Qmax型LNG船进出洋口港引航操作要点

    曹宏飞 薛孝行

    

    

    

    【摘 要】 为进一步提高Qmax型LNG船进出港安全水平，介绍江苏省洋口港航道设施和LNG接收站专用码头设计规范要求，通过分析洋口港水文气象条件及Qmax型LNG船航行和操纵特性，结合引领Qmax型LNG船进出洋口港的实践经验，从进出港航法及操船要点、靠泊操作、离泊操作等3个方面阐述Qmax型LNG船进出洋口港的引航操作要点。

    【关键词】 LNG船;洋口港;引航;靠泊

    0 引 言

    Qmax型LNG船是目前世界上载质量最大的LNG船。江苏省洋口港是江苏LNG接收站的配套港口，也是国内第一个接卸Qmax型LNG船的港口。分析洋口港LNG接收站码头和航道设施、港口水文气象条件，以及Qmax型LNG船概况，阐述Qmax型LNG船进出洋口港和靠离该港的安全作业边界条件，根据长期引航实践，提出开敞式LNG港口安全作业边界条件的改进建议，总结Qmax型LNG船引航操作技术要点。

    1 港口概况

    洋口港位于江苏省南通市如东县西太阳沙人工岛，西距小洋口港约30 km、东南距吕四港约50 km、西南距如东县城约32 km，地理坐标为32？3′N / 121？6′E。

    1.1 码头设施

    洋口港拥有一个突堤码头，位于西太阳沙人工岛的东北角，是一座LNG船专用码头，可以停靠Qmax型LNG船，属于典型的开敞式无遮蔽码头，受气象等因素影响较大。LNG码头位于烂沙洋北航道西部的深水区，码头全长430 m，轴线方位为99？7′～279？7′。码头平面采用蝶形布置方案，由1座工作平台、4个靠船墩、6个系缆墩，以及人行桥组成。码头顶面标高14.5 m，前沿设计底标高14.2 m。码头结构为墩台式，即钢管桩基础及现浇钢筋混凝土承台结构，采用人行钢桥连接码头各墩台。该码头为LNG船专用码头，可靠泊12.5万～26.6万m3舱容的LNG船。

    LNG码头设有停泊水域和掉头区。码头前沿停泊水域宽110 m，长430 m;掉头区的船舶回旋水域为椭圆形，布置在码头前方水域，其长轴为 m（相当于3倍Qmax型LNG船船长）、短轴为690 m（相当于2倍Qmax型LNG船船长）。码头前沿停泊水域和掉头区水域水深20 m。

    洋口港为LNG接收站项目配置了5艘全回转拖消两用拖船。拖船资料见表1。

    1.2 航道设施

    进出洋口港的LNG船须经过烂沙洋北航道。烂沙洋北航道位于辐射沙洲沙脊群中，是一条直线航道，航道轴线进出航向为274.5？/ 94.5埃行Э矶任？50 m，总长度为14.9 n mile。航道两侧分别设置7个浮标，由外向内进行编号，左侧单数编号为1～13号，右侧双数编号为2～14号;航道入口处还设置有一个安全水域标“YK”灯浮。烂沙洋北航道底质为细沙底，最小海图水深约 11.5 m，可满足10万吨级船舶乘潮双向通航，满足Qmax型LNG船单向乘潮通航。

    1.3 港口锚地及引航员登船点

    洋口港设有两个LNG船专用锚地。港区外锚地位于航道的东南侧，为边长1 180 m的正方形水域。锚地的4个控制点坐标为32？1′21.42"N / 121？1′47.44"E、32？1′18.82"N / 121？2′32.55"E、32？0′40.60"N / 121？2′29.48"E、32？0′43.20"N / 121？1′44.38"E。

    港区内锚地位于LNG码头东侧1 400 m处，锚地直径为1 180 m的圆形水域供停泊于LNG码头的LNG船在紧急情况下使用。锚地中心点坐标为32？2′58.75"N/121？7′17.14"E。

    引航员登船地点在洋口港区外锚地，距离洋口港口门标6 n mile。

    1.4 水文气象

    1.4.1 气象条件

    洋口港处于东亚季风区，风向有显著的季节变化。

    洋口港常年除了受季风影响外，冬季还受寒潮影响，寒潮一般在11月至翌年2月影响或途经洋口港，持续时间一般为2～3天;夏秋季节受台风影响，一般出现在7～9月份，持续时间约2～4天;春夏季受江淮气旋影响，但影响时间及风力大小比较难预测。

    1.4.2 水文条件

    （1）洋口港的潮汐类型为正规半日潮，平均落潮历时5 h 57 min;平均涨潮历时6 h 27 min，最高高潮位8.42 m，最低低潮位0.21 m，最大潮差8.08 m，最小潮差1.79 m，平均潮高3.93 m。

    （2）洋口港LNG码头港池和烂沙洋北航道内的海流受潮汐影响，属于往复流。涨潮时潮流的方向在271啊？97埃涑笔背绷鞣较蛟？7啊？11埃畲蟠蟪背绷髁魉傥？.0 m/s，最大小潮潮流流速为0.8 m/s。

    （3）洋口港是开敞式港口，受海浪影响明显。常浪向为北向，次常浪向为西北偏北向，出现频率分别为19.60%和10.52%。强浪向为北向、东北偏北向、东北向和东北偏东向，波累计频率为13%、波高大于等于1.3 m（即h13%≥1.3 m的波高）出现频率分别为0.80%、0.63%、0.20%、0.24%;h13%≥1.6 m的波高出现频率分别为0.20%、0.16%、0.12%、0.20%;平均周期T<6.0 s的出现频率为95.66%，平均周期T<7.0 s的出现频率为99.09%，平均周期T≥的仅占0.24%。受寒潮或热带气旋影响时，洋口港会出现大浪和涌浪，波浪周期长。

    2 船舶概况

    Qmax型LNG船货舱总容积为26.6万m3，采用双车双桨双舵设计。单台主机最大连续输出功率为18 940 kW，常用连续输出功率为16 099 kW;最大航速（在常用连续输出功率条件下）19.7 kn。Qmax型LNG船的主要技術参数见表2。

    3 船舶作业条件

    LNG船装载的LNG属于极度危险的货物，相关法规和标准对其安全作业规定了最低要求和强制性要求。Qmax型LNG船进出洋口港或靠离洋口港码头时须提前确定是否满足安全作业的基本要求。

    3.1 LNG码头设计规范要求

    根据《液化天然气码头设计规范》，Qmax型LNG船安全作业条件见表3。

    实践中发现，LNG船安全作业条件并不能完全满足洋口港安全作业的要求。洋口港属于开敞式港口，拖船在作业时易受涌浪影响而无法作业。因此，建议在《液化天然气码头设计规范》中增加在开敞式港口作业的特殊要求。

    3.2 富余水深要求

    为防止船舶出现搁浅等意外，船舶在静止或航行时必须保持足够的富余水深。根据《江苏海事局船舶航行富余水深管理规定》的要求，航行于沿海港口水域的船舶应根据本船船型、吃水深度、航速，以及海底（或河床）底质及淤浅等因素，保留不小于船舶吃水深度10%的富余水深，且载运危险货物时富余水深应另加0.1 m，当航速超过12 kn时富余水深再另加0.1 m。因此，满载的Qmax型LNG船在进出洋口港时在考虑船舶动态影响因素的情况下，船舶的富余水深应不小于1.4 m。

    影响富余水深的因素包括潮高、大气压变化对海平面高度的影响、船舶航行引起的船体下沉、风浪使船体产生复合运动（纵摇、横摇、垂荡）而引起船舶吃水深度的变化，以及海水密度的变化引起船舶吃水深度的变化等。船舶进出港时的航道属于受限水域，航行时船舶下沉量计算式为

    3.3 交通管制

    南通海事局对LNG船进出港过程实行交通管制，烂沙洋北航道实行单向通航，在LNG船在进出港过程中设置移动安全区，范围为本船前后各1 、左右各500 m，并安排海巡艇、渔政执法船及大功率拖船护航。

    4 船舶引航操作要点

    4.1 进出港航法及操船要点

    烂沙洋北航道全长21.9 n mile。LNG船进港时从外锚地起锚后驶往洋口港YK灯浮，航向279埃叫芯嗬？.0 n mile;从洋口港YK灯浮至洋口港2号灯浮，航向274埃叫芯嗬？.0 n mile;从洋口港2号灯浮至洋口港14号灯浮，航向274埃叫芯嗬？.7 n mile;从洋口港14号灯浮至掉头区，航向268埃叫芯嗬？.2 n mile。出港时，船舶航向与之相反。

    Qmax型LNG船乘涨潮流进入航道前，船尾应带妥1艘4 474 kW的拖船，以协助控制船速和船首向;在航道内航行时，船速应控制在12 kn左右，通过14号浮后船速应控制在6 kn左右。

    4.2 靠泊操作

    4.2.1 拖船配置

    船舶靠离码头时拖船的配置由船舶大小、风和流对船舶的作用力大小，以及涌浪的影响等因素决定。洋口港泊位前沿的流向与泊位岸线走向基本平行，船舶在平行靠泊时流对船舶法向移动影响非常小，可以忽略，因此对于Qmax型LNG船拖船的配置主要考虑风和涌浪的影响。

    4.2.2 横向风力及拖船总拖力计算

    考虑到拖船作业时拖力需预留20%～25%的安全储备，计算横向风力时所需拖船总拖力为

    靠离泊时风对船舶拖船配置的影响主要体现在为了抵抗风对船舶作用产生横向上的分力而需要配备的拖力。《液化天然气码头设计规范》中规定了最大风力为15 m/s （蒲氏7级）。根据Qmax型LNG船技术参数和式（1），计算船舶横向受风时风对船舶的作用力，具体参见表4。

    综上所述，Qmax型LNG船靠离洋口港时一般配置4艘拖船，其中2艘功率为3 728 kW，另2艘功率为4 474 kW，总的顶推力为2 744 kN，总的拖力为2 469.6 kN，能满足7级横风状态下Qmax型LNG船的安全靠离泊作业。2艘功率4 474 kW的拖船配置在船舶首尾处，2艘功率3 728 kW拖船配置在船中处。

    4.2.3 落潮流左舷靠泊

    （1）拖船配置。落潮流时船舶选择左舷顶流靠泊，拖船配置见图2。

    （2）左舷靠泊操作要点。船舶在进入泊位水域前，4号拖船位于正船尾，协助船舶控制船速和航向，1号～3号拖船处于准备状态（见图2（a））。船舶在进入泊位水域时，应注意保持適当的横距（4倍船宽左右）、控制船速在1～2 kn以内，4号拖船移至右舷船尾处，同时根据风向风力及船舶运动趋势利用拖船将船舶平行推向码头，接近码头的法向速度控制在15～20 cm/s左右（见图2（b））。船舶靠近码头约50 m左右时，1号拖船和4号拖船处于随时拖拽状态，2号拖船和3号拖船视情况顶推，横距在10 m左右时接近码头的法向速度控制在5～8 cm/s （见图2（c））。

    4.2.4 涨潮流右舷靠泊

    （1）拖船配置。涨潮流时船舶选择向右掉头后顶流右舷靠泊，拖船配置见图3。

    （2）右舷靠泊操作要点。LNG船在进入泊位水域前，4号拖船位于正船尾，协助船舶控制船速和航向，1号拖船和3号拖船位于左舷首尾，2号拖船位于右舷船首，处于准备状态（见图3（d））。当船首将要进入或者进入泊位水域时，船舶与码头保持安全横距，船速控制在2 kn以内，1号拖船顶推，2号拖船拖拽，3号拖船用于控制船尾与码头的距离和因风流原因船舶产生的漂移，4号拖船协助控制船速和掉头。当船舶掉头后进入泊位水域时，应注意保持适当的横距（4倍船宽左右）、控制船速在1～2 kn以内，2号拖船和4号拖船移至左舷处。由于船舶掉头时产生运动惯性及受流压的影响，船舶掉头后有明显的反向运动趋势，因此宜用4艘拖船将船舶平行推向码头，接近码头的法向速度控制在15～20 cm/s左右（见图3（e））。1号拖船和4号拖船适时停止顶推，放缆处于随时拖拽状态，2号拖船和3号拖船视情况顶推，接近码头的法向速度控制在5～8 cm/s（见图3（f））。

    4.3 离泊操作

    4.3.1 掉头离泊

    （1）拖船配置。LNG船左舷靠泊时需要掉头离泊。LNG船离泊后掉头时的拖船配置见图4。

    （2）掉头离泊操作要点。LNG船离泊时，通过4艘拖船将其平行拖离码头，在距离码头约100 m时作向右掉头准备（见图4（g））。船舶掉头前，将2号拖船移至左舷船首，用于顶推增加转头速率，3号拖船处于随时顶推状态。船舶掉头时，1号拖船拖拽，2号拖船顶推，3号拖船处于随时顶推状态，4号拖船控制船尾与码头的距离和因风、流原因船舶产生的漂移，船舶转向约45笆？号拖船可顶推协助其掉头。掉头后进车驶离码头（见图4（h））。

    4.3.2 直接离泊

    （1）拖船配置。LNG船右舷靠泊时无需掉头离泊，拖离码头后可直接开航，拖船配置见图5。

    （2）直接离泊操作要点。LNG船右舷靠泊时，艏向与出港航道方向基本一致。拖船将船舶平行拖离码头后可解缆离开，船舶进车驶离码头。

    5 结 语

    随着我国LNG接收站的不断兴建，国内将有更多的LNG接收站可以接靠Qmax型LNG船。采用正确的进出港航法和靠离泊操纵方法，合理使用拖船，对于确保Qmax型LNG船的引航安全十分重要。