一、引言

新建或坞修后的液化天然气 ( Liquefied Natural Gas，LNG ) 船舶首次装货前，必须对货舱进行冷却[1]。因此，接收站冷舱作业是保障LNG船舶高效周转与能源稳定供应的关键环节，直接关系到港口运营效率与能源产业链安全。然而，当前国内部分LNG接收站因冷舱作业能力不足，导致船舶需绕道其他国家完成冷舱作业，增加了时间成本并产生了数百万元的经济负担，严重制约了港口竞争力与产业链效率的提升。同时，冷舱作业存在显著安全风险，例如，LNG泄漏可能形成易燃蒸气云团，遇明火将引发高强度辐射火灾，而全球范围内缺乏统一的标准化处理流程，这将进一步加大事故防控难度。因此，系统研究冷舱作业的安全风险并提出科学防控方案，对完善我国LNG产业布局、降低运营成本以及保障通航安全具有重要的现实意义。

二、冷舱作业的操作流程

冷舱作业是利用液氮或LNG对船舶货舱进行预冷，使其温度逐步降至与LNG装载温度 ( -162 ℃ ) 一致的工艺过程，其目标在于避免装货时因温差导致货舱结构损伤，减少LNG蒸发损耗 ( Boil off Gas，BOG )，并验证货舱气密性与绝热性能[1]。

冷舱作业程序主要包括靠泊系缆、设备连接、安全检查、系统测试、气体置换、货舱预冷、LNG返输和收尾作业等八个步骤，总耗时约37 h。

冷舱作业的核心环节是预冷作业，其通过使用液氮或少量LNG，逐步降低货舱温度至-130 ℃，以避免快速冷却导致的材料应力集中，旨在防止LNG快速汽化导致舱压异常升高，并避免热冲击对货舱绝缘层及泵塔结构造成损害[2]。

预冷作业的液源选择需根据作业类型确定：新建或坞修船舶首次预冷应采用岸基的LNG，常规作业则优先调用船上其他舱的LNG。预冷作业操作流程包含三个环节：一是通过舱顶管线喷射液态LNG，实施喷淋冷却；二是利用汽化吸热效应同步降低舱壁与绝热层温度，汽化蒸气经压缩机回输至岸上处理系统以实现能源回收；三是当液货舱底部的温度稳定在-130 ℃时，预冷作业达标并转入正常装货作业程序。温度控制采用三阶段动态调节模式：初始5 h以约20 ℃/h速率直线降温，通过调节喷淋流量严格控速；随后进入缓降阶段 ( 10~15 ℃/h )，维持恒定喷淋量并监控屏壁温差不超过50 ℃；最终当舱内外热平衡，即漏热量约等于冷却量时停止喷淋，静置至舱温完全稳定在-130 ℃。作业全过程需精确调控各参数，确保预冷安全高效完成[3]。