加注是LNG燃料水上供應鏈上的（de）關鍵環節（jiē），也是推廣使用LNG作（zuò）為船用燃料須首先解決的問題。LNG水上加注為新事物，僅能從歐洲十多年的（de）應用中獲取少量使用經驗。
總體來看，國際上（shàng）的LNG水上加注設（shè）施研究和建設正處於起步階段，國際標（biāo）準化組織（zhī）（ISO）的TC67/WG10-LNG船用燃料加注工作組、IMOIGF工作組等都在同步進行LNG水上加注的研究（jiū）工作。在歐洲，歐（ōu）盟（méng）委員會（EC）於2013年1月通過了“清潔燃料戰略（cleanfuelstrategy）”，提出“歐盟（méng）船用LNG綜合框架行動方案”，計（jì）劃至2014年底，歐盟委員會與歐盟海事（shì）局（EMSA）聯（lián）合提出一整套關於（yú）LNG水（shuǐ）上供應、加注和使用的綜合性規範、標準和指南。至2020年（nián）1月，所有跨歐交通網工程（TEN-T）的核心港口必須建成LNG加（jiā）注設施，提供LNG加注服務。
我國自（zì）2010年開展將LNG作為（wéi）船用燃料試點工程以（yǐ）來，中國海事局、國家（jiā）能源局、中國船級社（CCS）等各方積極推動LNG水（shuǐ）上加注規範和標準的製定，為未來LNG加注躉船、加注船、岸站等的設計（jì）和（hé）建造奠定了基礎。
技（jì）術發展概況
目前,LNG燃料水上加注方式總體上（shàng）可分為如下三類（如圖1）：
圖1 LNG燃料（liào）水上加注的三種（zhǒng）方式
1、船-船加注（Ship-to-shipbunkering，簡（jiǎn）稱STS）,STS在碼頭、錨地、航行（háng）中均可進行，STS也包括加（jiā）注躉船對船加注、海上浮式加注設（shè）施對船加注；
2、槽車-船加注（Tanktruck-to-shipbunkering，簡（jiǎn）稱TTS)；
3、岸站（zhàn）-船加注（LNGintermediaryterminal-to-shipviapipeline，簡稱TPS),TPS也可結合躉船使用，LNG儲罐位於岸（àn）上，躉船的作用是適應水位（wèi）高差（chà）。
在以上三種方案中，目前（qián）應（yīng）用最廣的（de）是TTS。北歐大（dà）部分LNG燃料船（chuán）采用此種方式加注（zhù），槽車通過LNG小型中轉站裝車，將LNG燃料運往加注地點（diǎn）給（gěi）LNG動力船實施加注（zhù），挪威（wēi）已建成小型LNG中（zhōng）轉站40餘個，圖2為挪威Arsvagen渡口的槽車加注作業。我國LNG雙燃（rán）料（liào）試點（diǎn）船加注也（yě）采（cǎi）用TTS形式。
TPS在挪威已有應用，圖3為挪威Halhjem的岸上加（jiā）注站，儲罐容量為2×500m3，為控製風險，儲罐和加（jiā）注站（zhàn）之間留有一定安全距離，之間的LNG管線埋於地下。
圖2 挪威Arsvagen渡口的（de）LNG槽車加注（zhù）
圖3 挪威Halhjem的岸上加（jiā）注（zhù）站（zhàn）（容量1000m3）
圖（tú）4 2013年在Viking Line投入運營的LNG加注船
圖5 荷蘭鹿特丹港一加注躉船概念設計
對於STS，2013年初，世界（jiè）首艘LNG加注船在VikingLine投入運營，該船由（yóu）瑞典的CryoAB公司（sī）建造，儲罐采用真空絕熱罐（guàn），容量為180m3。另有FKAB、川崎、TGE、Rolls-Royce、瓦錫蘭等公司也正在著手設計LNG加注（zhù）船（或（huò）LNG加注/運（yùn）輸兩用船）。
對（duì）於內河和港口，加注躉船也是一種合適的（de）加注方案。在歐洲，已有LNG加注躉船的方案設計。圖5為荷蘭鹿特丹港一（yī）加注躉船的概念設計，船長60m，寬16.5m，其采（cǎi）用的是移動式儲罐（可吊離躉船）。鹿特丹港提（tí）出，加注躉船（chuán）的容量可分三個階段發展，第一階段在250m3以內（nèi），第二階段在750m3以內，第三階（jiē）段達到1500m3。在我國長江水係，目前（qián）正在設計（jì）建造容量為100～500m3的LNG加注躉船。
表1列舉了上述（shù）各種加注（zhù）方案的優缺點，表2列舉了各種船舶的適用方案。
水上LNG燃料（liào）加注工作原理
可行的LNG加注解決方案的設計取決於對安全性（xìng）、可操（cāo）作性、經濟性三者的平（píng）衡（héng）。圖6為一典型水上LNG加注係統（tǒng）。該係統的工作原理為（wéi）：用泵（bèng）將LNG通過加注軟管（或加注臂）泵送到接收（shōu）方（fāng）儲罐中。在軟管的兩端（duān）都裝有緊急切斷閥（ESD），如（rú）果發生泄漏或操作異常，ESD可自動或手動關閉，為防止（zhǐ）過壓，ESD的響應時間在30s左右。當ESD關閉時，為（wéi）防止壓（yā）力振蕩，儲罐配備有自循（xún）環係統（tǒng）進行（háng）降溫和降壓。為防止加注方與接收方之間過（guò）大的相對運動，在軟管上裝有緊急脫離裝置（ERC）。加注軟管兩端（duān）采用幹式快速接頭（DryDisconnectCouplings，DDC）以（yǐ）防止泄（xiè）漏。在加注之（zhī）前，加注（zhù）軟管需（xū）要用LNG的蒸發氣進行吹掃（sǎo）和預冷，加注（zhù）之後，軟管中的LNG要排幹（gàn），然後用氮氣吹掃（sǎo）加注軟管和回氣管。
圖6 簡化LNG加注係統圖
LNG水上加注的風險識別
以下（xià）以STS加注方案為例，來分析水上加注設（shè）施潛（qián）在的風險和風險控製措施。LNG水上加注的風險識別見（jiàn）表（biǎo）3。
風險控（kòng）製措施
1、船舶布置
要根據LNG泄漏（lòu）後果（如低溫（wēn）損（sǔn）傷（shāng）和火災損傷），製定加注作業（yè）處、控製室、生活區、儲罐（guàn）區之（zhī）間的安全距離，以及采取適當的保護措施（集液盤、水幕（mù）保護等）。為防止大量（liàng）LNG泄漏後的蒸氣雲聚集而發生蒸氣雲（yún）爆炸，應使儲罐區的布置不影響低溫重氣擴散。
2、儲罐（guàn）的冗餘保護
對於加注船或加注躉船，其（qí）合理容積在200～1000m3，此時，C型獨立液艙是最合適的（de）LNG圍（wéi）護係統。IGC規則認為C型獨立液艙不需次屏壁保（bǎo）護。對於加注船，儲罐一般位於圍壁或半圍壁（bì）艙室內，雙層舷側結（jié）構可提（tí）供對（duì）儲罐的保護。對於加（jiā）注躉船，儲罐一般設置在甲板（bǎn）上，為了減小儲罐遭遇碰撞以及泄漏的風險，需要（yào）規（guī）定出儲罐（guàn）距離舷側的距離（lí），以及附（fù）加措施（如設置儲罐圍堰）。
3、加注連接
圖7 挪威Agotnes CCB加注（zhù）站的軟管連接
圖8 TGE設計的加注臂（bì）
加注過程中（zhōng），加注方與（yǔ）被加注方的連（lián）接至關重要。可采用軟管連接（圖7）或（huò）加注臂連接（圖8）。目前，有廠商生產LNG加注軟管，管徑尺寸為1英寸～16英寸，包括單層管（guǎn）和真空絕熱型管兩種形式；國內已有LNG加注臂生產能力。加注連接技術要（yào）點有：
●加注接頭（tóu）尺寸應標準化；
●加注速（sù）度的確定要合理（根據技術和市場的發展，躉船加注速度可達100～150m3/h，加注船（chuán）速（sù）度有望達到400～1000m3/h）；
●軟管和加注臂的操作程序要（yào）合理；
●需要應用幹式（shì）快速接頭（DDC）、緊急脫離係統（ERC）技術等先進技術。
4、防止泄漏導致（zhì）船體低溫損傷
圖9 移動（dòng）式不（bú）鏽鋼集液盤
圖10 水幕保（bǎo）護船體（tǐ）結構
自1964年至今的LNG事故記錄，與閥門或管路泄（xiè）漏有關的事故幾（jǐ）率高達約70%。所以，應對閥門管路泄漏風險的控製予以高度重視，具體措施（shī）包括：在相應位置設置不鏽鋼集液盤（如圖（tú）9），以防低溫液體損傷船體結構；為防止加注軟管的泄漏對船體造成低溫損傷，可采用如圖10所示的水幕保護係統對（duì）軟管經過的船體進行防護。
5、儀表設置（zhì）和監控
加注係統要合理設置儀表，並能在控製（zhì）室進行監控。為了防止儲罐卸貨時過充，要設置適用的液位測量（liàng）裝置，並（bìng）要有備（bèi）份；為了控製接收（shōu）罐和加注（zhù）罐的溫差以及防止翻滾，要設（shè）置（zhì）足夠數量（liàng）的溫度測量裝置；為了檢測儲罐及管路的壓力，應設置壓力監測裝置。
6、儲罐的降（jiàng）溫降壓（yā）措施
C型液罐本身有（yǒu）一定的耐壓能力，可滿足一定的維持時間要求。但為了控（kòng）製溫室氣體（tǐ）甲烷的直接（jiē）排放，儲罐應具備自降壓的功能。可通過設計LNG自循環係（xì）統，達到（dào）降溫降壓的目的。另可配備BOG罐，並有相應的BOG處理措施（shī）。
7、操作規程和人員（yuán）培訓
科學合理的操作規程和人員培訓是確保LNG水上加注安全的重要因素，應（yīng）製定LNG加注操作（zuò）規程，根據不同加注階段製定出詳細的檢查表（biǎo）（checklist），要對人員進行（háng）嚴格的（de）理論和操作培訓。
在總結以（yǐ）上技術發（fā）展和關鍵問題的基礎上（shàng），建議在實施（shī）LNG加注項目時，應在以下方麵開展工作：
（1）建立（lì）LNG加（jiā）注設施的風險評估模型（包括蒸氣雲擴散、池火、低溫損傷等評估（gū）模型），用於LNG泄漏後果的定量分析；
（2）建立加注意外事故（gù）的分類統計數據庫，為未來（lái）技術改進做儲備；
（3）協調我國陸上和水上LNG安全水平；
（4）開展加注連接中幹式快速接頭（DDC）係統、緊急脫離（ERC）係統的應用研（yán）究；
（5）製定LNG加注人員培訓體係；
（6）研究減少甲烷排放量（甚至零排放）的（de）措施。
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