【摘要】：浮式儲存氣化裝置(FSRU)作業(yè)時需要長時間系泊于碼頭上,其連續(xù)作業(yè)能力成為評估一個FSRU項目的重要指標。以天津FSRU項目為例,基于現(xiàn)場實際采集的風、浪、流數(shù)據(jù)和實測纜繩數(shù)據(jù),通過建立FSRU系泊模型對系泊纜張力進行了數(shù)值模擬計算,并運用現(xiàn)場的纜繩載荷監(jiān)測系統(tǒng)對計算結果進行了驗證。研究結果表明,FSRU在風速超過《液化天然氣碼頭設計規(guī)范》要求的20 m/s時并不需要緊急離泊,只有超過22.5 m/s時,須采取應急措施,高壓外輸臂會緊急切斷并斷開連接,在系泊纜張力達到破斷力的50%之前無需進行離港操作,這樣可以極大提升FSRU的作業(yè)效率,保證供氣的連續(xù)性。研究結果可為今后FSRU的建設運行提供理論依據(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開敞式碼頭設計與施工技術規(guī)程橫纜70～110＜3030～70倒纜≤3030～60國外行業(yè)標準橫纜75～105＜2535～50倒纜10圖1FSＲU碼頭系泊模型Fig．1FSＲUwharfmooingmodel1.2風載荷對于系泊在碼頭上的FSＲU，，計算風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算風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面積;Vx、Vy分別為設計風速的橫向和縱向分量;ζ1為風壓不均勻折減系數(shù);ζ2為風壓高度變化修正系數(shù)。FSＲU水面以上受風面積根據(jù)設計船型和船舶的裝載情況確定，在缺乏船型資料時也可參照國際航運協(xié)會護舷系統(tǒng)設計規(guī)范中關于各類船型的滿載排水量及受風面積表進行模擬。需要注意的是，F(xiàn)SＲU的上層建筑一般在船尾部分，其質心和型心之間存在一個力臂，因此風力對FSＲU的作用形式不是均勻平推的。在采用通用的水動力學分析軟件計算時，風載系數(shù)矩陣中除了需要輸入3個方向的水平風力系數(shù)之外，還需考慮側向風作用下船體受到的沿Z軸的轉船力矩。根據(jù)經(jīng)驗，當FSＲU水面以?

第29卷第2期畢曉星等:浮式儲存氣化裝置系泊系統(tǒng)緊急解脫風速研究165圖2FSＲU不同時間的纜繩張力對比Fig．2ComparisonofFSＲUcabletensionunderdifferenttime2.3FSＲU最大抗風能力分析國際航運協(xié)會關于安全系泊的描述為:鋼纜的最大張力不應大于纜繩破斷力的55%，尼龍纜的最大張力不應大于纜繩破斷力的50%。在石油公司國際海事論壇出版的系纜設備指南［5］中也有相關規(guī)定:系泊船的纜繩張力不應大于其破斷力的55%。本項目50%破斷系數(shù)所對應的最大系纜力為58.5t，55%破斷系數(shù)對應的最大系纜力為64.4t。如果以纜繩許用張力為參考標準，并參考系纜墩和護舷的受力情況，本項目的碼頭系統(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速。從圖3可以看出，以纜繩破斷力的50%和55%為標準，系泊船的最大抗風能力均已大于30m/s的風速，該結果遠大于《液化天然氣碼頭設計規(guī)范》中20m/s的系泊極限風速，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速Fig．3Themaximumwindspeedofthemooringcablecanwithstand3結論目前沒有專門規(guī)范針對FSＲU系泊條件做出規(guī)定，由于FSＲU外形與LNG運輸船相似，監(jiān)管部門主要參考《液化天然氣碼頭設計規(guī)范》，緊急離泊風速為20m/s。本文對纜繩破斷力的數(shù)值模擬研究結果表明，風速大于20m/s時并不需要緊急離泊，只有超過22.5m/s時，須采取應急措施，高壓外輸臂緊急切斷并斷開連接;在系泊纜張力達到破斷力的50%之前無需進行離港操作，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［1］中華人民共和國交通運輸部．JTS165—5—2009液化天然氣碼頭設計規(guī)范［S］．北京:人民交通出版社，2000．［2］HUANGS
【作者單位】： 中海石油氣電集團有限責任公司;
【基金】：中海石油氣電集團有限責任公司科研項目“LNG船靠、系泊模擬集成系統(tǒng)研究(編號:QDKY-2016-YFZX-09)”部分研究成果
【分類號】：TE95

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本文編號：2551812