LNG燃料动力船舶过闸安全管理对策研究

王帆+卢俊+刘小波
摘 要:2013年,交通运输部出台了《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》,明确提出了在水运行业推广应用LNG的总体要求、主要任务和保障措施,从政策层面为推广应用LNG清洁能源指明了方向和任务。在内河航运推广应用LNG燃料动力必然涉及过闸安全性和安全管理等方面的问题,本文在分析总结LNG燃料动力船舶过闸安全性的基础上,侧重从过闸安全管理方面提出LNG燃料动力船舶过闸对策措施及相关建议。
关键词:LNG燃料动力船舶;过闸安全管理;对策研究
中图分类号:U641 文献标识码:A 文章编号:1006—7973(2018)3-0022-04
液化天然气(LNG)作为新一代船舶燃料,与柴油相比具有独特优势:燃料费用低,尾气污染小等,这些优势使其成为具有广阔前景的新型船舶燃料。同时,LNG作为船舶动力燃料拥有良好的经济性和环保性,沿江各省市已逐步开展在水运行业应用LNG试点示范工作,加快LNG燃料在运输船舶和港区车辆与机械设备上的应用,逐步形成LNG燃料配送及加注等配套支撑系统。随着长江沿线许多LNG卫星站、调峰站和码头相继投产营运,LNG燃料动力船舶数量将会持续增长。LNG燃料本身具有低温、易燃等特殊属性,因此LNG燃料动力船舶在营运过程中的安全问题显得非常重要。
船闸作为畅通江河水网、提高航道等级的通航建筑物被广泛使用。截至2015年,我国现有船闸856座,正常使用的有596座,主要分布于长江干流、京杭运河、西江干线、嘉陵江、汉江及湘江等流域。LNG水上产业链的逐步完善将进一步推动内河LNG燃料动力船的发展。目前水运行业LNG燃料动力船舶推广应用比较缓慢,促进LNG燃料动力船舶持续健康发展的体制制度和配套设施亟待完善,特别是对LNG燃料动力船过闸的安全认知和管理措施各方认识不一,相关规范标准存在分歧等,因此,LNG燃料动力船过闸安全管理成为亟待研究的现实问题。
1 船闸设施结构特点
我国现有船闸数量众多,类型丰富,其中尤以三峡船闸最具代表性。本文以三峡船闸为例,对船闸设施结构特点作简要介绍。
1.1 规模尺寸
三峡船闸为两线5级船闸,设计总水头113m,最大通航流量56700m3/s,两线船闸中心线相距94m。每线船闸主体段由6个闸首和5个闸室组成,闸室平面有效尺寸为280m×34m(长×宽),槛上最小水深5m,级间最大输水水头45.2m。除三峡船闸是5级连续船闸外,葛洲坝船闸和京杭运河、广西西江等河流上的船闸型式、尺寸规模基本与三峡船闸相似。
1.2 主要设施设备
三峡船闸每线自上游至下游依次布置有第1闸首事故检修闸门、叠梁门及桥式启闭机、第1至第6各闸首人字闸门及液压启闭机。第6闸首共用1套浮式检修闸门。输水廊道依次布置有进水口拦污栅、各级闸室输水廊道工作阀门及液压启闭机、上下游检修闸门、第6闸首辅助泄水廊道工作阀门及启闭机和上游检修闸门,以及操作控制上述各种闸阀门和启闭机械的电气设备。各级闸室均布置有浮式系船柱,在第2、3闸首布置有人字闸门的防撞警戒装置。
1.3 设计运行情况
根据长江三峡水利枢纽初步设计报告预测,2000年三峡船闸单向下水货运量预计为1550万t,2030年设计单向下水货运量为5000万t。2011年,三峡双线船闸过闸运量已突破1億吨大关,提前19年达到设计通过能力。两线船闸在正常情况下采取单向连续过闸的运行方式,当一线船闸检修时,另一线采用单向连续过闸,定时换向的运行方式。
1.4 三峡船闸区域航道
三峡通航管理局管辖航道范围为庙河至中水门,全长约59公里。辖区河段为大型山区河流,河道弯曲,水流湍急。航道内的自然水深、航宽及弯曲半径均能满足船舶全年安全通航。自三峡坝上成库后,大坝以上航道通航环境有了根本改变,水深富足、航道展宽、水流平缓,航行条件非常好。
三峡船闸航道:三峡船闸航道位于长江左侧,上起太平溪,下至鹰子咀,全长12.7公里,设计最大通航流量为56700立方米/秒。双线五级船闸上、下游引航道的布置和尺度设计,以及隔流堤的布置、断面设计和构造设计,满足工程隔流、防淤、冲沙功能要求;同时布置有导航墙和靠船墩等助航设施,满足通航要求;上、下游引航道人工岩质边坡开挖范围及坡高均不大,坡比较缓,稳定性较好;人工回填边坡坡比较缓,有现浇混凝土板护坡,满足稳定性要求。
2 LNG燃料动力船舶过闸安全性
2.1 LNG燃料动力自身安全性
目前,在长江和珠江水系等主要内河航道上,LNG燃料动力气罐绝大部分是按照中国船级社发布的《天然气燃料动力船舶规范》(2017)最新规范要求建造的,均采用双层不锈钢真空储气罐,管系、阀件、液位计和各种监测装置都采用冷箱封装,避免了BOG气体的泄漏,安全性得到了很大提升;同时气罐布置在船舶上层甲板的尾部,并与船尾、舷侧和船底留有足够的安全间距,可以极大避免船舶碰撞、搁浅导致气罐严重受损;安全阀透气出口与步行甲板、起居室开口、烟囱等位置保持有一定安全间距,从而避免了可燃气体发生火灾的风险。总的来说,《天然气燃料动力船舶规范》(2017)等最新规范要求基本可以保证LNG燃料动力在复杂条件下船舶航行的安全性。
2.2 船舶过闸安全性
2.2.1过闸船舶吨级
根据三峡通航统计数据资料,2016年通过三峡船闸的船舶额定载重吨统计见表1。由表1和图1可以看出,目前通过三峡船闸的船舶大型化明显,3000t级及以上船舶占比达65%,全国内河船舶虽然大型化程度并不完全一致,但总趋势基本相似的。
2.2.2过闸船舶尺度
(1)船长分布。2014年汛期通过三峡船闸的船舶船长分布情况如下。 2014年汛期通过三峡船闸的船舶船长主要在70~110m间,其他船长尺度船舶较少。
(2)船宽分布。2014年汛期通过三峡船闸的船舶船宽分布分布情况如下。汛期通过三峡船闸的船舶船宽主要在10~20 m间,其他船宽尺度的船舶较少。
近年来,内河船舶大型化、船型标准化推进力度很大,推广的效果也很好。长江,京杭运河、西江等全国主要内河上,单壳船舶已基本退出市场,小、散、杂船舶也逐步淘汰出局。从整体上看,船舶大型化和船型标准化有力推动了船舶自身的航行安全,也为绿色环保新能源的推广应用奠定了坚实的基础。
2.2.3过闸安全性
2010年,我国内河LNG燃料动力船舶试点运行以来,长江中下游、京杭运河、西江运河等内河LNG燃料动力船舶建造运营情况总体良好。截至2017年底,有50多艘船舶常年运营,还有近80多艘船舶正在建造,准备投入运行。到目前为止,没有发生一起LNG燃料动力船舶水上交通事故险情,过闸(三峡枢纽河段船闸截至目前无LNG燃料动力船舶过闸记录)期间无交通事故险情发生,过闸安全性良好。
3 过闸安全管理
船闸是航道上的重要通航建筑物,其安全性直接影响水路运输的安全畅通,三峡船闸更是国家反恐防范和安保重点部位,其安全运行关系到国民经济的健康有序发展,关系到长江航运安全畅通有序,三峡船闸仅为两线船闸,一旦发生安全事故,极有可能发生碍断航事件,造成严重经济损失和重大政治影响,且LNG燃料动力船舶在内河的应用尚属新生事物, LNG燃料动力船舶过闸安全管理,需要引起地方各级政府、主管部门及船闸运行单位高度重视,应从安全管理制度、企业主体责任、工作机制、监督管理职责等方面健全和完善。
3.1建立健全安全管理制度
(1)完善过闸安全监管规定。进一步完善《内河液化天然气燃料动力船舶安全监督管理规定》,在已经出台的法规、规范、规范性文件的基础上,研究制定LNG燃料动力船舶过闸安全管理措施,逐步完善配套法规体系。
(2)建立过闸安全管理制度。各地船闸运行管理部门为过闸安全管理责任单位,应组织开展LNG燃料动力船舶过闸安全风险、应急处置能力和救援联动机制评估和研究,结合当地实际情况研究制定LNG燃料动力船舶待闸及过闸运行组织管理制度或办法,保障船闸设施、过闸船舶自身安全和船闸工作人员、船员的人身安全。
3.2 严格落实企业主体责任
(1)加强企业安全管理。从事LNG燃料动力船舶过闸运输的航运企业要进一步完善船舶过闸操作规程和安全值守制度,组织制定针对LNG泄漏、火灾等突发事件应急预案,建立完善安全责任制;强化船员过闸安全操作技能和应急处置培训,定期组织开展专项应急演练;鼓励航运企业建设并运用CCTV、AIS等系统平台,对LNG燃料动力船舶实施动态监控,纠正船舶违规行为,有效处置船舶突发事件。
(2)强化船舶安全责任。过闸LNG燃料动力船舶应当符合国家有关法规、规范及技术标准,严格遵守过闸船舶报告相关规定,向船闸运行管理部门如实申报船舶动力燃料类型。LNG燃料动力船舶待闸、过闸期间,要加强船舶LNG储罐及供气系统等重点部位巡查,及时发现并消除安全隐患;禁止任何明火作业及有可能影响船舶安全的设备检修。过闸期间,船长、轮机长应亲自操作,其他人员应按照职责到岗到位并加强安全值守,一旦发生LNG泄漏、火灾事故,应立即启动应急预案,并向船闸运行管理等部门报告。
(3)強化船员管理。在LNG燃料动力船舶上任职的船员,应当按照《内河液化天然气燃料动力船舶安全监督管理规定》的要求取得相应的培训证明,熟练掌握LNG动力设备安全操作、日常检查、检修维护等基本知识。对拟通过三峡船闸、葛洲坝船闸LNG燃料动力船舶的船员要实施身份核查。
3.3建立健全协调工作机制
(1)完善通航管理协调机制。坚持船闸运行管理部门牵头,水利、公安消防、电力管理等部门及社会力量与市场机制广泛参与的通航管理协调机制,协调解决LNG燃料动力船舶过闸涉及的船闸运行、水库调度、消防灭火、安全保卫、应急救援等工作。
(2)建立过闸安全联动机制。建立健全由船闸运行管理部门牵头,海事、航道、公安等有关单位参与形成的联动机制,全面协调LNG燃料动力船舶过闸安全航行、航道养护、水上治安和突发事件应急处置等工作。
(3)建立应急救援协调机制。按照突发事件应急处置“属地为主”的原则,构建地方政府统一领导、政府相关部门和航运管理部门各司其职、快速反应、团结协作、防救结合的水上应急工作格局。建立健全公安消防和船闸运行管理部门应急救援联动机制,全力做好LNG燃料动力船舶过闸期间发生LNG泄漏、火灾等救援工作。
3.4 全面加强监督管理职责
(1)强化源头管控。各级交通运输管理部门、海事管理机构、公安机关、港口行政管理部门要认真履行航运企业的安全生产属地管理责任,加强过闸LNG燃料动力船舶的源头管理,督促船舶整改安全隐患;船检机构要严格执行过闸LNG燃料动力船舶的建造和营运检验,严防船舶“带病”航行。
(2)强化水上安全监管。各级海事管理机构、船闸运行管理部门要严格执行过闸LNG燃料动力船舶安全监督检查规定,加强待闸锚地日常安全巡查,督促船舶加强安全值守,严格落实各项安全措施。严厉打击过闸船舶谎报瞒报、超载运输、非法夹带、冒险航行、违章操作等违法违规行为,维护良好过闸通航秩序。三峡通航管理机构要严格按照有关规定对拟通过三峡船闸、葛洲坝船闸的LNG燃料动力船舶实施过闸安全检查。
(3)加强调度管理。船闸运行管理部门要进一步优化过闸船舶调度组织,充分利用VTS、AIS、CCTV等设施,对LNG燃料动力船舶通过闸室实施全过程安全监控。强化待闸锚地的规划建设和管理,合理指泊LNG燃料动力船舶。在LNG水上推广应用阶段,有条件的地区可研究制定实施LNG燃料动力船舶优先过闸及费用减免等优惠政策。
(4)加强治安消防监督。各级交通运输主管部门应加强与当地公安机关的沟通联系,推动加强LNG燃料动力船舶治安巡逻和安全保卫工作;加强船闸河段(包括引航道、闸室)船舶、水上设施、码头等的消防监督检查,确保各类消防设施处于良好状态;研究建立LNG燃料动力船舶过闸监护工作机制,制定相关管理措施,强化船舶过闸期间的现场监护。
3.5 着力提升应急救援水平
(1)加强应急能力建设。船闸运行管理部门应针对LNG燃料动力船舶的特点,完善LNG火灾消防设施建设;加强船闸对LNG事故特别是泄漏、火灾事故的应急处置能力建设。可通过专业力量和社会力量相结合以及购买社会服务等方式提高应急保障能力。
(2)完善应急预案。船闸运行管理部门针对LNG燃料动力船舶过闸期间的LNG泄漏、火灾等风险,组织编制应急预案并结合实际情况及时更新完善,不断提高预案的科学性和可操作性。
(3)强化培训和演练。船闸运行管理部门和从事LNG燃料动力船船过闸运输的航运企业应结合船闸应急管理的实际,加强应急培训和演练,不断提升应急救助实际操作能力和水平。
4 推广应用对策
4.1 提高思想认识
随着近年来水运行业应用LNG试点示范工作的持续推进,行业对LNG有了更深入了解,对其安全性的认识也逐步回归科学和理性。但在实际执行层面,相关部门的疑虑仍然未能完全打消,认识还不够统一,特别是“8·12”之后,各地进一步加强在用地、岸线、加注站审批、运营管理等方面的安全监管,对新事物推进普遍持谨慎态度,积极性不高。因此各相关管理部门应加强对LNG动力的认识,在确保安全的前提下,大力推广LNG清洁能源的应用。
4.2 加强规划引领
目前,全国内河LNG加注网络不健全,各地在LNG加注站的选址、岸线、用地、运营监管上对政策的把握不统一,LNG加注站的建设审批程序不明确;LNG加注站建造成本高、投资回收期长等原因,导致沿江LNG加注站点建设滞后,船舶加气困难,影响推广。建议有關管理部门加强加注站布局规划,加大加注站建设力度,同时深入研究LNG动力船舶总量远景规划,抓紧制定完善LNG燃料动力船舶过闸规章制度。
4.3 加强船员培训
在LNG燃料动力船舶上任职的船员,应当按照《内河液化天然气燃料动力船舶安全监督管理规定》的要求进行相应的培训,并考试合格后方可上岗,但是目前LNG动力船船员严重短缺,培训费用较高,培训机构不足等,不能适应LNG动力船的发展。同时由于LNG动力船船员工资收入与普通船舶船员相差不大,大部分船员因此不愿意应聘LNG动力船船员岗位。建议有关部门出台降低LNG动力船船员减免培训费用、鼓励内河船员到LNG动力船上任职等相关政策。
4.4 加大政策补贴
目前LNG燃料动力船舶正处于推广应用的关键时期,能源结构调整力度深度变革,船舶节能减排刚性约束不断加强,需要通过精准有力的补贴政策支持LNG燃料动力船舶进入市场、拓展市场,形成适度的市场占有率,保障绿色航运顺利推进,率先书写美丽中国的航运篇章。
参考文献:
[1]交通运输部综合规划司. 2015年公路水路交通运输行业发展统计公报[N].
[2]交通运输部长江航务管理局.2014-2016年长江航运发展报告[N].
[3]吴顺平,范红军,罗肖峰,徐建勇.内河LNG燃料船透气管出口高度评估研究[J].船舶工程,2016.
[4]中国船级社.天然气燃料动力船舶规范(2017).