基于OPTIMOOR軟件的LNG運輸船系泊算例分析

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(中海油能源發(fā)展股份有限公司采油服務(wù)分公司，天津 300452)

基于OPTIMOOR軟件的LNG運輸船系泊算例分析

周斌，梁斌，時光志

(中海油能源發(fā)展股份有限公司采油服務(wù)分公司，天津 300452)

針對中小型LNG運輸船裝卸貨作業(yè)時與裝卸貨碼頭的船岸兼容系泊問題，以“海洋石油301”為目標(biāo)船型，使用OPTIMOOR軟件以該船靠泊國內(nèi)某小型LNG接收站碼頭為例，確定該型船舶靠泊系泊方案，并計算船舶運動以及系泊纜受力情況，計算結(jié)果表明，該方案滿足系泊要求。

系泊分析；OPTIMOOR；纜繩校核

“海洋石油301”船為中海油能源發(fā)展采油服務(wù)公司建造的國內(nèi)首艘中小型LNG運輸船，船長184.7 m，寬28.1 m,夏季載重線吃水 7.6 m，壓載吃水6 m，可裝載30 000 m3LNG。船舶采用雙燃料電力推進系統(tǒng)，雙燃料主機主要燃料為LNG的蒸發(fā)氣，節(jié)能減排效果明顯。船舶主要用于中國沿海大型LNG接收站與小型LNG接收站之間的LNG二程轉(zhuǎn)運及國際間的LNG近洋運輸。

LNG運輸船裝卸貨物均需與對應(yīng)的LNG接收站碼頭進行船岸兼容性分析，包括航行兼容性、靠泊兼容性、裝卸料臂兼容性、儲存能力兼容性和人員進入兼容性[1]等。由于LNG運輸船的特殊性，該型船舶碼頭系泊的安全性越來越受關(guān)注[2-12]。

以國內(nèi)首艘中小型LNG運輸船為目標(biāo)船型，使用OPTIMOOR軟件對該船靠泊國內(nèi)某小型LNG接收站碼頭進行系泊兼容性分析，確定系泊方案，計算系泊纜受力，分析船舶運動情況。

1 碼頭環(huán)境參數(shù)以及工況選擇

國內(nèi)南方某LNG蝶型碼頭全長260 m，規(guī)模為5萬t級LNG碼頭，可靠泊3萬～8萬m3船型的LNG運輸船。該碼頭多年平均氣溫22.2 ℃，因該區(qū)域?qū)偌竟?jié)性地區(qū)，冬季多偏北風(fēng)，夏季多偏南風(fēng)，春秋季節(jié)是南風(fēng)風(fēng)向轉(zhuǎn)換季節(jié)，各向最大風(fēng)速和頻率見表1所示。

該碼頭因地形影響，漲潮流速自南向北成遞增狀態(tài)，航道內(nèi)表層流速為0.33～0.50 m/s，中層流速為0.36～0.54 m/s，低層流速為0.32～0.44 m/s。落潮流速自北向南呈遞減狀態(tài)，航道內(nèi)表層流速為0.55～0.79 m/s，中層流速為0.53～0.82 m/s，低層流速為0.50～0.71 m/s。

表1 各方向風(fēng)要素統(tǒng)計表

由于灣內(nèi)掩護條件良好，外海只有S-SSW向波浪能對該碼頭產(chǎn)生影響，其余方向的波浪均為灣內(nèi)水域內(nèi)形成的風(fēng)成浪。碼頭前沿設(shè)計波浪要素見表2。

根據(jù)該碼頭驗潮站的計驗，該碼頭潮位特征值見表3。

因此根據(jù)上述環(huán)境條件選取以下工況進行系泊計算分析，見表4。

表2 碼頭前沿設(shè)計波要素

注：表中波高H單位為m，周期T單位為s，波長L的單位為m。

表3 碼頭潮位特征值 m

表4 系泊分析工況

碼頭工作平臺通過引橋、引堤與庫區(qū)相接。引橋長205 m，寬15 m，橋面標(biāo)高8.04 m～8.5 m。引堤長27.6 m，根據(jù)工藝要求，布置1座控制室平臺?？看肮ぷ髌脚_頂高程8.5 m、長110 m、寬25 m，由采用5組方沉箱墩組成，每組方沉箱墩由2個小沉箱組成，沉箱尺寸12.2 m×12.2 m×17.7 m，單件重1 494 t；沉箱墩間通過箱梁連接；沉箱底高程-14.3 m，頂高程3.4 m；上部布置1 000 kN 快速脫纜鉤(1柱2鉤)及SUC1450H 2鼓1板橡膠護舷，考慮小型船舶系纜需要，在平臺2端胸墻局部降低處各設(shè)置1套 450 kN 快速脫纜鉤(1柱2鉤)，高程為6.0 m。

系纜墩共布置4個，頂高程+7.0 m，尺寸為12.8 m×12.8 m，采用單方沉箱墩式結(jié)構(gòu)；基礎(chǔ)采用1 個12.2 m×12.2 m×12.5 m 的方沉箱，單件重1 150 t，各系纜墩上部設(shè)置1 組1 000 kN 脫纜鉤(1柱3鉤)，碼頭總布置見圖1。

圖1 碼頭總布置

2 系泊計算分析

在軟件界面中分別輸入碼頭信息、船舶信息、成系泊纜繩信息以及碰墊信息，系泊方案見圖2。

根據(jù)OPTIMOOR軟件靜態(tài)系泊響應(yīng)計算，分別得到4種工況下船舶的受力以及運動、系泊纜繩受力以及護舷受力分別如圖3所示，其中船舶運動單位為m，力的單位均為10 kN。

圖2 系泊方案總布置

圖3 工況-系泊纜受力

根據(jù)軟件冗余度要求，系泊纜受力均小于纜繩破斷力的50%，滿足受力要求，故文中所述的系泊布置方案可以應(yīng)用于船舶實際靠泊。

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Mooring Analysis of LNG Carrier Based on OPTIMOOR

ZHOUBin,LIANGBin,SHIGuang-zhi

(CNOOC Energy Technology & Services-Oil Production Services Company, Tianjin 300452, China)

Generally LNG loading and unloading operations are required the compatible analysis with the ship berthing. Taking HYSY301 as the research object, the professional mooring analysis software OPTIMOOOR was adopted to calculate the ship motion and cable loads, so as to determine the ship mooring scheme. The results showed that the mooring scheme can meet the designed requirement.

mooring analysis; OPTIMOOR; rope checking

U661.2

A

1671-7953(2017)05-0079-03

10.3963/j.issn.1671-7953.2017.05.021

2017-07-12

修回日期：2017-08-31

周斌(1988—)，男，碩士，工程師

研究方向：船舶運營管理