LNG船岸系泊软件应用

梁斌，朱永凯，张海涛，周毅，李萌，张荣

(中海油能源发展股份有限公司 采油服务分公司，天津 300452)

LNG船舶靠泊期间,为保证其有效系泊、同时船舶能够安全稳定靠泊在LNG接收站，确保LNG船舶和接收站码头的安全和LNG装卸货作业的顺利进行，有必要对船岸系泊系统进行分析，指导实际的操作。目前国内外LNG接收站普遍接受和认可的计算结果是采用仿真的OPTIMOOR系泊软件分析结果，该软件的使用过程中有一些使用基本操作以及误区需要注意。

1 数据输入

1.1 船舶状态

需要根据船舶的实际吃水状态、首尾倾状态、稳性(GM)以及LNG接收站的极端潮位进行输入，见表1。一般需要输入两个极端状态。这两个极端状态是船舶在码头靠泊时可能遇到的最不利的状态。

表1 基础数据

1)LNG船舶空载吃水状态叠加LNG接收站最高潮位以及船舶的纵倾值，计算船舶理论最高的位置值。这一数值主要考量输料臂的最高点与船舶接口是否兼容。

2)LNG船舶满载吃水状态叠加LNG接收站最低潮位以及船舶的纵倾值，计算出船舶理论最低的位置值。这一数值考量输料臂所能下探到的最低点与船舶接口是否兼容。

OCIMF推荐在全风向60kn风速下，在上文所述的两种极端状态，叠加左右舷、加上下面不同方向流的工况进行计算，共20种工况，每一种工况都需要合格，才能确保LNG船在接收站的稳定靠泊。

1)对船逆流，流速3 kn。

2)对船顺流，流速3 kn。

3)对船顺流向码头外偏10°，流速2 kn。

4)对船逆流向码头外偏10°，流速2 kn。

5)对船横流，流速0.75kn。

1.2 船型及受风因素的选择

首先需设置好船长、船宽、基线的位置、管汇接口距甲板的高度等基本参数。对于船舶受风流影响的因素，必须要根据船舶的实际情况合理选择。一般LNG船都是固定的舱型，都属于系列船型，按照如下原则选择。

1)LNG船是菱形，则选择OCIMF Gas Carrier (prismatic)1。作为主流船型，货舱采用薄膜型的维护系统，有14.7万m、17.4万m及26万m的的QMAX型。

2)MOSS型LNG船选择OCIMF Gas Carrier (spherical)。这种船一般为13.8万m，多为日本制造，目前该船型的占有率逐年下降。

3)对于非 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 船型，普通船一般为V型船头，则可以选择OCIMF Tanker (V-shaped Bow)。

2 码头碰垫及LNG船船舷受力分析

由于LNG船舶追求快速性，线型阻力小，平边线较短，然而码头的碰垫的间距较大，一般标准间距为64 m，大型LNG接收站的间距甚至超过72 m。这是因为接收站主要是为了大型LNG运输船靠泊进行的配置，伴随着LNG贸易的逐步细化，中小型和非标准型LNG船逐步增多，原有的接收站的设施配置就不一定满足新的发展需求了。需要仔细进行计算。

碰垫刚度会影响船舶向码头的横向偏移。

如图1、2所示，该船仅有3个碰垫受力，但是并不是完全贴合，软件计算结果如下。

图1 LNG船舶系泊示意

1)碰垫bb：接触面35%，压力520 kN。

2)碰垫cc：接触面84%，压力112 kN。

3)碰垫dd：接触面31%，压力值303 kN。

图2 LNG船与碰垫位置示意

以碰垫bb为例，船舶的贴合度即接触面仅为35%，该碰垫受到船舶给与的压力为520 kN。

根据LNG接收站的碰垫数据，该碰垫的最大许用力为12.6 MN(见表2)，实际值为520 kN，远远小于码头碰垫的许用值，不会发生报警。这时，一般分析人员会忽略此项数值。实际上该值很有可能已经超过了船舶的舷侧外板的结构强度，需要现场人员进一步审核。

表2 码头碰垫受力情况

查证示例船的船舷外板的结构强度，参考DNV关于顶推区域结构强度的要求，许用应力取0.8倍的屈服强度。该船的主肋骨材质为235钢，许用应力取188 MPa700 kN力作用于2根主肋骨的计算结果见图3，最大弯曲应力为281 MPa；如果作用于3根主肋骨，最大弯曲应力为187 MPa，刚好满足许用应力标准。靠垫和主肋骨接触的两种情况见图4。

图3 肋骨弯曲情况

图4 两种受力工况

基于以上结果，可减小作用力，使其不大于600 kN。另外，1 450 kN的力由于作用于示例船底边舱顶的水平桁，属于强构件，结构强度也可满足结构强度的要求。

经过结构计算，鉴于碰垫与船舶的相对位置，得出船舶受局部力不大于600 kN就可以接受，实际计算最大受力为520 kN，不会对船舶造成不可接受的影响。

计算者在使用软件时，不能只简单看单一数据，单纯以报警作为唯一的判断依据；而是需要总体考虑，结合实际经验，确保LNG船舶以及码头设施整体的安全性。

3 系泊数据的正确选择及注意事项

对于船舶的系泊设备的数据选取需要根据船舶的实际设备配置情况进行选取，需要输入的数据包括：

1)船中距缆桩的距离。

2)中心线到缆桩距离。

3)刹车极限(超过此数值缆绳会滑出)。

4)刹车预紧目标。

5)缆绳直径。

6)缆绳种类。

7)缆绳强度。

8)尾缆的长度、类型、强度。

OPTIMOOR包含有关钢丝绳和合成纤维绳的断裂强度和弹性的数据，当选择系泊绳的材料和尺寸时，相关数据将自动生成。 许多弹性数据是基于Tension Technology International的知识，并基于对新旧合成纤维绳的实际测试得出的。其中最重要的是要选择正确的缆绳类型，一般选择迪尼玛型高分子缆绳。迪尼玛绳是采用迪尼玛高强度聚乙烯纤维，强度高，其强力是优质钢的10余倍，密度小于水，能漂浮于水面，伸缩率低，可以有效减小船舶因缆绳的伸缩而引起横移及纵移。尾缆的选择一般为“pe”，就是聚乙烯缆绳，有较好的强度和韧性，耐磨，重量较轻，能够作为尾缆。尾缆相当于整根缆绳的“弹簧”弥补高分子缆绳低伸缩性的不足，给与船舶适当的运动，抵消风浪流带来的运动。由于尾缆材质不如高分子缆强度高，顾其缆绳直径会是高分子缆的3倍以上，长度一般为11 m。

对于超大型的LNG船，由于需要的系泊力巨大，一般需要20根缆绳，如果使用高分子缆绳，成本太高，常常选用钢丝缆作为主缆。另外对于船舶的绞车，绞盘制动器滑动时的张力可以输入为绞盘制动器限制。如果使用恒张力绞盘，缆绳自动拉入或放出，以保持规定的张力值。当在系泊分析期间超出此限制时，系泊缆线长度将增加以使张力低于此限制，但是可能会造成船舶离开泊位，或者超出装卸臂允许的滑动值。

4 缆桩选择及缆钩受力

如果来自同一船舶的多条缆绳放置在同一系泊点上，则会自动计算总作用力；如果多个系泊点安装在同一个系船柱上，则需要将各自的力相加，以确定系船柱的总力。因此，最好将单个系船柱上的几个系船柱或吊钩指定为单个系泊点。每个系泊桩上有2～3个带缆钩，可以同时带2～3根缆绳。总体每根缆绳的受力不能超过缆绳许可受力的50%(40%～50%显示黄色，50%～55%显示橙色，高于55%显示红色)，否则需要重新调整出缆的位置。这里需要注意缆绳的长度不可过短，角度不可太大，两根缆绳之间尽量避免交叉，尤其是前后倒缆和首尾缆之间，防止缆绳之间摩擦或者改变受力方向。

超过装载臂包络或对船舶和岸上歧管之间的相对运动的类似限制通常是管理LNG船的一个问题。 装载臂或货物软管过度伸展会导致损坏，甚至漏油、火灾或爆炸。顾需要控制船舶的多维运动。船舶移动值依次表示纵荡、横荡、偏航和垂荡。这些值位于船舶上的目标位置(通常为船舶中部或歧管处)。摇摆值后的“out”表示船舶远离码头，“inw”表示船舶向码头移动。

如果多个系船柱或吊钩安排在同一个缆柱上，且该系船柱上的极限荷载是一个问题，则有必要手动汇总该系船柱上所有系船柱的力。如果一条以上的系泊缆穿过同一导缆孔，则必须为每条系泊缆单独说明并计算。

为了降低缆绳张力，可增加缆绳长度；降低系泊钢缆的动力负荷，以及减少船舶的运动量的最佳 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 是增加一段尾缆。施加合理的预张力能有效降低船舶的位移量，均衡缆绳张力。

5 风浪流数据的选择

潮汐数据的使用有3个选项，可从“常规环境”或“泊位”窗口上的选项下拉菜单中获得。如果选择“忽略潮汐”，则OPTIMOOR不考虑潮汐，即使可能已输入潮汐数据。也可以单独输入作为计算现场潮汐高程和海流基础的适当潮汐表，当使用潮汐数据时，泊位位置的基准和调整后的潮汐数据也将显示在时间、潮汐界面中。可以对公布的潮汐数据进行调整，以便与特定泊位位置的潮汐相对应。这些调整可以在右上角输入。潮汐和水流之间的关系也可以在此处输入。

可以输入具体的时间，水位由上一个和下一个潮位时间的潮汐高程之间的正弦插值得出，然后用于系泊计算。平均风速以kn为单位输入，OCIMF建议使用30 s的平均风速。风向输入为风向真北(相对于北)或与泊位轴的角度。正北以泊位窗口上定义的北向为基础，应注意，因为此泊位方向可能基于正北、指南针北。

流的数据可以输入当前方向真值或与泊位角度。另一个值则由程序计算，当前到泊位的角度基于泊位的(纵向)轴。船舶位移值依次表示纵荡、横荡和偏航，这些测量值在船的中间位置。

6 结论

使用OPTIMOOR分析、规划和管理实际系泊情况需要有足够的经验，应了解OPTIMOOR中使用的数据和 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 并不适用于所有情况和条件。

由于该软件仅为静态的模拟分析，采用静力模型计算船舶在静力荷载作用下的缆绳内力、防护舷受到的挤靠力、码头上的系船柱受到的力等，可以给出每根缆绳在最不利风向时的内力。该静力模型在计算外荷载时，将外荷载按照静力考虑而实际操作中风浪流均为变量，并且会叠加，需要使用者在实际工作中结合实际根据经验留有余量。另外一方面，由于该软件模拟的风为60 kn，是远超过LNG接收站所允许船舶靠泊的风速，故计算结果有个别项超过设定警报值，对具体问题具体分析，采取可靠的补救措施。

船海工程2022年2期

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