1、长江LNG燃料动力船舶改造与建议彭宏恺李建军长江海事局内容摘要随着国家能源结构调整、节能减排政策的实施，长江上船舶采用LNG作为燃料动力是目前的热门话题。本文介绍了LNG的特性及LNG燃料动力船的技术标准及要求，以及长江营运船舶改装情况，对船舶应用LNG作为燃料的现状进行分析，提出了相应建议，以推动LNG燃料动力船在在长江试点工作的开展。关键词LNG；船舶；标准与要求；改装；现状；建议艮船舶管理：包含气体燃料为动力的规范与技术文件如下：CC粼气体燃料动力船检验指南1、ccs：散装运输液化气体船舶构造与设备规范第16章以货物为燃料。2、钢质海船入级规范第3篇关于双燃料发动机的技术要求。3、内河小
2、型船舶建造规范中有关LPG发动机的内容。4、沿海小船建造规范中有关LPG发动机的内容。6、DNV规范关于气体燃料发动机系统安装。7、GL规范关于气体燃料发动机系统安装。8、BV规范关于双燃料发动机的技术要求。9、ABS规范关于双燃料发动机的技术要求。10、IMO正在制定的IGF规则草案。11、IAIcs M59关于双燃料发动机的技术要求。IMO制定的船上天然气燃料发动机装置安全暂行规定。32气体燃料的储存液化气体储气罐一一液化气体储气罐应按CCs：散装运输液化气体船舶构造与设备规范第4章独立液货舱的要求设计或采用公认标准进行设计，并取得船用产品证书。 一一压力释放阀的排气口应向上，通常应布置在
3、露天甲板上不小于3m处，且与含有着火源的围蔽处所的最近进气口或开口以及可能引起着火危险的甲板机械和设备的水平距离均应不小于5m。 33气体燃料供应系统的安全功能每一储气罐的气体燃料出口管路(尽可能靠近储气罐)应装有一只可遥控的截止阀，每台气体燃料主机或发电机原动机应配置一组互锁气体阀。3：4 LNG动力系统的技术要求l、为降低可能影响船舶、人员和设备安全的潜在风险，尽可能将危险区域减至最少。将安装在危险区域的设备减少至仅为操作所需的设备，对安装在危险区域的设备的安全性作出规定。2、推进和发电机的布置应能使其在某一气体燃料的重要设备不能工作时能够维持或恢复运转。3、设计、建造、安装、操作和保护气
4、体燃料机器、气体控制系统和部件设置为其预定用途的气体管系、围护和超压释放装置、危险区域的通风系统。布置安全和合适的气体燃料储存和充装装置，以实现与油燃料机器一致的安全和可靠的运行。4、布置和确定各气罐处所和各机器处所的位置，以使任何一处发生火灾和爆炸都不会导致其他舱室的机器设备不能工作。5、为相关处所设置合适的气体探测系统以及监测、报警和关闭装置。6、为防止气体燃料爆炸的潜在影响提供保护措施。7、针对相关危险设立探火、防火和灭火措施。8、通过对船员进行适当的培训和发证制订操作安全。制定船舶相关系统的操作、维 5】 艮长江LNG燃料动力船舶改造与建议护、检查程序细则。9、为技术文件的提交作出规定
5、，以评估系统及其部件对适用规则和指南的符合性。4 LNG燃料动力船的改造和功能要求41 LNG燃料动力船的改造船舶气体燃料动力改造项目，符合国家能源产业政策和节能减排的要求，具有较好的经济效益和广阔的市场前景。将长江营运船舶改造成能以LNG为燃料，是在保留原有燃油系统的基础上加装LNG供给系统，将单一的柴油发动机转化为双燃料发动机，发动机可同时在柴油和天然气两种燃料状态下工作；该系统是一种外挂式系统，在发动机上的安装除了需在进气管装入混合器外，不需对发动机主要部件作任何改动；系统的安装对发动机在纯柴油状态下的运行没有任何影响，当需要停用本系统时发动机可以不做任何改动的情况下运行在纯柴油状态下。
6、整个改造概括来讲可分为三大部分，一是供气系统，一般位于主甲板上或非围蔽处所；二是中央控制系统(ECU)，三是安全控制系统，如图1所示。长江营运船舶改装示意图圈1冒运船舶改装示意图双燃料发动机控制系统采用的是电控喷射系统，进入双燃料发动机中的微量柴油变成用于点火，点燃压缩状态下天然气的引然燃料和部件的润滑剂，天然气作为主要燃料。纯柴油模式时，天然气气源切断，发动机工作模式与原柴油机相同。选择使用柴油还是天然气可在驾驶室或在机舱切换，操作简单方便，不影响正常航行。该系统主要由中央控制单元(ECU)、油门执行器、燃气喷射部件、天然气过滤器、燃气减压部件、线束和传感器等组成，如图2所示。52 B船舶管
7、理：I图2柴油发动机系统主要控制单元，安全控制系统作用主要是对机舱、储气罐处所危险区域发生天然气泄漏时起到监控和报警。同时将信号传递给ECU，切断气体供应。从储气罐到柴油机之间用作输送天然气介质的管路，承受气体的压力小于1MPa，采用0Crl8Ni9不锈钢管或无缝钢管，管子的壁厚和管路的布置遵循气体燃料动力船检验指南(2008)和散装运输危险化学品船舶构造与设备规范(2009)等相关规范即可。42双燃料发动机的功能要求一一起动、正常停车、低功率运行和无负荷怠速运行时应仅使用燃油燃料。一一如果气体燃料供应关闭，发动机应能仅使用燃油持续运转。一一气体燃料操作的转换(由燃油操作转换为气体燃料操作和由
8、气体燃料操作转换为燃油操作)，应仅在定的功率范围下可实现，且转换过程自身应可自动进行。5 LNG燃LNG燃料动力船料动力船试点工作据了解，目前长江已有二艘船舶成功改造和应用LNG。2010年8月3日内河首艘柴油LNG双燃料动力船武汉“轮渡302号”成功试航，实现中国内河LNG燃料动力船舶“零”的突破。该船由湖北西蓝天然气有限公司和武汉轮渡公司合作，在中国船级社、燃气设计等相关单位的支持下完成。航行试验表明：在双燃料模式下，发动机不同工况下的参数稳定，柴油机的部分性能较燃烧纯柴油时有所改善；柴油机在规定的转速范围内能进行有效的燃料转换，转换过程方便快捷；柴油机在额定工况下噪音和排放污染均有较显著
9、的改善；天然气替代柴油率可达66-80，经济效益明显。从经济上而言，一年可节约费用1923万元，而整个改装费用约18万，一年多可收回投资。 53 。怪；长江LNG燃料动力船舶改造与建议2010年下半年，长航重庆凤凰公司与从事改造过武汉“轮渡302号轮的贵州红华科技开发有限公司合作，对3000吨级“长迅3号散货船进行了LNG改造，同样也取得了成功。6存在的问题及建议61存在的问题(1)相关的技术、法规有待于进一步研究和完善。我国内河船舶上使用柴油U婚尚处于起步阶段，有一些技术性的问题需要研究、探索。大家都知道LNG储存罐已在陆地上运用，但如何应用到船上，满足船用要求，牵涉到设计、安全、审图和检验
10、发证等问题。柴油机和供气系统的控制、安全监控及中央控制单元(ECU)可靠性等方面也需要进一步验证。(2)船上LNG供给受到一定的制约。目前LNG通过长途运输到指定码头为船上提供充装服务，不能像加油那样方便，及时性和成本受到挑战。武汉“轮渡302号”轮，LNG储气罐采用的是整体吊装，储气罐的更换需在码头靠吊车完成，“苏宿货1260”轮和“长迅3号“轮采用的是在码头靠LNG槽车(见图3工艺流程框图)给船上充装，费用较前者略低些，但仍然麻烦。圈3工艺流程框图(3)相关产品研发、供给相对滞后。目前国内能够制造气体燃料发动机的厂家屈指可数，并且产品单一，另外，能够掌握核心技术，为营运船舶发动机实施改造的
11、单位更是寥寥无几。62建议(1)为推动我国LNG燃料动力技术在船舶的应用，规范我国LNG燃料动力船改造，确保LNG燃料动力船舶营运安全，急需开展LNG燃料船舶及动力系统的安全性、可靠性研究、加气模式和加注站分布研究，同时结合LNG燃料动力船舶试点工程，解决长江LNG燃料动力船舶在试点中的安全技术问题。(2)尽快制定LNG燃料动力船的相关标标准、规范和管理规定。对在新建造船舶和营运船舶改造过程中遇到的一些技术问题加大力量，深入研究，总结已改营运船舶实际54匡罂船舶管理，运行的经验和不足，结合船舶特点，修改完善“指南”，适时上升到“规范“高度，并考虑到未来发展方向，加强水上安全监管工作，离不开法律
12、、法规的授权和支持，尽快制定LNG加注站设置标准、安全模式评审标准、船舶操作规程、LNG燃料动力船船员培训、考试、发证办法及LNG燃料动力船监督管理规定，将为推广LNG燃料动力船试点工作提供政策支持与保障。(3)大力发展水上LNG加注站。推广应用LNG作为船舶燃料，最大障碍之一是配套基础设施建设滞后，没有水上加注站。中石油昆仑能源有限公司成立了“船用新型能源(LNG)推广应用领导小组“，目标是重点开发长江流域、珠江流域和运河船用LNG市场，决定在武汉、芜湖、京杭运河及珠江四地同时开展LNG动力船舶示范工作，建设水上LNG加注站。显然，实现长江流域和其他内河水上加气网络，单靠一两家公司是难以胜任
13、的，需要社会各界的关心和支持。(4)柴油机厂和研发生产控制系统的相关企业应寻求政府支持，积极争取政府资金补贴，以发展的眼光，加大产品研发力度，实现产品多元化，更好地满足市场需要。(5)尽快建立管理信息平台。建议尽快适时将相关航运企业信息、LNG船舶航行信息、LNG船舶建造与改造厂信息、计划建设的储备站与水上加气码头等相关信息收集汇总，为政府制定发展战略提供决策依据，同时将LNG船舶与加气站的技术管理、运行安全、风险防范、应急预案纳入管理信息平台，以提高管理水平，促进LNG产业链安全可持续发展。 (6)加强培训和维护工作与气体燃料相关的培训工作一一普通船员应接受基础培训_一一 直接负责操作船上与
14、气体燃料相关设备的船员应接受操作培训。一一应定期进行与气体燃料相关的应急演习。维护工作应对船上的供气系统制定专门的维护手册。(7)自主创新、注重实践在LNG燃料动力船试点工作中，必须考虑到航运安全的各种影响，只有通过细致研究和不断创新，才有可能解决试点中带来的各种难题，没有科技创新，就没有技术的快速发展。注重自主创新，集中产、学、研、用各方的优势，注重实践，有力攻关，才能助推进步。7结束语船舶使用和推广LNG，前景广阔，对调整能源结构、改善环境质量，节能减排，对我国经济可持续发展具有十分重要的意义，其经济效益也会凸显。尽管在LNG燃料动力船尚处于起步阶段，相关技术有待攻克，相应的配套设施和政策
15、支持滞后，但相信在不久的将来，随着人们认识的提高、政策和社会各界的支持，在长江上，LNG燃料动力船将迎来它发展的春天。55匝长江LNG燃料动力船舶改造与建议：-参考文献1常舒液化天然气研讨会在上海举办N中国水运报，20102桂慧樵“蓝色动力”为京杭运河带来绿色生机-LNG在船舶运输研发应用纪实EN长江航运报，20103中石油昆仑能源有限公司办公会议纪要20114气体燃料动力船技术标准介绍中国oCS作者简介彭宏,恺(1968-iI)；男，汉族，湖北。现任长江海事局高工，从事危管防污及船舶安全检查。电话：15623990060Email phkmsa126corn。李建军(1967-10)；男，汉族，湖南。现任岳阳海事局工程师，从事危险品管理。电话：(0730)888709256
