2016年9月28日,交通運輸部發布了水運工程行業標準《內河液化天然氣加注碼頭設計規范》(JTS 196-11-2016,以下簡稱《規范》),將于11月1日起施行。
制訂背景
液化天然氣作為一種清潔能源,近年來在我國的工業和民用領域應用越來越廣泛。相比傳統燃料,如石油等,天然氣是一種更加清潔的能源,能有效減排二氧化碳和氮氧化物,而且天然氣的儲量比石油大很多。目前,液化天然氣作為汽車燃油的替代品,已在國內外得到廣泛使用。同樣,液化天然氣作為船用燃料兼具環保和經濟上的優勢,尤其是環保方面。以天然氣作為船用燃料,比起重油可減少80%的二氧化氮排放量,二氧化碳排放量降低25%,二氧化硫以及顆粒物排放量減少100%。而船舶改用液化天然氣動力燃料后,比一般燃油節能30%以上,具有顯著的經濟性和良好的環保性能。
2011年1月,國務院頒布《關于加快長江等內河水運發展的意見》,將內河水運發展上升為國家戰略,提出了我國內河水運的發展目標,明確要求利用10年左右的時間,建成暢通、高效、平安、綠色的現代化內河水運體系。2011年7月,交通運輸部發布了《公路水路交通運輸節能減排“十二五”規劃》,規劃闡明了"十二五"時期交通運輸行業節能減排工作的指導思想和基本原則,明確了總體目標和主要指標,提出了重點任務和保障措施;2013年7月,交通運輸部發布了《加快推進綠色循環低碳交通運輸發展指導意見》(交政法發〔2013〕323號),該指導意見中明確提出要“推進以天然氣等清潔能源為燃料的運輸裝備和機械設備的應用,加強加氣、供電等配套設施建設”;2013年10月,交通運輸部發布了《交通運輸部關于推進水運行業應用液化天然氣的指導意見》(交水發〔2013〕625號)(以下簡稱《指導意見》),文件提出要推進水運行業應用液化天然氣,加快綠色水運建設步伐,實現水運節能減排、轉型升級和用能結構優化。《指導意見》中明確提出要“研究出臺有關LNG加注碼頭的標準規范”。
我國內河航運資源豐富,擁有大、小天然河流5800多條,河流總長43萬公里,對內河船舶的需求量巨大。而在節能減排大背景下,在液化天然氣接收站不斷增加的基礎上,發展內河液化天然氣燃料船舶對防治船舶污染,保護江河水域環境,具有十分重要的現實意義,內河船舶新建或改裝使用液化天然氣燃料將成為重點發展領域。
在內河船舶上發展液化天然氣產業除了需要解決船舶建造技術外,還需要沿線布局建設相應的液化天然氣加注碼頭和加注設施,以滿足液化天然氣動力船舶的加氣要求。但由于我國目前在該領域的系統研究還處于空白,缺乏相應的標準規范作為指導,客觀上阻礙了液化天然氣動力船舶在內河航運的發展。
根據《交通運輸部關于下達2013年水運工程建設標準制定、修訂項目計劃的通知》(交水發〔2013〕462號)要求,部水運局組織開展了《內河液化天然氣加注碼頭設計規范》的制訂工作。
制訂思路及原則
本次規范制訂的基本思路是:以服務LNG水上運輸科學發展、安全發展為指針,以加強工程建設管理、服務經濟發展需要為統領,以法律法規為依據,堅持目標和問題導向,適應行業新需求。
制訂過程中,堅持和貫徹了目標導向原則、問題導向原則、協調性原則、先進性原則和成熟性原則,積極聽取專家、設計單位、業主及政府主管部門等各方意見建議,廣泛吸納有關研究成果和國內已投產的LNG加注碼頭的設計經驗,吸收了國外液化天然氣加注碼頭的最新設計成果、理論和經驗,體現了認真負責、與時俱進的發展要求。
規范的主要內容
《規范》共分7章和1個附錄,并附條文說明。第一章總則,明確了制定的目的、適用范圍及與國家、行業標準的關系;第二章術語,對特殊用語和專用名詞進行了解釋和定義;第三章基本規定,明確了加注碼頭的氣源補給方式、作業時間、風險分析和安全評估要求、與燃油共同加注及水工結構的特殊要求等;第四章碼頭選址,明確了碼頭選址與港口規劃、航道規劃、通航建筑物、通航條件、通航密度、周邊設施、敏感區域等的關系,選址對河段河勢、水流、水深、水域面積的要求,湖泊內選址的要求等;第五章總體布置,明確了總體布置的一般要求,包括建設規模、自然條件的利用、錨地布置等,提出了設計船型、船型尺度的確定原則和泊位數計算公式,明確了作業條件標準、碼頭尺度計算要求、泊位布置要求和進出港航道布置要求;第六章工藝,明確了加注工藝、管道系統要求,提出了泊位加注能力計算公式;第七章碼頭安全設施,明確了消防設施、通信和助航設施、電氣、報警和緊急切斷系統要求。
規范的主要規定
一、關于適用范圍
《規范》適用于新建、改建和擴建的內河液化天然氣岸船加注碼頭和躉船加注碼頭設計。
目前液化天然氣水上加注主要有五種方式。槽車-船加注(Tank truck -to-ship bunkering),簡稱TTS,是目前采用較多的一種加注方式,具有機動性好、投資和操作成本低等優點。躉船加注(Pontoon-to-ship bunkering),簡稱PTS,液化天然氣罐設在躉船上,適合水位變化較大的內河水域。岸船加注(LNG intermediary terminal-to-ship via pipeline),簡稱TPS,可以采用固定碼頭,也可以采用浮碼頭,儲罐設在岸上通過管道系統與碼頭上的加注設施相連。一般適合于水位變化不大,具備碼頭建設條件的水域,具有實用性好、加注量大、加注快速等優點。船-船加注(Ship-to-ship bunkering),簡稱STS,通過液化天然氣加注船在碼頭、錨地或航行中給液化天然氣受注船加氣,具有加注快速、加注量大、加注靈活等優點。水上浮式設施-船加注(Floating facility-to-Ship bunkering),簡稱FTS),類似于躉船加注,但浮式設施不與岸連接。上述五種加注方式中,與碼頭建設關系密切的主要是躉船加注和岸船加注兩種方式,因此本《規范》只適用于這兩種加注方式。
二、關于加注碼頭氣源補給方式
液化天然氣運輸船的容量遠遠大于液化天然氣槽車,采用水上補給時的危險性大于陸上槽車補給,《規范》規定的加注碼頭,其安全間距和技術要求等安全標準均低于液化天然氣碼頭,且由于加注站儲罐容量較小,采用液化天然氣槽車基本上可以滿足加注站補給的需要,所以本《規范》規定岸船加注方式的加注站采用陸上補給的方式。考慮到水上補給的需求,后續我部將組織有關部門開展專門研究工作。
由于加注躉船上安裝的液化天然氣儲罐一般容量較小,采用加注船進行補給作業類似于對受注船的加注作業,因此規定對加注躉船可以由加注船來補給。
三、關于碼頭選址
內河液化天然氣加注碼頭所服務的船舶與內河其他貨類碼頭服務的船舶相比主要差異在于船舶所采用的燃料不同,而其他船舶參數如船型尺度、船舶操縱性等方面并無太大差別,因此,在選址方面的要求與內河其他貨類碼頭相比并無太大區別。需要特別注意的主要是內河加注碼頭應選在水域面積充足,方便船舶進出、安全加注的河段,不宜布置在人口密集區域等敏感區域的全年常風向及次常風向的上風側,也不宜布置在明火或散發火花地點的下風側。
四、關于總體布置
(一)作業條件
我國現行行業標準《河港工程總體設計規范》(JTJ 212-2006)沒有給出河港工程的作業條件標準,除位于湖區或河口的港口由于風區較長可能受風成浪的影響外,其他河港作業主要受水流和風的影響。因此,《規范》主要對可能受風成浪影響的液化天然氣加注碼頭的波浪作業條件給出規定。由于液化天然氣加注碼頭是通過加注臂或軟管給液化天然氣受注船加氣的,其加注作業過程與普通油氣碼頭采用裝卸臂進行裝卸作業類似,因此,《規范》參照現行行業標準《海港總體設計規范》(JTS 165-2013)中船舶裝卸作業的允許波高給出液化天然氣受注船進行加注時的允許波高。
(二)泊位布置
內河液化天然氣加注碼頭在泊位布置上與內河其他貨類碼頭相比主要區別在于對安全上的考慮。內河液化天然氣加注碼頭靠泊多類船舶,但靠泊船舶并不進行自身裝載貨物的裝卸作業,而只是進行液化天然氣加注作業,因此不宜以受注船裝載的貨物類型來定義加注碼頭危險分類。《規范》以相鄰碼頭性質確定內河液化天然氣加注碼頭和相鄰碼頭的安全間距。
考慮到以液化天然氣為燃料的船舶其液化天然氣受注口的位置可能位于船艏或船艉,而根據國外液化天然氣加注碼頭的調研資料,在加注作業期間,一般規定加注口周邊25m半徑范圍內屬安全作業區,禁止進行與加注無關的活動。因此,為安全起見,規定相鄰的內河液化天然氣加注碼頭船舶凈距不得小于25m。
五、關于工藝
內河液化天然氣加注碼頭加注的燃料是液化天然氣,因此其裝卸作業符合液化天然氣裝卸的一般原理,其常規設備配置和要求包括緊急切斷、氣體吹掃、管道流通壓力、計量、溫度和壓力檢測儀表、管道系統等與普通液化天然氣碼頭的裝卸工藝基本類似。但由于其一次裝卸量小,設備配置上有其特殊性,如船岸連接設備除常規的加注臂外,還經常采用低溫軟管。
六、關于碼頭安全設施
碼頭安全設施主要包括消防設施、通信和助航設施、電氣、報警和緊急切斷系統,其中通信和助航設施與內河普通碼頭沒有明顯區別。
(一)消防設施
結合國內普通貨物碼頭的滅火設施配備要求,并參考國外液化天然氣加注碼頭的消防設施配備情況,《規范》規定碼頭配備的消防設施僅考慮撲救碼頭自身火災的要求,不需要對靠泊的受注船舶提供消防保護。
內河液化天然氣加注碼頭操作的是易燃易爆液體,存在一定的火災危險性,配置滅火器材是必要的。小型滅火器材是控制初期火災和撲滅小型火災的最有效設備,因此規定了滅火器的選用型號及數量。
內河液化天然氣加注碼頭發生天然氣泄漏等事故時,可使用霧狀水對天然氣蒸汽云進行稀釋,以降低火災爆炸危險。在火災時可對起火點附近的重要設備噴水降溫。因此規定加注碼頭應設有消防給水系統。但位于市政消火栓保護范圍之內的加注碼頭可以不設消防給水系統。
(二)電氣、報警和緊急切斷系統
為保證發生火災時具有可靠的電源,及時報警、滅火,有效地疏散人員、控制火勢蔓延、避免爆炸,保障消防設備的供電可靠性是非常重要的,因此,《規范》規定消防用電設備應采用專用的供電回路供電。其他相關規定則主要參照現行國家標準和行業標準制定。
規范的作用和意義
本規范是在調查研究和總結國內外已建液化天然氣加注碼頭設計和運營管理經驗的基礎上,根據內河液化天然氣動力船舶水路運輸的發展趨勢,借鑒國內外相關行業的標準、資料制訂而成。本規范關于內河液化天然氣加注碼頭的有關規定是國內外液化天然氣加注碼頭成功設計經驗的總結和提煉,反映了內河液化天然氣加注碼頭設計的現有技術,能夠代表國內外當前的技術水平。
本規范內容系統、重點突出,涵蓋了新建、改建和擴建的內河液化天然氣加注碼頭的港址選擇、作業條件、總體布置、工藝設施和碼頭安全設施等內容,關鍵的條文都給出了具體參數,可操作性強,便于使用。
在本《規范》的制訂過程中,編制組通過廣泛征求國內專家和有關單位的意見,本著求真務實的原則,對相關條文做了反復討論和修改,符合我國現實情況和與相關規范的一致性,對安全、經濟地建設內河液化天然氣加注碼頭必將起到重要的現實意義。
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