LNG船舶事故分析及风险控制

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(上海海事大学 商船学院，上海 201306)

近年来液化天然气(LNG)船舶制造业异常活跃。截至2012年6月初，全球LNG船舶总量达372艘(总容量为532万m3)，其中10万m3以上级别的船型占总量的90%以上[1]。2011年12月，《劳氏日报》对美国及澳大利亚的LNG船舶需求量作了基本的预估。该预估显示，在未来10年内至少还需要增加90艘LNG运输船才能满足美国和澳大利亚的需求量。目前全球LNG船订单总量为83艘，现在近一半订单的船舶正处于建造中，绝大多数订单将在2013年完成交付，未来的供需市场基本能达到平衡的状态[2]。

由于LNG海洋运输带来巨大的经济效益，许多投机者蜂拥而上，随之而来会出现更多问题。有些公司为了增加效益，尽可能增加营运次数，致使无法按照规定做好LNG船舶的维修、保养工作;有些船厂为了赶交船日期，可能在制造方面出现质量问题。所以加强监督，总结事故经验，对LNG船安全营运十分重要。

1 海损事故统计及危险性分析

根据DNV以及Lloyds多年对LNG船舶事故的跟踪研究，从1964年至2010年期间，记录在案的LNG船舶事故总共约有191起，见表1。在191次事故中，有34起事故发生原因不具有典型性，比如：在建、在船坞维修、受海盗袭击、试航等，故不作为分析案例。本文仅对剩下的167起LNG船舶事故案例进行分析。

表1 LNG船舶事故汇总

迄今为止，LNG船舶累计完成近10多万次LNG装卸货作业。从表1可知，1998年前LNG船舶数目增长比较缓慢，其后由于能源消耗的增加，LNG运输贸易量不断增长，LNG船舶制造也空前发展，每年平均增加近20艘。LNG船舶数目不断增加，然而LNG船舶事故数目却未增加，因此与船舶数量相比，船舶事故的发生频率有所降低。

在167起LNG船舶事故案例中，薄膜型LNG船舶事故有61起，MOSS型LNG船舶事故有84起，其他类型的LNG船舶事故有19起，另外3起事故的船型未知[3]。各船型在事故中所占比例见图1。

图1 LNG船舶各船型在事故中所占比例

由图1可知，球型LNG船舶发生事故所占比例最大，其次为薄膜型，最低的为其他类型的LNG船舶。但如果按照船舶发生事故次数与船舶数量比来计算，其他类型LNG船舶发生事故的概率相对最高。若自1985年开始统计，球型LNG船舶发生事故所占比例大大下降，约为32.3%；而薄膜型LNG船舶发生事故所占比例大大增加，约为62.9%。

根据事故的类型不同，可将LNG船舶事故类型分为8类，见表2。

表2 LNG船舶事故分类

由表2可见，各类事故中，装备及机械失灵以及货物控制系统故障发生的次数最多，其次为装卸货事故、碰撞，而火灾、搁浅、恶劣天气等发生的概率相对较低。若按照每船年事故发生频率来算，LNG船舶发生事故的概率比其他类船舶发生事故概率要小很多[4]。虽然，LNG船舶发生事故频率较低，但若LNG船舶发生泄漏等问题，其后果严重性也远远超过其他类船舶，危险性较大。LNG船舶除在海试、建造过程中出现过人员伤亡，在船舶正常营运过程中，至今还未发生过人员伤亡事件。1964年至今，在LNG船舶航运期间仅发生过两起重大的船舶搁浅事故，其中一起事故为1979年发生在直布罗陀海峡的EI Paso Paul Kays搁浅事故，当时LNG船舶以19 kn的速度搁浅在一块突起的礁石上；另外一起为1980年LNG Taurus搁浅事故，当时其航速为12 kn。这两起事故均未发生泄漏。因LNG船舶采用双层底结构，在发生搁浅时，仅破坏了压载舱或内壳，发生一定变形，船舶整体结构及货舱围护系统均未受到破坏。

2 LNG船舶事故危险分析

LNG船舶发生事故最严重的问题就是泄漏，下面通过实例对LNG船舶发生泄漏可能引发的危险状况进行分析[5]。

2.1 火灾或爆炸

LNG船舶发生泄漏后会形成液池，并出现蒸气云团。当其与空气充分混合，达到燃烧爆炸范围(5 %～15%)时， 遇明火便会发生火灾，其扩散范围广、火焰高、辐射强、危害性极大[6]。例如1944年10月20日在美国俄亥俄州的Cleveland发生了一起特大火灾，由于LNG圆柱型贮罐失效，导致罐内所有的LNG释放出来，形成了范围极广的LNG云团。当被引燃时，大火覆盖了周围的生活区以及商业区，并导致其附近的球型储罐释放出9 400加仑的LNG，大火燃烧了20多min才渐渐减弱。此次事故导致225人受伤，128人死亡，彻底被毁面积达30英亩。如果天然气与空气的混合比达到爆炸极限(5%～15%)时，遇明火将发生爆炸，其破坏性极大。比如1979年，Cove Point LNG接收站发生了泄漏，导致LNG进入LNG输送泵的动力电缆中，其气化后又经200英尺长的地下电缆，进入变电站，楼内未安装气体探测器，当天然气与断路器接触时，发生了爆炸，致使1人死亡，1人受伤及300万美元经济损失。因此，需对LNG船舶各舱室内天然气及氧气含量加强监测，安装气体探测器，杜绝明火。

2.2 快速相变或翻滚事故

快速相变主要是由于液态LNG与周围环境进行充分热交换，液态LNG瞬间由液态变为气态，由于体积迅速膨胀，发生物理爆炸，导致过压破坏。如1973年2月10日，在美国STATEN ISLAND得克萨斯东传公司(TETC0)的一LNG贮罐，因维修时产生的电火花致使贮罐内聚脂薄膜内衬和聚亚安酯泡沫绝缘层被点燃，温度的骤升导致罐内压力迅速升高，致使贮罐顶飞出，贮罐内的37名维修人员死亡。翻滚现象是由于两层密度不同的LNG在储罐内发生剧烈的翻滚混合，导致大量气化气产生的现象[7]。当LNG储罐发生翻滚时，将会产生平时自然蒸发量10～50倍的气化气，从而导致储罐内气压骤升[8]，超过安全压力，致使安全释放阀排放，并有可能导致储罐结构以及设备损伤，造成环境污染和经济损失。如1971年8月21日，意大利La Spezia的SNAM LNG接收站发生了一起LNG翻滚事故，LNG储罐内压力骤升，导致安全泄放阀及其它排放管口持续开启。此次事故约损失2 000 t LNG，致使罐顶有轻度破坏。

2.3 低温破坏

由于LNG船舶所运输的LNG需保存在-162 ℃左右，其泄漏会损坏船体和设备，也会对工作人员生命安全构成威胁[9]。1977年在阿尔及利亚Arzew，由于LNG储罐的一个铝制阀门发生泄漏，致使1名工作人员冻死。

2.4 中毒、窒息

天然气为烃类混合物，具有一定的毒性。如果操作不慎致使液货泄漏，导致空气中甲烷含量过高，将使人失去知觉，甚至死亡[10]。2007 年4 月，北京市燃气集团所属输配分公司的2名井下检修人员在对燃气闸井进行检修时，天然气发生意外泄漏，导致窒息死亡。

3 LNG船舶的风险控制

由于LNG船舶事故引发的后果比较严重，所以加强对LNG船舶风险控制，保证LNG海上运输安全至关重要。为保证LNG船舶整个航行运输过程安全可靠，应充分认识海上运输各个环节的风险因素，并对各环节风险因素进行排除。控制LNG船舶海上运输风险，主要通过减少或避免事故发生，降低事故发生的危害程度。

3.1 不断完善法律法规，监督法规的落实状况，加强执法人员的执法力度

1)不断完善法律法规。法律法规是准绳，只有完善法律法规，才有法可依，才能做到有规矩，有方圆。

2)加强对法律法规落实状况的监督。只有保证法律法规毫无折扣地落实，才能保证LNG船舶航行的基本安全，才能将风险降低至可接受范围内，减少事故发生频率。

3)增强执法人员的执法意识和力度。法律法规的落实状况以及作用价值需要执法人员来进行维护、体现。有规矩，不遵守，法律制度便形同虚设。所以应加强执法人员执法力度，保证执法人员公正、严格地落实法律要求，杜绝执法人员徇私枉法。

3.2 保障海上运输安全及港口通航状况良好

1)严格控制LNG船舶在港口水域内的航行速度。既要保证船舶的操作灵活性，又要保证不对其他船舶的航行造成影响。

2)为LNG船舶航行划定可移动安全水域，禁止其他船舶在其安全水域内航行。

3)做好航线计划，对LNG船舶航迹进行连续监控，以保证其不偏离航道，避免发生碰撞、触礁等。

4)在恶劣天气或能见度低时，禁止LNG船舶进出港。尽量避免LNG船舶夜间进出港，并应对LNG船舶提供优先进出港的权利。

5)加派执法船舶对进出港LNG船舶的跟踪及监督，按需求加备拖轮，以便及时迅速地协助LNG船舶进出港，并保证其船头始终保持朝向出港方向。

6)严格按照LNG码头作业的规定进行操作。在操作过程中，加强各方面的监督，以保证安全作业。

3.3 提高船舶管理水平和港口的服务质量

1)做好船舶抵港前检查工作，确保船员能够认真履行自己的相关职责。

2)加强相关操作人员的素质，对涉及LNG操作的所有人员应按要求经常进行培训、考察，保证相关人员有资格进行安全操作。

3)提高引航员业务水平，加强对LNG船舶引航员的培训，以保证其对LNG船舶有充分的了解，能适任LNG船舶的特殊需要。也可专门设定一支为LNG船舶引航的队伍，以提高LNG船舶的航行安全。

4)设置较完善的事故处理预案，以便对LNG船舶突发事件进行应急处理，降低事故发生的危害程度。

3.4 完善船舶设计和系统功能的配置

1)采用特殊的建造工艺，选取良好的隔热材料，减少货物管线接头，采用整体式法兰接头。

2)完善船舶设计，按照规定采用双层底结构，保证壳板的厚度。

3)配置设备最先进、功能最完善的各类监测报警系统以及安保、消防系统。

4 结束语

从LNG船舶海损事故统计数据可见，LNG船舶数目不断增加，事故相对发生率反而下降，新造船吨位趋于标准型，LNG船舶海上运输安全性得以提高。虽然LNG船舶事故从未引发过严重后果，但若发生后果将十分严重，因此加强LNG海上运输安全十分必要。本文还对事故发生原因进行了分类，通过分类可以进一步地了解导致LNG船舶事故发生的起因，便于加以控制，降低事故发生风险。最后，本文就降低LNG船舶运输风险方面提出了几点建议，为LNG船舶海上安全运输提供借鉴。由于LNG船舶历史事故记录案例较少，不太全面，因此在事故分析研究上可能还存在一定缺陷，所以做好LNG事故的完整记录，非常必要。

[1] BOB DUDLEY.BP Statistical Review of World Energy June 2012[R].London:BP Statistical Review of World Energy,2012.

[2] 张文海.LNG船历史事故研究[J].船舶,2011,22(4):1-5.

[3] 赵志垒.对LNG船舶船岸衔接及港内航行过程的安全评估[D].大连：大连海事大学,2010.

[4] 洪汇勇,江玉国，魏伟坚,等.LNG船舶海上运输的风险分析及其控制[J].航海技术,2008(4):33-35.

[5] 杨克瑞,尹清党.LNG接收站的风险与预防措施[J].油气储运,2011,30(8):675-676.

[6] 吴宛青,张 彬.液化天然气船舶液货泄漏风险评价研究[J].中国航海,2008,31(3):276-279.

[7] 王良军,刘 扬.大型储罐内LNG翻滚机理和预防措施[J].天然气工业,2008,28(5)：97-99.

[8] 孙化栋,聂新峰.液化天然气运输中的翻滚现象及预防[J].世界海运,2007,30(2):23-24.

[9] VANEM E, ANTA õ P, ØSTVIK I.Analysing the risk of LNG carrier operations[J].Reliability Engineering and System Safety,2008(93)：1328-1344.

[10] 张 彬,吴宛青.LNG船舶重大事故后果分析研究[J].中国航海,2009(1):77-81.