管上打开两船的ESD阀件并关闭随后的阀件，NG通过支管进入LNG液相和气相总管及软管，对氮气进行置换。
[0087]6、顶部加注，参见图7，
[0088]在惰化和置换都完成之后，就可以开启手动和遥控阀，向两船发出准备信号，记录加注总管上流量计的初始读数，并启动加注泵程序。为保持两个储罐的温度相当及减少蒸发气体，在初始加注时需要采用小流量输送方式对受注船储罐进行预冷降温。加注趸船LNG通过潜液泵经过流量计输送到受注船储罐顶部，受注船储罐气相返回到加注趸船储罐气相，达到量储罐的气相压力平衡。
[0089]7、底部加注，参见图8，
[0090]当两船储罐的温度相当及管路充分预冷后，可将顶部缓慢加注方式转换到底部快速加注方式，在转换过程中，先缓慢开启通向底部加注管路上阀件，在逐弃关闭顶部喷淋冷却阀件。在缓慢顶部加注时，先开启底部加注阀件再关闭底部阀件，防止超压现象出现。在加注速率的限制范围内起动大功率加注泵进行输送，如受注船储罐出现温度和压力偏高现象。可以再次转换到顶部加注方式进行预冷降温，也可采用底部加注和底部加注两种方式交替进行。
[0091]8、吹扫管路，参见图9，
[0092]在加注达到受注船的需求后，注意储罐的充装极限(通常为90% )，按照程序停止加注泵工作，记录流量计加注后读数，通常气相返回管路上也设有流量计或按照经营方的单位蒸发率相应扣除。此时输送管路内充满LNG液体，因此需要对液相输送管路进行吹扫作业。将NG气瓶的阀件开启，使得NG气体将总管和软管内的LNG吹扫至储罐内，吹扫时间约为15min，通常气瓶的压力应不超过储罐的工作压力。
[0093]9、惰化管路
[0094]在两船总管和软管吹扫完毕后，软管内可能含有一定量的NG，可燃气体残留在管路内可能带来危害，因此在拆除软管之前需要对管路再次惰化处理。将氮气储气瓶或氮气发生装置通过支管进入LNG液相和气相总管，对其管路进行惰化处理，以便系统的操作和维护，惰化完毕后方可拆卸加注软管。
[0095]10、加注中止
[0096]当两艘船加注作业过程中出现某些应急情况，应准备立即中断加注操作，必要时离泊。主要包括下列情况:靠泊船移动达到最大允许值，可能引起软管强度损失或过度变形；反常天气和或海况；任一船出现动力故障；两船间的主通讯系统出玫放障，且没有合适的备用通讯方式；发现LNG泄漏或发生火灾；LNG系统出现原因不明的压力下降；软管、连接处或船庄甲板管路发现任何泄漏；发现可能引起泄漏威胁的故障或报伤；卸出量和受注量存在不明原因的明显差异；防撞垫系统存在任何故障；任何船工作起时等情况。
[0097]采用装卸臂加注时，所有报警信号应在趸船上都有显示，加注时紧急停车系统可执行下列动作:①当发生I级超限时，加注泵停车，紧急脱离装置球阀关闭；②当发生2级超限时，加注泵停车，紧急脱离装置球阀关闭，紧急脱离机构动作，实现船船分离。
[0098]所述步骤4的具体操作如下，加注后检查表；关闭手动和遥控阀；拆除软管；拆除通讯线路；传递加注文件；解缆和起锚；机动操纵驶离。
[0099]1、解缆操作
[0100]当加注作业完毕后，首先关闭手动和遥控阀，所有软管拆卸育立确认己经惰化，防止操作产生静电危险，双方同意后根据要求将两船有线通讯拆除。两船确认人员已回归各自船舶，收回登船梯。对软管、装卸臂接头、有线通言等连接拆除后并盲断。应通知管理机构完成LNG加注和预期解缆时间，确认加注相关又件，收回存档。解缆作业建议由具有加注操作经验人员指挥执行。
[0101]在潮汐改变期间建议不要浑缆，根据总负责人对天气和海流情况的判断而定。
[0102]解缆应分配充足的船员，且需要考虑下列险查:船舶的货物驳运侧应清除障碍物，包括吊杆和起重机；系泊缆脱离和释放方法应经协商同意；碰垫，包括它们的牵引绳和系固绳，应该检查其处于良好状态；所有系缆站的引缆和上缆器应准备好；锐利的太平斧或切割设备应在每个系缆站准备妥；船间通信应确认；系泊人员间应建立通信；系泊人员仅得到指令才定向释放缆绳；应该检查航行密度；按照附录6加注解缆前检查表进行填写。
[0103]2、离泊操作
[0104]解缆时通常采用的方法为:前面设备先抛出前方倒缆然后抛首缆，后面设备先抛出尾缆然后抛出后倒缆，机动操纵船驶向宽旷水域。释放最后一根缆绳时需要特别当心，这需要安全和有效地完成；一个能带来便利的方法是“套绳销技术”，系泊绳顺序可能随着天气情况或系泊船长意见而改变。解缆前的任何改变两艘船应被通知。需要注意当地条件或船舶结构特点可能引起两船脱离困难，应考虑替代计划。
[0105]加注负责人和船员可采用不同的方法安全和有效地执行任务。使用固定在系缆桩上的快速释放钩或和引缆相连接的套索销，当系泊缆绳从系缆桩脱开时，能承受系泊缆的载荷。当解缆成功后受注船机动操纵驶离，加注趸船应按照相关规定进行例行检查。
[0106]实施例2:参见图4，一种水上天然气加注站加注装置，所述加注装置包括加注趸船储罐1，动力船储罐2，所述加注趸船储罐I与动力船储罐2之间设置有热交换器(简称PBC)，相互之间通过软管连接，所述加注装置还包括潜液泵，所述潜液泵将LNG通过加注软管输送到动力船储罐I中，在软管的两端都装有遥控兼手动操咋的紧急关闭阀6 (简称ESD)，如果发生泄漏或操作异常，ESD可自动或手动关闭，为防止过压ESD的响应时间在30秒左右。为防止加注趸船与受注船之间过大的相对运动，所述软管上装有紧急脱离装置5(简称ERC)，通常为紧急拉断阀；所述加注软管两端采用干式快速接头4(简称DDC)以防止拉断后泄漏。[0107]实施例3:参见图4，作为本实用新型的一种改进，所述加注趸船LNG储罐还设置有自增压装置。为增加输送速度缩短加注时间以及加注趸船上发动机燃料系统需要，一般加注趸船LNG储罐还配有自增压装置。
[0108]实施例4:参见图4，作为本实用新型的一种改进，所述加注趸船LNG储罐设置有自循环系统，进行降温和降压。当ESD关闭时，为防止压力振荡。
[0109]实施例5:参见图4，作为本实用新型的一种改进，所述软管连接处设置有隔离绝缘垫片。对连接两端可能出现旋转或摩擦的地方设置隔离绝缘垫片，防止静电的产生。
[0110]实施例6:参见图4，作为本实用新型的一种改进，所述加注装置还设置有流量计、仪表，所述流量计、仪表的数量至少均为一个，所述流量计、仪表设置在加注趸船储罐和动力船储罐之间。
[0111]本实用新型还可以将实施例3、4、5、6所述技术特征中的至少一个与实施例2组合，形成新的实施方式。
[0112]需要说明的是上述实施例，并非用来限定本实用新型的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本实用新型权利要求所保护的范围。
【权利要求】
1.一种水上天然气加注站加注装置，其特征在于，所述加注装置包括加注趸船储罐，动力船储罐，所述加注趸船储罐与动力船储罐之间设置有热交换器，相互之间通过软管连接，所述加注装置还包括潜液泵，所述潜液泵将LNG通过加注软管输送到动力船储罐中，在软管的两端都装有遥控兼手动操作的紧急关闭阀，所述软管上装有紧急脱离装置，所述紧急脱离装置设置为紧急拉断阀；所述加注软管两端采用干式快速接头以防止拉断后泄漏。
2.根据权利要求1所述的水上天然气加注站加注装置，其特征在于，所述加注趸船LNG储罐还设置有自增压装置。
3.根据权利要求1或2所述的水上天然气加注站加注装置，其特征在于，所述软管连接处设置有隔离绝缘垫片。
【文档编号】F17C5/02GK203784632SQ201420053057
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】张梅梅, 许爱峰, 李宁, 林敏 , 杨晓明, 李明, 龚坚, 陶春辉, 刘志仁 申请人:江苏海企港华燃气发展有限公司