【摘要】：浮式儲(chǔ)存氣化裝置(FSRU)作業(yè)時(shí)需要長時(shí)間系泊于碼頭上,其連續(xù)作業(yè)能力成為評(píng)估一個(gè)FSRU項(xiàng)目的重要指標(biāo)。以天津FSRU項(xiàng)目為例,基于現(xiàn)場實(shí)際采集的風(fēng)、浪、流數(shù)據(jù)和實(shí)測纜繩數(shù)據(jù),通過建立FSRU系泊模型對系泊纜張力進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,并運(yùn)用現(xiàn)場的纜繩載荷監(jiān)測系統(tǒng)對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。研究結(jié)果表明,FSRU在風(fēng)速超過《液化天然氣碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范》要求的20 m/s時(shí)并不需要緊急離泊,只有超過22.5 m/s時(shí),須采取應(yīng)急措施,高壓外輸臂會(huì)緊急切斷并斷開連接,在系泊纜張力達(dá)到破斷力的50%之前無需進(jìn)行離港操作,這樣可以極大提升FSRU的作業(yè)效率,保證供氣的連續(xù)性。研究結(jié)果可為今后FSRU的建設(shè)運(yùn)行提供理論依據(jù)。
【圖文】：

家的行業(yè)規(guī)范，系泊纜的分布應(yīng)符合表1要求。參考表1的要求及碼頭上系纜墩的分布，F(xiàn)S-ＲU系泊系統(tǒng)從船首至船尾采用3、2、2、2、2、2、3、2的系泊方式，碼頭中部并列均勻布置4組護(hù)舷。FS-ＲU碼頭系泊布置見圖1所示。表1系泊纜長度及角度要求Table1Mooringcablelengthandanglerequirements規(guī)范來源纜繩名稱橫向系泊角度/(°)垂向系泊角度/(°)系泊纜繩長度/m首纜、尾纜30～4560～100開敞式碼頭設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)程橫纜70～110＜3030～70倒纜≤3030～60國外行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)橫纜75～105＜2535～50倒纜10圖1FSＲU碼頭系泊模型Fig．1FSＲUwharfmooingmodel1.2風(fēng)載荷對于系泊在碼頭上的FSＲU，，計(jì)算風(fēng)壓力垂直于碼頭前沿線的橫向分力和平行于碼頭前沿線的縱向分力可按下列公式計(jì)算:Fxw=7.36×10－4AxwV2xζ1ζ2(1)Fyw=4.90×10－4AywV2yζ1ζ2(2)式(1)、(2)中:Fxw、Fyw分別為作用在船舶上的計(jì)算風(fēng)壓力的橫向和縱向分力;Axw、Ayw分別為船體水面以上橫向和縱向受風(fēng)面積;Vx、Vy分別為設(shè)計(jì)風(fēng)速的橫向和縱向分量;ζ1為風(fēng)壓不均勻折減系數(shù);ζ2為風(fēng)壓高度變化修正系數(shù)。FSＲU水面以上受風(fēng)面積根據(jù)設(shè)計(jì)船型和船舶的裝載情況確定，在缺乏船型資料時(shí)也可參照國際航運(yùn)協(xié)會(huì)護(hù)舷系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于各類船型的滿載排水量及受風(fēng)面積表進(jìn)行模擬。需要注意的是，F(xiàn)SＲU的上層建筑一般在船尾部分，其質(zhì)心和型心之間存在一個(gè)力臂，因此風(fēng)力對FSＲU的作用形式不是均勻平推的。在采用通用的水動(dòng)力學(xué)分析軟件計(jì)算時(shí)，風(fēng)載系數(shù)矩陣中除了需要輸入3個(gè)方向的水平風(fēng)力系數(shù)之外，還需考慮側(cè)向風(fēng)作用下船體受到的沿Z軸的轉(zhuǎn)船力矩。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)FSＲU水面以?

第29卷第2期畢曉星等:浮式儲(chǔ)存氣化裝置系泊系統(tǒng)緊急解脫風(fēng)速研究165圖2FSＲU不同時(shí)間的纜繩張力對比Fig．2ComparisonofFSＲUcabletensionunderdifferenttime2.3FSＲU最大抗風(fēng)能力分析國際航運(yùn)協(xié)會(huì)關(guān)于安全系泊的描述為:鋼纜的最大張力不應(yīng)大于纜繩破斷力的55%，尼龍纜的最大張力不應(yīng)大于纜繩破斷力的50%。在石油公司國際海事論壇出版的系纜設(shè)備指南［5］中也有相關(guān)規(guī)定:系泊船的纜繩張力不應(yīng)大于其破斷力的55%。本項(xiàng)目50%破斷系數(shù)所對應(yīng)的最大系纜力為58.5t，55%破斷系數(shù)對應(yīng)的最大系纜力為64.4t。如果以纜繩許用張力為參考標(biāo)準(zhǔn)，并參考系纜墩和護(hù)舷的受力情況，本項(xiàng)目的碼頭系統(tǒng)對于該船型來說仍然具有很大安全余量。圖3為破斷系數(shù)為50%和55%情況下系泊纜繩可承受的最大風(fēng)速。從圖3可以看出，以纜繩破斷力的50%和55%為標(biāo)準(zhǔn)，系泊船的最大抗風(fēng)能力均已大于30m/s的風(fēng)速，該結(jié)果遠(yuǎn)大于《液化天然氣碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范》中20m/s的系泊極限風(fēng)速，這一改變將極大提升FS-ＲU的連續(xù)作業(yè)能力。圖3碼頭系泊纜可承受的最大風(fēng)速Fig．3Themaximumwindspeedofthemooringcablecanwithstand3結(jié)論目前沒有專門規(guī)范針對FSＲU系泊條件做出規(guī)定，由于FSＲU外形與LNG運(yùn)輸船相似，監(jiān)管部門主要參考《液化天然氣碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范》，緊急離泊風(fēng)速為20m/s。本文對纜繩破斷力的數(shù)值模擬研究結(jié)果表明，風(fēng)速大于20m/s時(shí)并不需要緊急離泊，只有超過22.5m/s時(shí)，須采取應(yīng)急措施，高壓外輸臂緊急切斷并斷開連接;在系泊纜張力達(dá)到破斷力的50%之前無需進(jìn)行離港操作，這樣可以極大提升FSＲU的作業(yè)效率，保證供氣的連續(xù)性。參考文獻(xiàn)［1］中華人民共和國交通運(yùn)輸部．JTS165—5—2009液化天然氣碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．北京:人民交通出版社，2000．［2］HUANGS
【作者單位】： 中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司;
【基金】：中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司科研項(xiàng)目“LNG船靠、系泊模擬集成系統(tǒng)研究(編號(hào):QDKY-2016-YFZX-09)”部分研究成果
【分類號(hào)】：TE95

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2551812