長江三峽船閘正式“通氣”

本刊記者 王思佳

三峽船閘的“通氣”，標志著清潔燃料LNG在內河的推廣邁出了歷史性的一步，這對內河LNG動力船后期發展具有一定的示范性和帶動性。

為促進長江航運安全發展綠色發展，交通運輸部長江航務管理局（下稱長航局）于近日發布了《關于LNG動力船試運行通過三峽船閘相關事項的通告》，決定自2019年6月1日起，開始受理LNG動力船（LNG動力的客船和載運危險物品船舶除外）的過閘申報，并可優先于同類型船舶過閘。三峽船閘的“通氣”，標志著清潔燃料LNG在內河的推廣邁出了歷史性的一步，這對內河LNG動力船后期發展具有一定的示范性和帶動性。

疏通三峽船閘“氣堵”

液化天然氣（LNG）是世界公認的清潔、低碳、環保型能源，在環保法規日趨嚴格的當下，將LNG用作動力燃料正在受到越來越多的關注，成為通向未來“零碳”能源的過渡能源之一。在2018年，LNG動力船更是迎來發展轉折點。在這一年，大型船舶開始選用LNG燃料，例如，法國達飛輪船訂購了9艘22000 TEU的LNG動力集裝箱船；嘉年華、歌詩達等郵輪公司訂購了6艘LNG動力豪華郵輪；裕民航運計劃建造2艘32.5萬噸VLOC，船上預留LNG ready設計；淡水河谷40萬噸VLOC開始采用LNG ready設計。此外，大批LNG動力船也在這一年開始建造，例如中海油服（COSL）訂購12艘LNG平臺守護船（PSV），首艘船將于2020年交船，按計劃中海油擬再建70艘；寧波港正在建造一艘6500HP LNG動力港作拖輪；國內公務船將開始使用LNG動力等。

顯然，水運行業推廣使用LNG清潔能源是減少船舶污染物排放，推動水運綠色發展的有效手段，也是推進水運供給側結構性改革的重要內容。中國船級社（CCS）武漢規范所工業技術部（研發部）副主任吳順平表示：“LNG的經濟性、清潔性較好，船上應用技術逐漸成熟，加之我國是全球第二大LNG進口國，隨著沿海、內河LNG接收站的不斷建設和投產，我國LNG貿易物流體系將得到進一步完善，因此LNG在我國內河運輸和船上應用將擁有廣闊的發展前景。”

“十二五”以來，交通運輸部先后發布《關于推進水運行業應用液化天然氣的指導意見》《長江干線京杭運河西江航運干線液化天然氣加注碼頭布局方案(2017～2025年)》《關于推進長江經濟帶綠色航運發展的指導意見》等指導文件，在標準規范、試點示范、經濟鼓勵、科研開發等方面開展了大量工作，為我國水運行業推廣應用LNG奠定了基礎。黨的“十九大”報告提出把污染防治作為三大攻堅戰之一，對水運行業應用LNG清潔能源提出了新的更高要求。

據了解，目前我國已建成的LNG動力船約300艘，其中長江水系約200艘，約占70%，主要分布在江蘇、上海地區。其中，三峽庫區正常運行的LNG動力船2艘，在建3艘。船型覆蓋了干散貨船、集裝箱船、港作拖輪、公務船、旅游客船等多種類型。

對于內河航運來說，船舶是否能高效順利通過船閘是影響其發展前景的重要因素之一。經調研發現，在京杭運河以及西江水域船閘，LNG動力船舶正常通過船閘，與柴油機船舶基本無區別對待，并且享受優先過閘。據吳順平介紹，優先過閘政策可明顯提高運營效率。據統計,在京杭運河船閘,LNG動力船因享受優先過閘，每個月可比普通柴油機船舶多跑一個航次，多盈利20%～30%左右，經濟效率非常明顯。

此外，部分船閘考慮到LNG動力船舶尚處于試點推廣階段，為進一步確保過閘安全，針對LNG動力船舶制定了針對性的安全措施。例如，西江長洲船閘制定了《LNG動力船舶過閘管理規定（暫行）》《過閘LNG船舶泄漏事故應急預案》以及《過閘LNG船舶泄漏事故現場處置方案》，進一步加強了對LNG動力船舶過閘的安全管理及應急響應能力。

長江是橫貫我國東西的水運大動脈，貨運量位居全球內河之首，素有“黃金水道”之稱。處于黃金水道咽喉位置的世界最大船閘三峽船閘建成通航后，大大改善了重慶到宜昌600多公里川江的通航條件，使得長江航運得以快速發展。但也正因為內河航運的快速發展，使得三峽船閘提前19年達到設計通過能力，在2011年突破1億噸,2017年更是突破1.3億噸，超過設計通過能力約30%。三峽大壩船閘通過能力不足的矛盾日益凸顯，船舶待閘成為了常態。同時，也正是由于這個“世界之最”——當前世界上水頭最高（113m）、級數最多，技術最復雜、規模最大的船閘，讓政府主管部門不得不對一切通過船閘的船舶均報以謹慎處理態度。

據了解，長江上游的80%船舶需要過閘，但由于三峽船閘方面缺少LNG燃料動力船過閘的相關規定，導致上游現有船舶無法著手進行LNG動力的升級改造和新建。顯然，三峽船閘“堵氣”問題已經成為氣化長江進程中的現實屏障。據統計，2018年，三峽船閘累計通過船舶42574艘次，若10%過閘船舶采用LNG燃料，預計過閘LNG動力船需求巨大。因此，LNG燃料動力船通過三峽船閘的政策亟待突破。

在此背景下，2017年12月12日，交通運輸部副部長何建中主持召開專題會議，要求進一步對LNG燃料動力船通過三峽船閘的安全性開展研究，盡快制定LNG燃料動力船通過三峽船閘的實施方案及安全管理規定，進一步推進LNG清潔能源在長江航運的應用。

為決策提供科學支撐

2018年1月，由長航局牽頭，組織CCS、交通運輸部水運科學研究院（水科院）等單位成立了課題組，一同開展“LNG動力船通過三峽船閘安全性評估”專題研究。通過研究發現，較其他內河船閘，三峽船閘具有其鮮明特殊性：一是三峽船閘重要性和受關注程度遠高于其他船閘；二是三峽船閘為連續五級船閘，船舶過閘時間較長；三是三峽船閘壩體高度較高，不利于氣體擴散；四是三峽船閘通航船舶密度大，船閘擁堵。一方面帶來了長時間的錨地待閘，待閘船舶密集，船舶之間間距小。另一方面船舶過閘時，為提高過閘效率、充分利用閘室面積，船舶進出閘室及閘室內采取編組綁扎同時航行的方式，船舶緊靠；五是三峽是重要航運樞紐，是長江黃金水道的重要咽喉，且目前船閘通航能力嚴重不足，一旦影響船閘正常運行，將產生嚴重的經濟損失和社會影響。

因此，鑒于三峽船閘的特殊重要性，為確保過閘安全，課題組認為需要結合三峽船閘的環境特點對LNG動力船通過三峽船閘的安全性進行全面評估。按照工作安排，CCS第一時間組織調配全系統資源，成立項目組，從法規、規范、指南等技術標準方面對船舶本質安全進行了分析評估，以及從安全監管、檢查 措施、規范管理等方面對操作過程安全進行了評估。

船舶本質安全（船舶及設備）的評估。與常規燃油動力船舶相比，LNG動力船的風險主要是動力系統，一般包括燃料充裝（充裝處所）、燃料儲存（氣罐處所）、燃料供應（管系）和燃料利用（機器處所）。針對LNG低溫、易燃等特性給動力系統帶來的額外風險，國際海事組織（IMO）《使用氣體或低閃點燃料船舶國際安全規則》（IGF規則）和CCS《天然氣燃料動力船舶規范》在制定時所采用的風險控制理念是LNG動力系統的安全性、可用性和可靠性與常規燃油船舶相同，對LNG燃料加注、燃料儲存、供氣系統和機器處所等提出了相應的技術要求。在燃料儲存方面，燃料艙的布置距離舷側和船底板有一定保護距離，圍護系統設有防超壓、防泄漏等保護裝置，自由液面以下有出口的C型燃料艙采用雙層不銹鋼殼體保護，防止對人員、船舶或環境造成傷害；在供氣系統方面，要求供氣管路距離舷側不少于800mm，不應直接通過起居處所、服務處所和控制站等，穿過圍蔽處所燃料管路設置雙壁管并強制通風及可燃氣體探測裝置，供氣管路上還設有緊急切斷閥，應急情況下實現有效切斷；在機器處所方面，提出了本質安全型和ESD防護型機器處所理念，內河船舶基本采用雙壁管設計的本質安全型機艙，單一故障不會導致氣體泄漏到機器處所。經評估后認為，按照規范、法規建造的LNG動力船不改變原船舶屬性，船舶本身的風險水平與普通燃油動力船相同。

操作過程安全（操作、外部環境、船員等影響）的評估。考慮到三峽船閘的重要性和過閘環境特殊性，課題組決定按照危險源辨識、概率分析和后果模擬對LNG動力船通過三峽船閘安全性進行評估。結合長江三峽庫區標準船型和船閘實際情況，假定一閘四船（5000噸級）和一閘六船（3000噸級）兩種典型布置方案，對LNG動力船從錨地等待、航行至船閘和過閘期間3個節點進行了危險源辨識，提出在閘室內發生LNG泄漏可能存在較高風險。對LNG泄漏后的災害進行了事件樹分析，列出了危險場景的設備失效概率、引燃概率、人員存在概率、死亡概率等數據，計算出各種危險場景的個人風險值。采用三維計算流體力學軟件FLACS進行了LNG管路泄漏和安全閥起跳NG釋放的后果模擬，計算出災害發生后的波及范圍。根據《國家安全生產監督管理總局令》（40號）中風險接受衡準，按照從嚴標準認為三峽船閘屬于高敏感場所，選取3.0E-07/每年作為最大可容許風險進行評判，僅LNG管路發生25mm破孔泄漏引起火災超過了該限值。通過縮短人員撤離時間等有效措施，從60s降低到30s后，則其個人風險值可降低至1.75×10-7，達到可接受水平。根據LNG動力船通過三峽船閘的危險源識別、概率分析和事故后果模擬，綜合分析認為，LNG動力船通過三峽船閘的安全水平與常規動力船舶沒有降低，風險處于可接受水平。

應急響應保障 (事故的處理)。在按照“無禁止性限制，有區別性防范”的原則進行試運行的基礎上，CCS建議，加強對LNG氣罐、供氣系統（尤其是閥件和法蘭連接處）、安全系統和消防系統等重點部位的巡檢，及時發現并消除安全隱患，船上嚴禁任何點火源；在過閘前，對氣罐壓力進行檢查，必要時進行泄壓操作，壓力降低至安全閥設定值80%以下，可維持安全閥至少7h不起跳；為防止LNG泄漏后低溫對船體結構帶來的損傷，建議適當加大LNG管路法蘭連接處下方集液盤的容積，推薦長寬高的尺寸為1m×1m×0.5m；加強內河船員的LNG動力系統操作培訓和應急演練，提升船員安全意識和應急處置能力。

2018年10月，《LNG動力船通過三峽船閘安全性評估報告》初稿形成，經過專家咨詢會審查和評估后，會上專家一致認為該報告研究思路正確、研究方法可行，研究結論可信。之后，課題組根據專家意見進行了少許修改和完善，于11月形成了正式評估報告。評估結論認為，LNG動力船通過三峽船閘的風險水平可以接受。該安全評估報告的形成為后期制定LNG動力船通過三峽船閘工作方案提供了有力依據與支撐。

全面保障安全“通氣”

盡管評估報告認為LNG動力船通過三峽船閘的安全風險可以接受，但考慮到LNG動力船尚處于示范推廣階段，相關企業、船員、管理部門經驗不足，因此，長航局制定的工作方案中提出，對LNG動力船過閘按照“無禁止性限制，有區別性防范”的原則進行試運行。一年后根據試運行情況，積累管理經驗，完善相關管理措施及應急預案，取消LNG燃料動力船過閘限制性措施，實施LNG燃料動力船過閘通航管理，同時強化應急備勤，及時有效處置各類突發事件。吳順平表示，為了保障試運行相關工作的順利進行，同時，為未來常態化的運行提前做好安全保障，CCS基于上述原則，還從以下五個方面進行了相關內容的梳理與研究：

首先，對現有船舶進行合規驗證。驗證結果顯示，目前三峽庫區上游重慶地區有4艘LNG燃料動力船，其中兩艘可能通過三峽船閘的姐妹船均在2017年12月完成LNG動力系統更新，滿足最新版規范法規要求，另外兩艘船在支流航行不通過三峽船閘。

其次，準備安全檢查項目清單。為加強LNG動力船過閘安檢，強化LNG動力船過閘期間的監控和現場監管，確保LNG動力船過閘安全有序，CCS從安全管理角度出發，協助長航局梳理了LNG動力船通過三峽船閘前的安全檢查項目，并列出了檢查設備清單，以便LNG動力船過閘前的安全檢查順利進行。

第三，培訓方面。組織策劃LNG動力船相關技術培訓，面向內部的包括審圖、船舶和產品檢驗的驗船師，外部包括設計院、造船廠和船東公司等，做到內外結合。

第四，規范梳理與評估。CCS組織梳理了2017年LNG動力船舶規范、法規換版主要變化內容的梳理，包括《天然氣燃料動力船舶規范》2017版和《天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規則》2018版。此外，對相關技術要求進行了細化，改版后的法規覆蓋面更全，技術細節更加明確，也更科學合理。

第五，對接國際標準。CCS對IGF規則對內河船舶的適用性進行了梳理和分析，以便及時進行適應性調整。IMO IGF規則（Part A-1部分）適用于500總噸以上采用LNG為燃料的國際航行船舶，已于2017年1月1日正式生效。作為IGF規則的履約國之一，我國在2016年11月12日發布的《國際航行海船法定檢驗技術規則》2016修改通報中納入了IGF規則，明確規定使用LNG燃料的國際航行海船應執行IGF規則的要求。我國早在2013年11月15日就發布了適用于內河船舶的《內河天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規定》，2018年6月1日，我國又頒布了適用于內河船和沿海船的《天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規則》。

IMO IGF規則和CCS《天然氣燃料動力船舶規范》在制定時所采用的風險控制理念是LNG動力系統的安全性、可用性和可靠性與常規燃油船舶相同，對LNG燃料加注、燃料儲存、供氣系統和機器處所等提出了相應的技術要求，我國LNG動力船舶規范法規的安全水平與IMO IGF規則安全水平一致，按規范法規建造的LNG動力船不改變原船舶屬性。

因此，在總體遵循IGF規則的安全理念和防護要求的原則下，針對我國內河通航環境、船舶尺度、設備配備等方面與海船存在的差異，在保證安全水平相同前提下，CCS《天然氣燃料動力船舶規范》和交通運輸部海事局《天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規則》在部分條款上對內河船作了適當調整，主要包括以下方面：LNG燃料艙布置；燃料艙壓力釋放閥最大允許調定值；透氣管出口高度及安全距離；水霧系統覆蓋范圍；燃料艙液位計型式等。

除此以外，IGF規則的其它要求（材料、LNG加注、氣體燃料供應、用氣設備、防爆、通風、電氣設備、控制、監測和安全系統等）對于遠洋船和內河船同等適用。

至此，我國對LNG燃料在船上的應用已有相對成熟的控制措施，這為未來LNG在作為船舶燃料的推廣奠定了良好基礎。