IMDG 是一部關(guān)于包裝危險(xiǎn)貨物或固體散裝危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)膹?qiáng)制性國(guó)際規(guī)則，其涉及貨物分類、包裝、托運(yùn)程序及運(yùn)輸作業(yè)等相關(guān)規(guī)定。通過梳理，涉及 LNG 罐箱運(yùn)輸?shù)囊笕绫?2 所示。

表 2 中 ：2.1 類表示為易燃?xì)怏w;E0 代表不準(zhǔn)免除 ;P203、T75 和 TP5 是罐箱的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和試驗(yàn)要求 ;D 類代表僅限于艙面積載并需要避開生活居住處所。其中，D 類積載要求不允許 LNG罐箱艙內(nèi)積載，是限制普通集裝箱運(yùn)輸船整船運(yùn)輸LNG 的關(guān)鍵性要求。

3.2 安全系固

由于 LNG 罐箱較重，通常 40 m3的 LNG 罐箱重約 30 t，已達(dá)上限。并且，由于 LNG 罐箱的充裝率小于 90%，在自由液面晃蕩的作用下會(huì)產(chǎn)生額外的晃蕩載荷，故 LNG 罐箱多層積載對(duì)相關(guān)構(gòu)件強(qiáng)度要求較高。此外，普通集裝箱船在運(yùn)輸過程中存在掉箱，因此相關(guān)方面對(duì) LNG 罐箱通過集裝箱船大規(guī)模運(yùn)輸也存在顧慮。

3.3 行業(yè)限制

目前，LNG 罐箱整船運(yùn)輸還屬于新型事物，對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)還不夠透徹，前期小規(guī)模的試點(diǎn)應(yīng)用尚難以凸顯其經(jīng)濟(jì)性。從起步到形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益還需要政府的政策支持，規(guī)劃和引導(dǎo)中小型企業(yè)以協(xié)會(huì)或集團(tuán)的形式與上游的天然氣生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行談判協(xié)商，落實(shí)氣源的進(jìn)口渠道。

同時(shí)，船舶行業(yè)本身是一個(gè)較為保守的行業(yè)，對(duì)新型事物和技術(shù)的接納需要一個(gè)漸進(jìn)的認(rèn)識(shí)過程，并需要有成功的先例來(lái)佐證。

4 解決措施

上述三個(gè)限制條件的關(guān)鍵在于第一個(gè)(即IMDG 規(guī)則)不允許 LNG 罐箱艙內(nèi)積載的限制。該限制條件源自國(guó)際強(qiáng)制性規(guī)則，在各國(guó)的法律法規(guī)及行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)均有體現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的LNG 罐箱整船運(yùn)輸，必須首先突破 IMDG 的限制要求。深入分析發(fā)現(xiàn)，該限制條件的目的在于防止可燃?xì)怏w在圍蔽空間內(nèi)的積聚，并進(jìn)一步形成可燃環(huán)境，從而導(dǎo)致火災(zāi)爆炸的發(fā)生。

因此針對(duì)上述問題，其解決方法主要有以下幾個(gè)途徑 ：可燃?xì)怏w排放控制、低溫液體泄漏防護(hù)及安全系固。相應(yīng)的解決措施應(yīng)從罐箱、船舶及管理三個(gè)方面著手，具體措施應(yīng)該包括 ：分級(jí)運(yùn)輸與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合、BOG 排放控制、探測(cè)報(bào)警、船體防護(hù)及泄漏液體控制。

4.1 分級(jí)運(yùn)輸與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合

建立智能物流 LNG 罐箱管理系統(tǒng)，將超高頻RFID 技術(shù)能應(yīng)用于 LNG 罐箱堆場(chǎng)和運(yùn)輸過程中，對(duì) LNG 罐箱、托運(yùn)船舶、車輛、火車進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤，實(shí)現(xiàn)對(duì) LNG 罐箱、托運(yùn)船舶、車輛、火車和堆場(chǎng)相關(guān)信息采集，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) LNG 罐箱的存放狀態(tài)(罐箱內(nèi)部溫度、壓力、液位、絕熱層真空度、系固強(qiáng)度及各參數(shù)的額定設(shè)計(jì)值)，自動(dòng)計(jì)算 LNG 罐箱的零排放可維持時(shí)間，根據(jù)托運(yùn)船舶、車輛、火車信息及相應(yīng)運(yùn)輸距離和時(shí)間，基于整個(gè)物流系統(tǒng)統(tǒng)籌安排罐箱的運(yùn)輸，保證罐箱在正常運(yùn)輸狀態(tài)下，在抵達(dá)目的地之前 BOG 零排放(或保證罐箱在堆場(chǎng)及船舶運(yùn)輸期間的 BOG 零排放)。

4.2 BOG的逸散控制

為控制 LNG 罐箱在船舶運(yùn)輸或堆場(chǎng)堆碼期間產(chǎn)生意外的 BOG 排放，在提高罐箱的絕熱性能的基礎(chǔ)上，還應(yīng)采取“第二道防火墻”，即設(shè)置 BOG 統(tǒng)一處理系統(tǒng)，將其排放至安全區(qū)域或進(jìn)行循環(huán)利用，其有效措施之一就是設(shè)置共管透氣裝置。為提高運(yùn)輸效率，共管透氣裝置應(yīng)裝設(shè)在 LNG 罐箱箱體上，并且在滿足罐箱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上應(yīng)具有自動(dòng)脫離功能或增加自動(dòng)對(duì)稱功能。另外，為保證可靠性，對(duì)共管透氣裝置的易損部位應(yīng)設(shè)置成可拆卸式，規(guī)定其使用壽命，對(duì)其進(jìn)行定期檢查和更換。

4.3 探測(cè)報(bào)警

對(duì)于艙內(nèi)或其他圍蔽處所的積載，應(yīng)在相應(yīng)位置設(shè)置氣體探測(cè)裝置，并根據(jù)艙室或處所的最大可承受爆炸沖擊壓力確定最大可接受爆炸體積，以此來(lái)確定探測(cè)裝置的數(shù)量和位置。此外，可根據(jù)通風(fēng)條件，通過氣體擴(kuò)散仿真分析，優(yōu)化探測(cè)裝置的數(shù)量和布置位置。此外，應(yīng)設(shè)置強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)，在探測(cè)到氣體泄漏(30% 爆炸下限)后啟動(dòng)強(qiáng)制通風(fēng)，防止可燃?xì)怏w的形成和積聚。

4.4 船體保護(hù)措施

對(duì)于多層積載，首先罐箱從其設(shè)計(jì)上應(yīng)采用上出液形式，從而降低根部接頭破損導(dǎo)致 LNG 大量泄漏的可能性。然而，即使 LNG 罐箱采用上出液形式，也不能防止罐箱在跌落傾翻時(shí)低溫液體的泄漏。因此，對(duì)于多層積載情況，為防止上部罐箱發(fā)生泄漏對(duì)下部罐箱造成損傷從而產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，LNG 罐箱的外殼、框架及角件應(yīng)采用耐低溫材料，如不銹鋼。

另外，為防止低溫液體對(duì)船體造成損傷，還可參考 LNG 運(yùn)輸船 B 型艙的設(shè)計(jì)理念，對(duì)船體設(shè)置部分次屏蔽或圍堰，對(duì)船舶底部易遭受低溫液體損傷的部位進(jìn)行防護(hù)，避免泄漏的 LNG 對(duì)船舶安全性能造成影響。同時(shí)，可以參考 SPB 型LNG 運(yùn)輸船，在船舶底部設(shè)置積液井，將泄漏的低溫液體收集起來(lái)，通過緊急投棄裝置將其投棄到船體外部的安全區(qū)域。

4.5 泄漏LNG控制

由于集裝箱船的船體不具有保溫絕熱性能，不像 LNG 運(yùn)輸船在產(chǎn)生 LNG 泄漏后可長(zhǎng)時(shí)間(15 天)維持低溫不擴(kuò)散狀態(tài)，故運(yùn)輸 LNG 罐箱的船舶應(yīng)設(shè)置泄漏 LNG 的應(yīng)急措施。如可設(shè)置高倍數(shù)的泡沫滅火系統(tǒng)，利用在圍蔽處所易于泡沫覆蓋的特點(diǎn)，通過高倍泡沫覆蓋泄漏的 LNG 液體，在減緩其蒸發(fā)速率的同時(shí)，通過緊急投棄系統(tǒng)將泄漏的 LNG液體投棄到船體之外。

4.6 系固加強(qiáng)

由于 LNG 罐箱較普通集裝箱重，且安全性問題突出，故必須在普通集裝箱船系固標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，考慮液體晃蕩載荷對(duì)甲板強(qiáng)度及其他構(gòu)件和設(shè)備的影響，并考慮強(qiáng)度加強(qiáng)。

4.7 試驗(yàn)及試點(diǎn)

任何安全措施都必須通過試驗(yàn)和試運(yùn)行來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證并改善。通過試驗(yàn)對(duì)不同充裝率的罐箱進(jìn)行實(shí)船試運(yùn)行，分析、對(duì)比不同充裝率下的罐箱內(nèi)部溫度及壓力隨時(shí)間上升的速率，選定最佳充裝率及對(duì)應(yīng)的溫度和壓力隨時(shí)間上升的速率 ;同時(shí)模擬不同載運(yùn)環(huán)境和條件，對(duì)罐箱相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，明確其運(yùn)輸作業(yè)的相關(guān)限制要求 ;然后，根據(jù)最終試驗(yàn)結(jié)果向 IMO 提交公約的修改建議。

5 結(jié) 論

LNG 罐箱整船運(yùn)輸作為未來(lái) LNG 運(yùn)輸一個(gè)新的發(fā)展方向，理論上可以借助現(xiàn)有集裝箱船實(shí)現(xiàn)LNG 的大批量運(yùn)輸，降低行業(yè)門檻消除壟斷;同時(shí)，通過 LNG 罐箱多式聯(lián)運(yùn)，可實(shí)現(xiàn)“一罐到底”和“門到門”運(yùn)輸，在提高運(yùn)輸效率的同時(shí)有助于未來(lái)分布式能源的發(fā)展。另外，利用 LNG 罐箱運(yùn)輸可降低油氣田天然氣開采的配套成本，促進(jìn)資源充分利用。對(duì)此，國(guó)外已獲得實(shí)際應(yīng)用，國(guó)內(nèi)也開展了大量研究試驗(yàn)工作。

然而，相關(guān)安全控制體系出于對(duì) LNG 罐箱 BOG 排放的安全考慮，國(guó)際公約及標(biāo)準(zhǔn)不允許艙內(nèi)積載，使 LNG 罐箱整船運(yùn)輸未能得到有效應(yīng)用和大規(guī)模發(fā)展。為解決上述矛盾，可以通過分級(jí)運(yùn)輸與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，以及 BOG 排放控制、探測(cè)報(bào)警、船體防護(hù)和泄漏液體控制等多項(xiàng)措施確保 LNG 罐箱在艙內(nèi)積載的安全性，實(shí)現(xiàn)普通集裝箱船舶整船運(yùn)輸 LNG 罐箱的目標(biāo)。