日本液化天然氣(LNG)鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展現(xiàn)狀及啟示

姚振坤

(中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司 貨運(yùn)部，北京 100844)

日本一直是液化天然氣(LNG)進(jìn)口第一大國(guó)，2018年進(jìn)口量8 280萬(wàn)t。日本LNG約70%用于發(fā)電，30%為城市生活用氣，近年來(lái)鋼廠等工業(yè)用氣占比也在逐漸增加。日本進(jìn)口LNG多采用LNG船海上運(yùn)輸至沿海接收站的方式。以LNG作為燃料的發(fā)電廠多建在沿海地區(qū)，進(jìn)口LNG多在氣化后通過(guò)天然氣管道運(yùn)輸至發(fā)電廠，少量LNG通過(guò)鐵路或公路運(yùn)輸。日本通過(guò)多年的LNG鐵路運(yùn)輸，運(yùn)輸裝備生產(chǎn)和應(yīng)用市場(chǎng)已日趨成熟[1]。借鑒日本LNG鐵路運(yùn)輸經(jīng)驗(yàn)，對(duì)研究我國(guó)LNG鐵路運(yùn)輸具有啟示和參考作用。

1 日本LNG鐵路運(yùn)輸概況

1987年日本國(guó)鐵改革后，原日本國(guó)鐵的貨運(yùn)職能由日本貨物鐵道株式會(huì)社 (JR貨物) 承擔(dān)。JR貨物是日本惟一的全國(guó)性鐵路貨運(yùn)企業(yè)[2]，承擔(dān)日本LNG鐵路運(yùn)輸任務(wù)，主要提供鐵路裝卸場(chǎng)站、運(yùn)輸線路、鐵路貨車(chē)和列車(chē)牽引服務(wù)等。大阪燃?xì)庵晔綍?huì)社最早于2000年11月9日開(kāi)始新瀉至金澤段LNG鐵路運(yùn)輸。到2008年，日本已在新瀉至金澤等8個(gè)區(qū)段進(jìn)行LNG鐵路運(yùn)輸。日本鐵路運(yùn)輸主要使用罐式集裝箱(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“罐式箱”)，LNG從接收站用罐式箱加注，通過(guò)汽車(chē)運(yùn)至鐵路車(chē)站，再通過(guò)鐵路運(yùn)輸至到站。日本LNG鐵路運(yùn)輸與其他高壓氣體運(yùn)輸一樣，執(zhí)行《高壓氣體安全法》《消防法》等安全法規(guī)[3]。

1.1 載運(yùn)工具

日本以罐式箱作為L(zhǎng)NG鐵路運(yùn)輸?shù)妮d運(yùn)工具，罐式箱采用雙層絕熱罐體，并用鋼結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，滿足鐵路運(yùn)輸震動(dòng)和沖擊的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求。罐式箱尺寸分為20 ft，30 ft和50 ft 3種規(guī)格，分別可以裝運(yùn)5.6 t，10.5 t和13.5 t LNG[4]；主要以30 ft罐式箱為主，一輛鐵路平板車(chē)可裝載2個(gè)30 ft罐式箱[3]。罐式箱由運(yùn)輸企業(yè)委托具有LNG裝載設(shè)備設(shè)計(jì)制造資質(zhì)的廠家研制，并經(jīng)日本高壓氣體保安協(xié)會(huì)(KHK，日本通產(chǎn)省設(shè)立的以防止高壓氣體事故為目的的非贏利性技術(shù)團(tuán)體)審核通過(guò)后使用。

以日本石油輸送株式會(huì)社(JOT)的30 ft LNG罐式箱為例，30 ft LNG罐式箱主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 30 ft LNG罐式箱主要技術(shù)參數(shù)Tab.1 Major technical parameters of LNG tank container 30 ft

JOT的30 ft LNG罐式箱采用框架+雙層絕熱罐體結(jié)構(gòu)，由于運(yùn)輸里程較短，運(yùn)輸時(shí)間一般只有3 ～ 4 d，該罐式箱設(shè)計(jì)維持時(shí)間約7 ～ 8 d，夏天高溫時(shí)(36 ～ 37℃)時(shí)維持時(shí)間只有3 ～ 4 d。為減少安全閥起跳或人工泄壓排放時(shí)危險(xiǎn)性，設(shè)置在罐式箱頂部的放散口設(shè)計(jì)帶有頂蓋。閥門(mén)箱設(shè)置在罐式箱端部，內(nèi)設(shè)機(jī)械壓力表等安全附件。

此外，在LNG罐式箱每側(cè)各配置一個(gè)消防滅火器。罐式箱一側(cè)配置應(yīng)急救援箱，箱內(nèi)放置應(yīng)急處置方式、應(yīng)急救援備品和應(yīng)急聯(lián)系方式等。

1.2 鐵路運(yùn)輸組織

按照日本國(guó)土交通省頒布的《關(guān)于規(guī)定鐵路技術(shù)基準(zhǔn)的省令》相關(guān)規(guī)定，“裝載危險(xiǎn)品的車(chē)輛與旅客列車(chē)進(jìn)行混編時(shí)，要與旅客車(chē)廂間隔3輛以上；相對(duì)動(dòng)力機(jī)車(chē)要間隔1個(gè)以上的空車(chē)或裝載除火藥等危險(xiǎn)貨物外的貨車(chē)”要求，裝載LNG罐式箱的車(chē)輛與機(jī)車(chē)之間應(yīng)至少隔離1輛貨車(chē)。

日本LNG鐵路運(yùn)輸無(wú)押運(yùn)，LNG罐式箱加注后，閥門(mén)箱施封，可以通過(guò)閥門(mén)箱的玻璃窗口查看罐內(nèi)壓力等參數(shù)。當(dāng)裝載30 ft LNG罐式箱時(shí)，每節(jié)鐵路貨車(chē)可裝載2個(gè)罐式箱，罐式箱按同一順向裝載。鐵路貨場(chǎng)內(nèi)裝卸作業(yè)安全和物流配送管理由物流企業(yè)(如日本石油輸送株式會(huì)社)負(fù)責(zé)。LNG罐式箱壓力表由物流企業(yè)汽運(yùn)司機(jī)負(fù)責(zé)檢查，并在與鐵路車(chē)站交接時(shí)進(jìn)行簽認(rèn)。

1.3 場(chǎng)站設(shè)施設(shè)備

LNG罐式箱堆存使用專(zhuān)用堆場(chǎng)，不與其他貨物混合堆存。LNG罐式箱裝卸設(shè)備采用通用的集裝箱裝卸設(shè)備，起重能力不少于24 t。LNG罐式箱裝卸車(chē)作業(yè)使用正面吊裝卸作業(yè)，調(diào)研的車(chē)站沒(méi)有配置門(mén)式起重機(jī)。

1.4 運(yùn)輸安全風(fēng)險(xiǎn)

日本鐵路多為電氣化線路，運(yùn)輸安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)主要包括電氣化鐵路條件下和隧道條件下運(yùn)輸。在電氣化線路下進(jìn)行裝卸作業(yè)前，要先將接觸網(wǎng)停電。電氣化線路運(yùn)行時(shí)無(wú)特殊要求。隧道條件下運(yùn)輸是LNG鐵路運(yùn)輸重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，JR貨運(yùn)公司內(nèi)部規(guī)定“隧道長(zhǎng)度超過(guò)23 km，不得運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物”，當(dāng)有其他徑路可以不經(jīng)過(guò)隧道運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物時(shí)，JR貨運(yùn)公司選擇不經(jīng)過(guò)隧道的徑路。

據(jù)調(diào)研，日本自2000年開(kāi)始LNG鐵路運(yùn)輸至今，一共出現(xiàn)過(guò)2起安全隱患，一起是因罐式箱閥件焊縫開(kāi)裂，影響罐式箱真空性，引起安全閥副閥起跳；另一起是裝卸時(shí)罐式箱傾斜著被吊裝到拖車(chē)上。

1.5 應(yīng)急救援

LNG鐵路運(yùn)輸應(yīng)急救援由日本高壓氣體保安協(xié)會(huì)認(rèn)定的具備相應(yīng)專(zhuān)業(yè)能力的單位承擔(dān)。發(fā)生事故時(shí)，由就近的專(zhuān)業(yè)救援單位和消防單位趕赴現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)運(yùn)輸工具上配置的“黃卡”(相當(dāng)于應(yīng)急手冊(cè)，內(nèi)容包括應(yīng)急救援措施、聯(lián)系方式等)開(kāi)展救援工作。

以日本石油資源開(kāi)發(fā)株式會(huì)社(JAPEX)為例，該公司既是能源生產(chǎn)和運(yùn)輸單位，也是日本高壓氣體保安協(xié)會(huì)認(rèn)定的專(zhuān)業(yè)救援單位。JAPEX托運(yùn)的LNG罐式箱途中發(fā)生事故時(shí)，就近由專(zhuān)業(yè)救援單位進(jìn)行處理；其他公司托運(yùn)的LNG罐式箱運(yùn)行至JAPEX應(yīng)急救援管段時(shí)，由JAPEX進(jìn)行專(zhuān)業(yè)救援。

JAPEX等企業(yè)負(fù)責(zé)對(duì)專(zhuān)業(yè)救援單位進(jìn)行免費(fèi)培訓(xùn)和配置防護(hù)服等應(yīng)急救援配備。

2 對(duì)我國(guó)LNG鐵路運(yùn)輸發(fā)展的啟示

（1）罐式箱質(zhì)量是確保LNG鐵路運(yùn)輸安全的關(guān)鍵。日本LNG罐式箱鐵路運(yùn)輸從罐式箱結(jié)構(gòu)形式、罐式箱制造資質(zhì)和質(zhì)量認(rèn)定、罐內(nèi)壓力等關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定和檢查等方面提出的要求，體現(xiàn)了罐式箱質(zhì)量的重要性。我國(guó)開(kāi)展LNG運(yùn)輸應(yīng)重點(diǎn)研究確定LNG罐式箱技術(shù)，充分考慮我國(guó)運(yùn)輸徑路長(zhǎng)、運(yùn)輸周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，以及多式聯(lián)運(yùn)的需求，提出能夠滿足運(yùn)輸需求的維持時(shí)間、充裝量等重要指標(biāo)。同時(shí)開(kāi)展針對(duì)鐵路運(yùn)輸專(zhuān)用LNG罐式箱必要的沖擊、倒摔及碰撞等安全性能試驗(yàn)[5]。

（2）研究電氣化區(qū)段運(yùn)輸安全風(fēng)險(xiǎn)控制措施。我國(guó)前期曾在青藏線格拉段非電氣化區(qū)段組織過(guò)LNG罐式箱的鐵路運(yùn)輸試驗(yàn)[6]，如果在電氣化區(qū)段開(kāi)展運(yùn)輸，應(yīng)重點(diǎn)考慮安全閥排氣孔(管)放散口位置和角度，確保在安全閥起跳的情況下，排出的天然氣不會(huì)影響接觸網(wǎng)，也不會(huì)對(duì)鄰近車(chē)輛、人員等造成危害。

（3）探索應(yīng)用在途監(jiān)控。日本LNG罐式箱有壓力表等附件，需要人工現(xiàn)場(chǎng)檢查，無(wú)法做到實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控，而利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究實(shí)現(xiàn)在途狀態(tài)監(jiān)控，可以實(shí)時(shí)對(duì)罐內(nèi)介質(zhì)的壓力、溫度、液位等進(jìn)行監(jiān)測(cè)[7]，對(duì)異常狀況進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警，由以往的事后發(fā)現(xiàn)再進(jìn)行被動(dòng)應(yīng)急處置，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)時(shí)監(jiān)控、事前判斷，提前主動(dòng)防控。

（4）建立專(zhuān)業(yè)應(yīng)急救援機(jī)制。LNG具有易燃、易爆、深冷等特性，發(fā)生事故需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行救援，日本對(duì)LNG鐵路運(yùn)輸應(yīng)急救援由日本高壓氣體保安協(xié)會(huì)認(rèn)定的具備相應(yīng)專(zhuān)業(yè)能力的單位承擔(dān)，我國(guó)也可以組織成立專(zhuān)業(yè)的救援隊(duì)伍或由托運(yùn)人負(fù)責(zé)應(yīng)急處置工作，同時(shí)在罐式箱上增加應(yīng)急器材箱，隨箱附帶應(yīng)急處置備品、托運(yùn)人救援聯(lián)系電話等，提高現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急救援的快捷性和便利性。

3 結(jié)束語(yǔ)

日本LNG鐵路運(yùn)輸已近20年，是世界上LNG鐵路運(yùn)輸較成功的案例。日本在LNG鐵路罐式箱設(shè)計(jì)制造、鐵路運(yùn)輸組織、場(chǎng)站設(shè)施設(shè)備、運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)管理和應(yīng)急救援等方面已經(jīng)形成較為完善的體系，從而確保了LNG鐵路運(yùn)輸安全高效。我國(guó)LNG鐵路運(yùn)輸尚處空白，借鑒日本成功經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)LNG鐵路運(yùn)輸應(yīng)重點(diǎn)研究LNG罐式箱技術(shù)，探討適合我國(guó)的LNG鐵路運(yùn)輸組織方式、安全風(fēng)險(xiǎn)控制和應(yīng)急處置方式，健全相關(guān)法規(guī)、規(guī)范、監(jiān)管機(jī)制，規(guī)范行業(yè)發(fā)展[8]。日本LNG運(yùn)輸經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國(guó)研究LNG鐵路運(yùn)輸具有借鑒和參考作用。