《LNG运输船舶通航风险防控关键技术与应用》

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该项目属于交通运输领域。

为减轻中国能源紧张和结构失衡的压力,优化中国天然气进口的结构,保障国家能源安全,自本世纪初期起,液化天然气(LNG)的海上运输就成为了国家能源发展战略的一个重要环节。

LNG运输船舶(LNG Carrier,简记为“LNGC”)是在-163℃低温下运输LNG的专用船舶,享有“浮动的天然气管道”之美誉。但由于天然气无论是气态还是液态,均属于高度易燃易爆物质,而且LNG还具有低温冻伤与结构毁坏以及快速相态转变等特殊危险性,LNGC又被称为“沉睡的海上氢弹”。因此,LNG的海上运输安全,特别是LNGC的通航安全问题,一直以来都是行业和社会高度关注的焦点问题。中国沿海复杂的通航环境以及薄弱的LNGC通航风险防控技术体系、管理经验等,对中国沿海大规模的LNG海上运输安全提出了严峻的挑战。

项目研究团队自2005年开始,在40多个科技项目的支持下,针对复杂通航环境下LNGC通航风险的微观作用机理与宏观演变机制,多因素耦合条件下LNGC通航风险的可靠控制方法与技术,LNGC泄漏风险的实时监测与通航风险的协同预警等关键理论和技术问题,持续开展了系统性的理论创新、技术突破和工程实践,取得了以下创新成果:

(1)首次构建了LNGC通航风险的防控理论与方法体系。建立了基于事故概率和事故风险双重可接受标准的LNGC通航风险定量评价模型;提出了LNGC安全区范围、安全航速及双向航道宽度的定量计算新方法;创建了面向LNGC通航风险管控的水上交通复杂性测度方法和水上交通态势的建模理论。

(2)攻克了LNGC通航风险全过程防控的关键技术。提出了基于双重机制的多屏障LNGC载气试航安全保障方案;创立了基于扰动复杂度的LNGC进出港交通组织和基于复杂性地图的LNG运输船进出港航路优化技术。

(3)研发了面向源头控制和过程防控的LNGC通航风险监测设备与预警系统。突破激光气体传感器数字锁相放大算法设计以及传感器小型化等关键技术,发明了基于TDLAS的LNG泄漏检测仪;发明了基于复杂度建模的LNGC碰撞风险预警系统和LNG泄漏风险在线监测预警系统。

项目的研究引领了中国LNGC通航风险防控研究的最新方向,相关成果先后在国内17个LNG接收站和LNG接卸港得到了长达12年的应用,助力企业与港口在通航安全与通航效率协同发展的条件下,实现了LNG海上运输过程人员零伤亡、船舶零事故、财产零损失、环境零破坏的生产目标,并以行业规范、管理法规、技术合作等形式在水路运输领域得到广泛应用,为中国沿海LNGC的通航风险管控提供了工程经验和成功案例,填补了国内LNGC通航风险管控理论和技术的空白,推进了行业技术的进步和发展,社会经济效益显著,推广应用前景广阔。项目的科技成果整体达到国际先进水平,部分达到国际领先。

项目出版了学术专著2部,培训教材2本;在国内外专业期刊上发表论文54篇(其中SCI检索10篇,EI检索11篇),获授权专利15项(其中发明专利7项,实用新型5项,外观专利3项),计算机软件著作权10项;自主研制了6台(套)设备和系统;起草制定了国家标准1项,全国性、地方性行政规章各1部。

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