Qmax型LNG船進(jìn)出洋口港引航操作要點(diǎn)

曹宏飛 薛孝行

【摘 要】 為進(jìn)一步提高Qmax型LNG船進(jìn)出港安全水平，介紹江蘇省洋口港航道設(shè)施和LNG接收站專用碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范要求，通過分析洋口港水文氣象條件及Qmax型LNG船航行和操縱特性，結(jié)合引領(lǐng)Qmax型LNG船進(jìn)出洋口港的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從進(jìn)出港航法及操船要點(diǎn)、靠泊操作、離泊操作等3個(gè)方面闡述Qmax型LNG船進(jìn)出洋口港的引航操作要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】 LNG船;洋口港;引航;靠泊

0 引 言

Qmax型LNG船是目前世界上載質(zhì)量最大的LNG船。江蘇省洋口港是江蘇LNG接收站的配套港口，也是國內(nèi)第一個(gè)接卸Qmax型LNG船的港口。分析洋口港LNG接收站碼頭和航道設(shè)施、港口水文氣象條件，以及Qmax型LNG船概況，闡述Qmax型LNG船進(jìn)出洋口港和靠離該港的安全作業(yè)邊界條件，根據(jù)長期引航實(shí)踐，提出開敞式LNG港口安全作業(yè)邊界條件的改進(jìn)建議，總結(jié)Qmax型LNG船引航操作技術(shù)要點(diǎn)。

1 港口概況

洋口港位于江蘇省南通市如東縣西太陽沙人工島，西距小洋口港約30 km、東南距呂四港約50 km、西南距如東縣城約32 km，地理坐標(biāo)為32？3′N / 121？6′E。

1.1 碼頭設(shè)施

洋口港擁有一個(gè)突堤碼頭，位于西太陽沙人工島的東北角，是一座LNG船專用碼頭，可以停靠Qmax型LNG船，屬于典型的開敞式無遮蔽碼頭，受氣象等因素影響較大。LNG碼頭位于爛沙洋北航道西部的深水區(qū)，碼頭全長430 m，軸線方位為99？7′～279？7′。碼頭平面采用蝶形布置方案，由1座工作平臺、4個(gè)靠船墩、6個(gè)系纜墩，以及人行橋組成。碼頭頂面標(biāo)高14.5 m，前沿設(shè)計(jì)底標(biāo)高14.2 m。碼頭結(jié)構(gòu)為墩臺式，即鋼管樁基礎(chǔ)及現(xiàn)澆鋼筋混凝土承臺結(jié)構(gòu)，采用人行鋼橋連接碼頭各墩臺。該碼頭為LNG船專用碼頭，可靠泊12.5萬～26.6萬m3艙容的LNG船。

LNG碼頭設(shè)有停泊水域和掉頭區(qū)。碼頭前沿停泊水域?qū)?10 m，長430 m;掉頭區(qū)的船舶回旋水域?yàn)闄E圓形，布置在碼頭前方水域，其長軸為 m（相當(dāng)于3倍Qmax型LNG船船長）、短軸為690 m（相當(dāng)于2倍Qmax型LNG船船長）。碼頭前沿停泊水域和掉頭區(qū)水域水深20 m。

洋口港為LNG接收站項(xiàng)目配置了5艘全回轉(zhuǎn)拖消兩用拖船。拖船資料見表1。

1.2 航道設(shè)施

進(jìn)出洋口港的LNG船須經(jīng)過爛沙洋北航道。爛沙洋北航道位于輻射沙洲沙脊群中，是一條直線航道，航道軸線進(jìn)出航向?yàn)?74.5？/ 94.5埃行Э磯任？50 m，總長度為14.9 n mile。航道兩側(cè)分別設(shè)置7個(gè)浮標(biāo)，由外向內(nèi)進(jìn)行編號，左側(cè)單數(shù)編號為1～13號，右側(cè)雙數(shù)編號為2～14號;航道入口處還設(shè)置有一個(gè)安全水域標(biāo)“YK”燈浮。爛沙洋北航道底質(zhì)為細(xì)沙底，最小海圖水深約 11.5 m，可滿足10萬噸級船舶乘潮雙向通航，滿足Qmax型LNG船單向乘潮通航。

1.3 港口錨地及引航員登船點(diǎn)

洋口港設(shè)有兩個(gè)LNG船專用錨地。港區(qū)外錨地位于航道的東南側(cè)，為邊長1 180 m的正方形水域。錨地的4個(gè)控制點(diǎn)坐標(biāo)為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。

港區(qū)內(nèi)錨地位于LNG碼頭東側(cè)1 400 m處，錨地直徑為1 180 m的圓形水域供停泊于LNG碼頭的LNG船在緊急情況下使用。錨地中心點(diǎn)坐標(biāo)為32？2′58.75"N/121？7′17.14"E。

引航員登船地點(diǎn)在洋口港區(qū)外錨地，距離洋口港口門標(biāo)6 n mile。

1.4 水文氣象

1.4.1 氣象條件

洋口港處于東亞季風(fēng)區(qū)，風(fēng)向有顯著的季節(jié)變化。

洋口港常年除了受季風(fēng)影響外，冬季還受寒潮影響，寒潮一般在11月至翌年2月影響或途經(jīng)洋口港，持續(xù)時(shí)間一般為2～3天;夏秋季節(jié)受臺風(fēng)影響，一般出現(xiàn)在7～9月份，持續(xù)時(shí)間約2～4天;春夏季受江淮氣旋影響，但影響時(shí)間及風(fēng)力大小比較難預(yù)測。

1.4.2 水文條件

（1）洋口港的潮汐類型為正規(guī)半日潮，平均落潮歷時(shí)5 h 57 min;平均漲潮歷時(shí)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碼頭港池和爛沙洋北航道內(nèi)的海流受潮汐影響，屬于往復(fù)流。漲潮時(shí)潮流的方向在271啊？97埃涑筆背繃鞣較蛟？7啊？11埃畬蟠蟪背繃髁魎儻？.0 m/s，最大小潮潮流流速為0.8 m/s。

（3）洋口港是開敞式港口，受海浪影響明顯。常浪向?yàn)楸毕颍纬＠讼驗(yàn)槲鞅逼毕颍霈F(xiàn)頻率分別為19.60%和10.52%。強(qiáng)浪向?yàn)楸毕颉|北偏北向、東北向和東北偏東向，波累計(jì)頻率為13%、波高大于等于1.3 m（即h13%≥1.3 m的波高）出現(xiàn)頻率分別為0.80%、0.63%、0.20%、0.24%;h13%≥1.6 m的波高出現(xiàn)頻率分別為0.20%、0.16%、0.12%、0.20%;平均周期T<6.0 s的出現(xiàn)頻率為95.66%，平均周期T<7.0 s的出現(xiàn)頻率為99.09%，平均周期T≥的僅占0.24%。受寒潮或熱帶氣旋影響時(shí)，洋口港會出現(xiàn)大浪和涌浪，波浪周期長。

2 船舶概況

Qmax型LNG船貨艙總?cè)莘e為26.6萬m3，采用雙車雙槳雙舵設(shè)計(jì)。單臺主機(jī)最大連續(xù)輸出功率為18 940 kW，常用連續(xù)輸出功率為16 099 kW;最大航速（在常用連續(xù)輸出功率條件下）19.7 kn。Qmax型LNG船的主要技術(shù)參數(shù)見表2。

3 船舶作業(yè)條件

LNG船裝載的LNG屬于極度危險(xiǎn)的貨物，相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)對其安全作業(yè)規(guī)定了最低要求和強(qiáng)制性要求。Qmax型LNG船進(jìn)出洋口港或靠離洋口港碼頭時(shí)須提前確定是否滿足安全作業(yè)的基本要求。

3.1 LNG碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范要求

根據(jù)《液化天然氣碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范》，Qmax型LNG船安全作業(yè)條件見表3。

實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，LNG船安全作業(yè)條件并不能完全滿足洋口港安全作業(yè)的要求。洋口港屬于開敞式港口，拖船在作業(yè)時(shí)易受涌浪影響而無法作業(yè)。因此，建議在《液化天然氣碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范》中增加在開敞式港口作業(yè)的特殊要求。

3.2 富余水深要求

為防止船舶出現(xiàn)擱淺等意外，船舶在靜止或航行時(shí)必須保持足夠的富余水深。根據(jù)《江蘇海事局船舶航行富余水深管理規(guī)定》的要求，航行于沿海港口水域的船舶應(yīng)根據(jù)本船船型、吃水深度、航速，以及海底（或河床）底質(zhì)及淤淺等因素，保留不小于船舶吃水深度10%的富余水深，且載運(yùn)危險(xiǎn)貨物時(shí)富余水深應(yīng)另加0.1 m，當(dāng)航速超過12 kn時(shí)富余水深再另加0.1 m。因此，滿載的Qmax型LNG船在進(jìn)出洋口港時(shí)在考慮船舶動態(tài)影響因素的情況下，船舶的富余水深應(yīng)不小于1.4 m。

影響富余水深的因素包括潮高、大氣壓變化對海平面高度的影響、船舶航行引起的船體下沉、風(fēng)浪使船體產(chǎn)生復(fù)合運(yùn)動（縱搖、橫搖、垂蕩）而引起船舶吃水深度的變化，以及海水密度的變化引起船舶吃水深度的變化等。船舶進(jìn)出港時(shí)的航道屬于受限水域，航行時(shí)船舶下沉量計(jì)算式為

3.3 交通管制

南通海事局對LNG船進(jìn)出港過程實(shí)行交通管制，爛沙洋北航道實(shí)行單向通航，在LNG船在進(jìn)出港過程中設(shè)置移動安全區(qū)，范圍為本船前后各1 、左右各500 m，并安排海巡艇、漁政執(zhí)法船及大功率拖船護(hù)航。

4 船舶引航操作要點(diǎn)

4.1 進(jìn)出港航法及操船要點(diǎn)

爛沙洋北航道全長21.9 n mile。LNG船進(jìn)港時(shí)從外錨地起錨后駛往洋口港YK燈浮，航向279埃叫芯嗬？.0 n mile;從洋口港YK燈浮至洋口港2號燈浮，航向274埃叫芯嗬？.0 n mile;從洋口港2號燈浮至洋口港14號燈浮，航向274埃叫芯嗬？.7 n mile;從洋口港14號燈浮至掉頭區(qū)，航向268埃叫芯嗬？.2 n mile。出港時(shí)，船舶航向與之相反。

Qmax型LNG船乘漲潮流進(jìn)入航道前，船尾應(yīng)帶妥1艘4 474 kW的拖船，以協(xié)助控制船速和船首向;在航道內(nèi)航行時(shí)，船速應(yīng)控制在12 kn左右，通過14號浮后船速應(yīng)控制在6 kn左右。

4.2 靠泊操作

4.2.1 拖船配置

船舶靠離碼頭時(shí)拖船的配置由船舶大小、風(fēng)和流對船舶的作用力大小，以及涌浪的影響等因素決定。洋口港泊位前沿的流向與泊位岸線走向基本平行，船舶在平行靠泊時(shí)流對船舶法向移動影響非常小，可以忽略，因此對于Qmax型LNG船拖船的配置主要考慮風(fēng)和涌浪的影響。

4.2.2 橫向風(fēng)力及拖船總拖力計(jì)算

考慮到拖船作業(yè)時(shí)拖力需預(yù)留20%～25%的安全儲備，計(jì)算橫向風(fēng)力時(shí)所需拖船總拖力為

靠離泊時(shí)風(fēng)對船舶拖船配置的影響主要體現(xiàn)在為了抵抗風(fēng)對船舶作用產(chǎn)生橫向上的分力而需要配備的拖力。《液化天然氣碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定了最大風(fēng)力為15 m/s （蒲氏7級）。根據(jù)Qmax型LNG船技術(shù)參數(shù)和式（1），計(jì)算船舶橫向受風(fēng)時(shí)風(fēng)對船舶的作用力，具體參見表4。

綜上所述，Qmax型LNG船靠離洋口港時(shí)一般配置4艘拖船，其中2艘功率為3 728 kW，另2艘功率為4 474 kW，總的頂推力為2 744 kN，總的拖力為2 469.6 kN，能滿足7級橫風(fēng)狀態(tài)下Qmax型LNG船的安全靠離泊作業(yè)。2艘功率4 474 kW的拖船配置在船舶首尾處，2艘功率3 728 kW拖船配置在船中處。

4.2.3 落潮流左舷靠泊

（1）拖船配置。落潮流時(shí)船舶選擇左舷頂流靠泊，拖船配置見圖2。

（2）左舷靠泊操作要點(diǎn)。船舶在進(jìn)入泊位水域前，4號拖船位于正船尾，協(xié)助船舶控制船速和航向，1號～3號拖船處于準(zhǔn)備狀態(tài)（見圖2（a））。船舶在進(jìn)入泊位水域時(shí)，應(yīng)注意保持適當(dāng)?shù)臋M距（4倍船寬左右）、控制船速在1～2 kn以內(nèi)，4號拖船移至右舷船尾處，同時(shí)根據(jù)風(fēng)向風(fēng)力及船舶運(yùn)動趨勢利用拖船將船舶平行推向碼頭，接近碼頭的法向速度控制在15～20 cm/s左右（見圖2（b））。船舶靠近碼頭約50 m左右時(shí)，1號拖船和4號拖船處于隨時(shí)拖拽狀態(tài)，2號拖船和3號拖船視情況頂推，橫距在10 m左右時(shí)接近碼頭的法向速度控制在5～8 cm/s （見圖2（c））。

4.2.4 漲潮流右舷靠泊

（1）拖船配置。漲潮流時(shí)船舶選擇向右掉頭后頂流右舷靠泊，拖船配置見圖3。

（2）右舷靠泊操作要點(diǎn)。LNG船在進(jìn)入泊位水域前，4號拖船位于正船尾，協(xié)助船舶控制船速和航向，1號拖船和3號拖船位于左舷首尾，2號拖船位于右舷船首，處于準(zhǔn)備狀態(tài)（見圖3（d））。當(dāng)船首將要進(jìn)入或者進(jìn)入泊位水域時(shí)，船舶與碼頭保持安全橫距，船速控制在2 kn以內(nèi)，1號拖船頂推，2號拖船拖拽，3號拖船用于控制船尾與碼頭的距離和因風(fēng)流原因船舶產(chǎn)生的漂移，4號拖船協(xié)助控制船速和掉頭。當(dāng)船舶掉頭后進(jìn)入泊位水域時(shí)，應(yīng)注意保持適當(dāng)?shù)臋M距（4倍船寬左右）、控制船速在1～2 kn以內(nèi)，2號拖船和4號拖船移至左舷處。由于船舶掉頭時(shí)產(chǎn)生運(yùn)動慣性及受流壓的影響，船舶掉頭后有明顯的反向運(yùn)動趨勢，因此宜用4艘拖船將船舶平行推向碼頭，接近碼頭的法向速度控制在15～20 cm/s左右（見圖3（e））。1號拖船和4號拖船適時(shí)停止頂推，放纜處于隨時(shí)拖拽狀態(tài)，2號拖船和3號拖船視情況頂推，接近碼頭的法向速度控制在5～8 cm/s（見圖3（f））。

4.3 離泊操作

4.3.1 掉頭離泊

（1）拖船配置。LNG船左舷靠泊時(shí)需要掉頭離泊。LNG船離泊后掉頭時(shí)的拖船配置見圖4。

（2）掉頭離泊操作要點(diǎn)。LNG船離泊時(shí)，通過4艘拖船將其平行拖離碼頭，在距離碼頭約100 m時(shí)作向右掉頭準(zhǔn)備（見圖4（g））。船舶掉頭前，將2號拖船移至左舷船首，用于頂推增加轉(zhuǎn)頭速率，3號拖船處于隨時(shí)頂推狀態(tài)。船舶掉頭時(shí)，1號拖船拖拽，2號拖船頂推，3號拖船處于隨時(shí)頂推狀態(tài)，4號拖船控制船尾與碼頭的距離和因風(fēng)、流原因船舶產(chǎn)生的漂移，船舶轉(zhuǎn)向約45笆？號拖船可頂推協(xié)助其掉頭。掉頭后進(jìn)車駛離碼頭（見圖4（h））。

4.3.2 直接離泊

（1）拖船配置。LNG船右舷靠泊時(shí)無需掉頭離泊，拖離碼頭后可直接開航，拖船配置見圖5。

（2）直接離泊操作要點(diǎn)。LNG船右舷靠泊時(shí)，艏向與出港航道方向基本一致。拖船將船舶平行拖離碼頭后可解纜離開，船舶進(jìn)車駛離碼頭。

5 結(jié) 語

隨著我國LNG接收站的不斷興建，國內(nèi)將有更多的LNG接收站可以接靠Qmax型LNG船。采用正確的進(jìn)出港航法和靠離泊操縱方法，合理使用拖船，對于確保Qmax型LNG船的引航安全十分重要。