内河LNG燃料动力船航行安全风险控制研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

我国是一个能源消耗大国，随着我国经济实力的不断提高，能源结构和环境污染问题日益呈现出来。为响应国家可持续发展战略，节能减排的号召逐渐深入人心。2011年1月，国务院正式颁布《关于加快长江等内河水运发展的意见》，将内河水运发展上升为国家战略，提出了我国内河水运的发展目标，明确要求利用10年左右时间，建成畅通、高效、平安、绿色的现代化内河水运体系。作为重要的交通运输工具，船舶广泛分布于我国各大河流、湖泊中。我国内河船舶目前仍面临着燃料能耗高、污染日益严重的困境，而lng凭借其经济性与环保性，目前已成为各国未来水运行业绿色可持续发展首选的清洁燃料。所以发展lng燃料动力船舶对于我国内河航运的节能减排具有十分重要的意义。

我国lng燃料动力船舶的研究和推广使用紧跟世界潮流，2010年8月，我国内河首艘lng-柴油双燃料动力船“武轮拖302号”成功试航，实现了中国内河lng燃料动力船舶“零”的突破；2013年12月，中海油珠海船舶服务有限公司投资建造的两艘全新lng双燃料港用拖轮“海洋石油521、海洋石油522”交付投产使用，开启了我国海上lng双燃料动力船专门设计、建造的新历程。截至2013年11月，交通运输部海事局已审批118艘lng双燃料船改造项目、2艘新造项目。

作为推进lng燃料动力船舶发展的重要前提，lng燃料动力船舶的安全保障是需要首先解决的重要问题。由于液化天然气(lng)的主要成份是可压缩、易燃气体甲烷，其可能产生燃烧、爆炸、冻伤、窒息等事故危害，将其作为船舶燃料，其所存在的安全风险仍然是需要解决的首要问题。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究目标

LNG凭借其经济性和环保性，目前已成为各国未来水运行业首选的清洁燃料。同时因为LNG的燃爆和低温特性，使LNG燃料动力船的安全风险也有别于传统船舶。本研究项目从保障LNG在内河船舶应用的安全性出发，通过对于LNG理化特性、内河LNG燃料动力船船舶布置特点、典型航段（闸坝区、桥群区、山区急流航段等）的风险特点等，针对LNG燃料动力船内河航行安全风险进行研究，并结合可接受风险程度，提出相应的航行安全风险控制对策及建议。

2.2 研究主要内容

本研究主要有以下几项基本内容

（1） LNG的理化特性

查阅资料，了解LNG的物理和化学特性，分析其燃爆和低温特性可能对船舶和船员带来的安全风险。LNG—液化天然气的主要成份是甲烷，是一种可压缩、易燃的气体，具有无色无味、无毒、无腐蚀等特性。液化天然气运输是在低温(约-163 ℃) 条件下以专用船舶进行的，属于危险品运输。

（2） 内河LNG燃料动力船船舶布置特点

ü LNG燃料动力船布置一般规定

ü 处所位置和分隔

气罐处所及气罐连接处所，充装站，机器处所，气体压缩机室和气泵室，含有气体设备的其他处所

ü 出入口和通道

ü 气闸

（3） LNG动力船安全风险分析

ü LNG燃料储存的风险

有别于传统油料，LNG需以一162℃的深冷状态储存在专用储罐中。而天然气本身具有易燃、易爆及室息的特性，深冷状态的LNG泄漏还会对船体结构产生冷脆破坏，泄漏接触常温达到一定数量时还将产生快速相变，汽化体积急剧膨胀为原来的600倍。另外，由于目前对船舶LNG泄漏、火灾等事故尚无有效地救助处置手段，一旦发生严重事故其控制、救助的成功几率非常小，这种因素使得LNG燃料动力船舶发生事故的严重后果变得更难以接受。

ü LNG燃料加注作业的风险

作为一种船舶燃料，LNG无可避免地要面临频繁加注作业的问题。LNG加注是燃料以液态深冷形式从加注站(或加注船舶、加注趸船)向船舶储罐的转移过程，其直接面临着深冷及蒸汽控制的问题，必须严格遵循系统检查、船岸(船)沟通、管系预冷、惰化、扫吹、加注、管系后扫吹、后惰化等作业流程，稍有不慎造成LNG泄漏都可能是灾难性的后果。

ü LNG燃料使船舶操纵性能变差的风险

目前国内改造的LNG燃料动力船舶均采用LNG一柴油混合燃烧方式，由此给船舶操纵性能带来的直接影响就是，船舶倒车、低速航行、高速航行及机动航行性能变差。

ü 船员误操作的风险

LNG动力船需要更加专业谨慎的操作和细致频繁的巡检来确保储罐中LNG的温度、压力的稳定及相关管系的有效密封。这些额外的操作对船员提出了更高的要求，尤其对于综合素质相对偏低的内河船员而言，这些方面都有可能出现误操作。

（4） 典型航段（闸坝区、桥群区、山区急流航段等）的风险特点

分析LNG动力船在典型航段（闸坝区、桥群区等）所面临的主要风险特点，提出相应的风险控制措施。

（5） 航行安全风险控制对策及建议

ü 制定严格的作业规程

保障LNG燃料动力船舶安全运行的一个重要方面是制定严格的操作规程，对船舶燃料加注、油气切换、轮机操作及维护等的流程和标准进行明确，每艘船舶应结合自身实际状况对此作进一步细化，以达到规范船员行为、避免误操作的目的。

ü 加强LNG动力船航行安全监管

健全内河LNG动力船相关法规规范，加强对内河LNG燃料动力船的航行监管，减少其发生碰撞、搁浅等事故的可能性。

ü 加强LNG动力船日常管理

船员是船舶运行安全最重要的保障，LNG船舶有别于传统船舶，需要船员加强船舶操作、设备维护保养、应急处置等，从而减少船舶发生危险的可能性。

2.3 技术方案及措施

研究主要综合运用文献研究法、统计分析、定量分析、定性分析、对比研究、专家咨询等方法来开展。研究初期，将采用文献研究法和统计分析法对LNG理化特性、LNG动力船风险因素进行研究，对各种风险控制与监管措施进行对比分析。随后总结LNG动力船面临的主要问题，并进行分析。然后结合已发生的LNG船舶安全事故，定量定性地的分析影响LNG燃料动力船安全的要素，主要包括LNG泄露、火灾、爆炸等。最后，结合国际上和国内的法律法规并咨询专家，对内河LNG燃料动力船规范的建设，内河航行管理控制和船员培训提出行之有效的对策及建议。

技术路线图如下所示：

路线图请参考附件

3. 研究计划与安排

（1）2016.1.8-2016.1.13 论文选题；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 中国船级社.天然气燃料动力船规范.2013

[2] 陈家旺.柴油-lng内河散货船风险识别研究.中国海事,2013(2)

[3] 黄勇. lng燃料动力内河船舶时代的到来