LNG燃料动力船舶技术发展与应用概论2124.docx

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1、LNG燃料动力船舶技术发展与应用前言二十一世纪纪是人类类追求美美好生活活、实现现美丽梦梦想的伟伟大时代代，也是是面临诸诸多问题题、迎接接挑战的的变革时时代。虽虽然世界界经济仍仍然在快快速发展展，科学学技术也也在飞速速进步，但是人类面对的问题似乎也越来越多，如全球气候的不断恶化等环境问题、煤炭和石油等化石燃料的消耗殆尽等能源问题，这两个重大问题也是二十一世纪人类必须要解决的。因此，世界各国、各行各业都在研究和找寻有效的解决方法。对于世界船船舶工业业来说更更是如此此。我们们知道，物物流业是是仅次于于制造业业的石油油消费第第二大行行业，而而船舶长长期以来来一直是是物流行行业的消消耗和排排放的“大户”

2、。由于成成品油价价格不断断上涨，国国际污染染公约日日趋严格格，使得得整个船船舶工业业不得不不寻求新新的解决决之道。船船用LNNG技术术似乎给给我们带带来了希希望，它它不仅清清洁，而而且储量量充沛，甚甚至比石石油的储储量还要要丰富，如如果应用用LNGG作为动动力，似似乎同时时缓解了了上述的的两个问问题。然然而，对对于现有有的技术术与政策策而言，要要实现全全面的LLNG化化，我们们还有相相当长的的路要走走。下面面我们对对LNGG燃料动动力船舶舶技术的现现状、发发展和应应用进行行初步的的探讨。一、发展LLNG燃燃料动力力船舶的的优势LNG就是是液化天天然气（LLiquuefiied Natturaa

3、l GGas）的的简称。将气田生产产的天然然气净化化处理，再再经超低低温（-1622）加压压液化就就形成液液化天然然气。” LNG主要成分是甲烷，它无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，重量仅为同体积水的45%左右，热值约为汽油的1.2倍。与传统的燃燃油相比比，LNNG具有有以下优优势：1.储量丰丰富。20009年已已探明储储量达1188万万亿立方方米，可可至少满满足全世世界需求求1500年以上上。近几几年科学学家从深深海中发发现了“可燃冰冰”这种能能源，它它是一种种“固态”型天然然气，11体积“可燃冰冰”可分解解成1664体积积的天然然气和00.8体体积水。据

4、据统计，地地球上“可燃冰冰”所含能能量相当当于石油油、天然然气、煤煤总和的的3倍。我国2008年底探明天然气储量达到63357亿立方米，具有广泛运用天然气的资源基础。2.经济性性好。按按照目前前的油价价和LNNG价格格水平（柴柴油82200元元/吨，LNGG50000元/吨），使用LNG比使用柴油节约40%60%的燃料费用。按热值计算，LNG价格只有柴油的60%左右（1立方米天然气产生的能量相当于1.2升柴油产生的能量），且因为天然气燃烧彻底，不易积碳，减少维护费用逾50%。3.环保性性好。首首先，LLNG在在液化前前灰尘、硫硫、水分分等杂质质已被排排除，是是一种洁洁净能源源；其次次，与其其它

5、化石石燃料比比，在相相同的能能量输出出下，LLNG的的污染物物排放最最少，一一般来说说可以减减少100%220%的的CO22排放量量，900%的NNOX排放量量，1000%的的硫化物物和颗粒粒物排放放；最后后，天然然气燃烧烧时比较较柔和，燃燃烧噪声声小。4.安全性性好。首首先，天天然气燃燃点为6650（柴油油为2660，汽油油为4227）；其其次，天天然气发发生爆炸炸的浓度度区间是是5-115%（柴柴油为00.5-4汽油油为1-5%）；最后，天天然气密密度是空空气的555%，泄泄漏后会会直接扩扩散到空空气中，如如果加入入嗅剂泄泄漏时可可被及时时发现，减减少安全全隐患。5.冷能利利用。LLNG

6、在气化化时产生生大量的的冷能（88608833kJ/kg）。在在发动机机设计或或改装时可可以给予予考虑，持持别船舶舶制冷和和空调、渔渔船冷冻冻和冷藏藏等方面给予予利用。LNG与CCNG、LLPG的的区别：1. CNNG是压缩天天然气(Commpreesseed Natturaal Gas)。目前在在汽车上上应用较较多，技技术也较较成熟。它是天然然气加压压并以气气态储存存在容器器中（20MMPa），它与管管道天然然气的组组分相同同，CNGG的体积积能量密密度约为为汽油的的26%。LNGG的组成成比CNNG更纯纯净，不不含水分分，因而而LNGG的排放放性能要要优于CCNG。 22.LPPG是液化石

7、石油气(Liqqueffiedd Pettrolleumm Gass)。经常容容易与LLNG混混淆，其其实它们们有明显显区别。LLPG的的主要组组分是丙丙烷（超超过955%），还还有少量量的丁烷烷。LPPG在适适当的压压力下以以液态储储存在储储罐容器器中，常常被用作作炊事燃燃料和车辆燃燃料。二、发展LLNG燃燃料动力力船舶的的背景分分析1.节能减减排的要要求。据统计计，世界界航运业业每年要要消耗220亿桶桶燃油。我国是是一个人人均占有有资源相相对贫乏乏的国家家，节能能减排责责任重大大。20010年年我国原原油消耗耗达到44.555亿吨，需需进口22亿吨才才能满足足要求，约约为总需需求的445%

8、；预计220200年，原原油消耗耗将达55.6亿亿吨，石石油对外外依存度度将提高高到600%。巨巨大的原原油消费费又会促促使原油油价格保保持高位位，提升升船舶运运营成本本。因此此，原油油短缺会会制约我我国经济济的发展展，还会会严重威威胁国家家的能源源安全。随着原油的的消耗，随随之带来来的就是是排放污污染。据据统计，世世界航运运业每年年要排放放超过112亿吨吨二氧化化碳，约约占全球球总排放放量6%。为应应对世界界气候变变化出台台的环保保法规，规定了船舶污染防治、减少排放的标准和时限。近年来，国际海事组织（IMO）加强了对海上船舶排放的强制性规定，如果各国都执行IMO的排放强制性规定的话，5-10

9、年后世界上用于近海贸易的船只大多数都会使用LNG作为船用燃料。在我国物流流业是仅仅次于制制造业的的石油消消费第二二大行业业，全行行业石油油制品消消耗占全全国的334%左左右，二二氧化碳碳排放量量占188.9%，并且且这一比比例仍逐逐年上升升。而船船舶长期期以来一一直是我我国物流流行业的的消耗和和排放“大户”，以我我国内河河为例，目目前内河河船舶柴柴油机每每年产生生的NOOX、SOOX和颗粒粒等污染染物约1100万万吨，占占港口区区域总量量的500%以上上。因此此，以技技术创新新为先导导，大力力提升船船舶动力力装置的的节能减减排能力力，走绿绿色船舶舶动力发发展之路路已成为为贯彻落落实科学学发展观

10、观、建设设节能型型社会的的必然选选择。2.降低噪噪声的要要求。船船员长期期工作和和生活在在船上，强强烈的噪噪音使船船员精神神疲劳，工工作效率率下降，严严重时影影响身心心健康，危危及航行行安全。220世纪纪80年年代，由由于航运运业的蓬蓬勃发展展，国际际社会普普遍关注注船舶舱舱室的噪噪音问题题，相关关研究较较多，也也促使了了我国一一系列规规范的出出台。之之后一段段时间，随随着造船船技术的的成熟，舱舱室噪音音得到一一定控制制，关注注度逐渐渐降低，国国内相关关研究也也日趋减减少。然然而，目目前的船船舶动力力装置普普遍采用用的是高高噪音的的柴油机机，而且且随着人人们对工工作、生生活环境境舒适度度的要求

11、求日益提提高，作作为影响响船员生生活质量量和工作作质量的的主要因因素之一一，噪音音问题不不容忽视视。大型型远洋船船舶的技技术标准准和相关关规范要要求较高高，且在在机舱均均设置隔隔音效果果很好的的集控室室，一般般能够满满足我国国运输输船舶舱舱室噪音音标准及及运输输船舶舱舱室噪音音测量方方法的的要求。而而内河小小型船舶舶多采用用高噪音音的中、高高速柴油油机作为为动力装装置，且且有很多多小船根根本没有有集控室室，轮机机人员长长期暴露露在高噪噪音的冲冲击之下下，长此此以往，听听力严重重受损，身身心健康康无法保保障。现现代船用用柴油机机普遍采采用高增增压，其其增压器器转速可可达2000000rpmm以上

12、，对对气流的的作用可可产生剧剧烈的高高频噪音音，是柴柴油机最最大的噪噪音源；而柴油油机气缸缸内的剧剧烈燃烧烧(爆压压可高达达20MMPa)，亦会会发出强强烈噪音音；四冲冲程柴油油机进、排排气阀周周期性的的启闭，也也会发出出刺耳的的敲击声声。3.国家高高度重视视。国家家“十二五五”发展规规划把节节能减排排作为重重要战略略目标之之一，各各行各业业提出了了严格的的节能减减排目标标。同时时，温家家宝总理理在哥本本哈根全全球气候候大会上上向世界界承诺到20220年前前CO2排放量量比20005年年减少440%-45%。船舶舶燃料作作为耗能能和碳排排放大户户，必然然会成为为改造重重点。2011年年1月国国

13、务院正正式颁布布关于于加快长长江等内内河水运运发展的的意见，将将内河水水运发展展上升为为国家战战略，提提出了我我国内河河水运的的发展目目标，明明确要求求利用110年左左右的时时间，建建成畅通通、高效效、平安安、绿色色的现代代化内河河水运体体系。国国家船检检总局也也表示，国家船检总局和地方各级船检部门将一如既往地支持和关注LNG船舶的实践和推广。同年3月，交通部发布关于贯彻国务院关于加快长江等内河水运发展的意见的实施意见，明确指出要着力构建绿色内河水运体系。各地市也纷纷推出贯彻国务院关于加快长江等内河水运发展的意见的实施意见，都把利用绿色能源作为以后发展的重点。根据交通运运输部规规划，“十二五五

14、”期间，我我国新节节能减排排技术的的应用试试点将逐逐步增加加，内河河柴油和和LNGG混合动动力船舶舶技术正正是其中中的试点点新技术术之一。220122年1月月，海事事局又专专门下发发通知，对对LNGG燃料动动力船舶舶改造试试点工作作进行明明确。在在渔业领领域，根根据农业业部渔业业船舶检检验局的的发展规规划，“十二五五”期间，我我国将全全力提升升渔船装装备技术术水平，推推动渔业业船舶向向现代安安全、节节能、环环保、经经济型方方向发展展转变。用LNG代代替柴油油作船舶舶燃料，符符合国家家“十二五五”发展规规划和科科学发展展观的总总体要求求，且能能带来经经济效益益，必将将成为国国家大力力支持的的产业

15、项项目。可可以预见见，以天天然气为为主导的的中国绿绿色海运运时代即即将开启启。4.渔船领领域需求求。我国国是世界界上渔船船最多的的国家，现现拥有渔渔船达1106万万艘以上上，约为为全世界界渔船总总量的225%，渔渔船功率率总和超超过16600万万kw，而而海洋渔渔船总能能耗约占占整个渔渔业能耗耗的700%，渔渔船燃料料的费用用约占渔渔业捕捞捞成本的的75%。近年年来，尽尽管国家家出台的的柴油补补贴政策策对渔船船补贴进进入常态态化，但但高起的的油价和和高油耗耗，使得得渔民们们难以接接受，造造成渔船船被迫停停港现象象非常普普遍，渔渔民生产产生活也也面临较较大困难难。与此此同时，燃燃油的大大量消耗耗

16、，带来来的污染染物的排排放较高高。作为为绿色能能源的天天然气，具具有储量量丰富，价价格低廉廉，运输输方便，使使用安全全等优点点，替代代柴油在在渔船等等领域推推广使用用，将推推进渔船船节能减减排，促促进渔民民持续增增收，对对促进渔渔船的现现代化发发展将会会起到重重要的作作用。农业部渔业业船舶检检验局与与中海石石油气电电集团公公司签署署“绿色能能源框架架协议”。根据据协议要要求，中中海油改改造了天天津北塘塘渔港的的20条条渔船，并并与20012年年11月月13日日对拥有有“柴油-LNGG”双动力力的津塘塘渔0338088和津塘塘渔0338200渔船进进行了试试航，这这是国内内首批接接受“油改气气”

17、改造的的渔船。下下一批330艘渔渔船的改改造施工工即将在在北塘渔渔港进行行，预计计20112年内内改造完完成。农农业部渔渔业船舶舶检验局局20112年确确定的渔渔船液化化天然气气（LNNG）动动力改造造计划提提出，到到20220年，要要使适用用于LNNG动力力的渔船船柴油消消耗量中中的700%被LLNG代代替。5.LNGG动力船船舶改造造相关规规范要求求。任何何产业的的发展离离不开政政策规范范的指导导和约束束，由于于LNGG动力船舶舶产业发发展时间间短，因因此目前前与LNNG动力力船舶制制造、改改造和检检验的相相关政策策、规范范不多，但但国际海海事组织织、船级级社和国国内海事事部门仍仍制定了了

18、相关的的规范来来促进该该产业的的健康快快速发展展，相关关规范见见表1。表1 LNNG动力力船舶相相关规范范序号规范名称颁布时间颁布单位1双燃料发发动机系系统设计计与安装装指南2007中国船级社社CCSS2气体燃料料动力船船检验指指南2010中国船级社社CCSS3散装运输输液化气气体船舶舶构造与与设备规规范2005中国船级社社CCSS4内河散装装运输液液化气体体船舶构构造与设设备规范范2008中国船级社社CCSS5有关船上上天然气气燃料发发动机装装置安全全性的临临时指南南2009IMO海事事安全委委员会MMSC6LNG燃燃料动力力试点船船舶关键键设备技技术要求求2012中国海事局局7LNG燃燃料

19、动力力试点船船舶技术术要求2012中国海事局局8LNG燃燃料动力力船舶应应用安全全研究项项目组织织与实施施方案2012中国海事局局气体燃料动动力船舶舶除满足足以上技术术要求外外，尚应应满足国国内航行行海船法法定检验验技术规规则（220111）或内内河船舶舶法定检检验技术术规则（220111）的相相关要求求。三、双燃料料动力船船舶的发发展1.低速双双燃料发发动机的的发展目前，全球球推出的的低速双双燃料发发动机仅仅有瓦锡锡兰的RRTX55型和曼曼恩（MMAN）的的ME-GI型型发动机机，处于于试验测测试阶段段。另外外，日本本三菱重重工（MMHI）和和韩国现现代重工工（HHHI）也也开始启启动这一一

20、技术。早在19773年，在在被瓦锡锡兰兼并并之前的的著名低低速机供供应商-瑞士苏苏尔寿公公司就已已为LNNG船“维纳托托尔”号配备备了一台台低速双双燃料77RNMMD900型发动动机。220100年秋季季瓦锡兰兰正式启启动低速速双燃料料发动机机研制，220111年2月月进行RRTX55新型低低速双燃燃料发动动机的测测试工作作。早在19994年，作作为占有有全球880%低低速机市市场份额额的巨头头曼恩就就开始低低速双燃燃料发动动机的研研发工作作。20011年年5月118日，曼曼恩在哥哥本哈根根举行了了ME-GI型型双燃料料发动机机的发布布仪式。宣宣称，新新型主机机可较传传统柴油油机减少少23%的

21、二氧氧化碳排排放，而而NOXX、SOOX排放分分别能减减少800%和990%。220122年4月月，曼恩恩在哥本本哈根又又举行第第二次MME-GGI型发发动机测测试展示示会，宣宣称，韩韩国现代代重工和和日本三三井造船船将分别别生产该该机型的的原型机机，此举举意味着着ME-GI型型发动机机向商业业化方面面迈进了了重要一一步。预预计20012年年11月月，韩国国现代重重工将生生产1台台8S770MEE-GII型机，而而三井造造船则将将在20013年年下半年年生产11台6SS70MME-GGI型机机。2012年年6月，日日本三菱菱重工（MMHI）着着手开发发一款低低速双燃燃料船用用二冲程程发动机机（

22、UEEC-LLSGII：1110000-1880000kw,D=6600mmm）预预计20015年年推出。220122年6月月，韩国国现代重重工（HHHI）推推出Hiimseen HH35/40GGV型单单气体燃燃料发动动机，作作为一台台发电用用动力装装置出现现在中东东的第一一范例，也也可用于于商船、近近海工程程设施与与钻井平平台。目目前，HHHI在在柴油发发动机市市场上占占据了335%份份额，220122年计划划15%用于以以气体为为燃料的的发动机机替代。2.中速双双燃料发发动机的的发展与低速双燃燃料发动动机相比比，中速速双燃料料发动机机的发展展明显领领先。一一方面，中中速机一一般作为为中小

23、型型船舶的的推进主主机或发发电机使使用，功功率相对对较小，燃燃料需求求量也较较少，船船舶燃料料携带问问题易解解决。另另一方面面，由于于中速双双燃料发发动机有有能够广广泛应用用于沿海海和内河河船舶的的前景预预期，发发展受到到更多的的关注。目目前，全全球推出出中速双双燃料发发动机的的制造商商有瓦锡锡兰、曼曼恩、卡卡特彼勒勒等。其其中，瓦瓦锡兰遥遥遥领先先，共推推出三种种机型，并并获得大大量订单单；曼恩恩发展相相对落后后，但也也推出两两种机型型，有部部分订单单；卡特特彼勒只只处于起起步阶段段。瓦锡兰截至至20112年55月底，已已为1000艘LLNG船船提供了了50DDF双燃燃料发动动机，加加上目前

24、前的手持持订单，使使用该机机型的LLNG船船占到了了LNGG船队总总量的四四分之一一。推出出的机型型还有334DFF、200DF，应应用范围围扩展到到小型货货船、渡渡船、拖拖船、船船用发电电机和陆陆用发电电机，瓦瓦锡兰已已交付了了7200台双燃燃料发动动机。曼恩于20007年年才通过过51/60DDF中速速双燃料料发动机机的最后后测试，并并首次用用于船舶舶领域，并并为西班班牙航运运公司的的LNGG船提供供了5台台8L551/660DFF双燃料料发动机机。之后后也为陆陆用和发发电用提提供了双双燃料发发动机。220122年5月月，获得得两台88L511/600DF和和两台99L511/600DF订

25、订单（俄俄罗斯现现代商船船公司）。卡特彼勒于于20111年底底推出旗旗下MAAK品牌牌的双燃燃料发动动机MAAK MM46DDF，该该机型正正在德国国罗斯托托克卡特特彼勒发发动机厂厂进行试试验，预预计首台台将于220144年交付付。 与与欧洲船船用发动动机生产产商相比比，亚洲洲主要造造船国的的制造商商目前均均未能推推出中速速双燃料料发动机机。韩国国方面，虽虽然现代代重工自自主品牌牌得的HHimssen中中速机已已取得巨巨大成功功（20015年年5月），但但也仅是是推出了了Himmsenn品牌的的气体发发动机，尚尚未能进进一步拓拓展至双双燃料发发动机。目目前，采采取合作作方式与与瓦锡兰兰合资成成

26、立了瓦瓦锡兰现现代发动动机公司司，生产产瓦锡兰兰50DDF双燃燃料发动动机，同同时引进进许可生生产曼恩恩的MEE-GII低速双双燃料发发动机。3.我国双双燃料发发动机的的发展受限于较为为落后的的船用柴柴油机研研发技术术，我国国目前尚尚未推出出中速或或低速船船用双燃燃料发动动机，但但在促进进内河船船舶使用用双燃料料动力上上依旧取取得了不不错的进进展。长长航集团团、中兴兴恒河投投资集团团和富地地石油控控股集团团联合开开展的“长江绿绿色物流流创新工工程”，以及及中国船船级社和和中国石石油联合合推进的的“气化长长江”等项目目，都致致力于我我国内河河船舶的的“油改气气”。船舶“油改改气”的原理理是：在在

27、不更换换船舶发发动机的的条件下下，将柴柴油-LLNG双双燃料系系统加装装到船舶舶上，将将柴油、LLNG按按一定比比例混合合供给发发动机，由由LNGG提供主主要动力力，而柴柴油用于于点燃压压缩状态态下LNNG的引引燃燃料料和部件件的润滑滑剂，一一旦LNNG使用用完毕或或因故不不能及时时填充或或燃气系系统出现现故障，船船舶仍可可以在纯纯柴油下下运行。220100年以来来，我国国成功“油改气气”的内河河船舶不不断增多多，典型型案例有有：（1）20010年年8月，由由江苏宿宿迁海事事局牵头头、北京京油陆集集团出资资研发的的改造船船30000吨级级的“苏宿货货12660号”，在京京杭运河河苏北段段成功试

28、试航。（2）20010年年8月，由由湖北西西蓝天然然气公司司与武汉汉轮渡公公司合作作改造的的“武拖轮轮3022号”在武汉汉试水成成功。（3）20011年年3月，由由中国长长航集团团、中兴兴恒河投投资集团团和富地地石油控控股集团团共同推推进的改改造船“长讯三三号”散货船船试航成成功。（4）20011年年4月，由由中石油油昆仑能能源公司司承担并并组织研研发的满满载排水水量50000吨吨的改造造船在安安徽芜湖湖举行试试航仪式式。（5）20011年年12月月，由山山东昆仑仑胜利能能源公司司与山东东济宁市市轮船公公司合作作改造的的“鲁济宁宁货25535号号”首航成成功。（6）20013年年4月，安徽省首

29、艘LNG燃料动力试点船舶“红日166”轮，顺利取得船舶检验证书，成为自我国船舶实施LNG燃料动力试点改造以来，首艘取得船检验证书的船舶。2011年4月7日，“红日166”完成改造后，正式下水试航，在试运营的2年中，该船未出现任何故障，总体运行平稳，取得良好经济和社会效果。该船2012年10月10日通过国家海事局组织的专家审核，并随后取得LNG燃料动力试点船舶核准通知。2013年4月，对照LNG燃料动力试点船舶关键设备技术要求和LNG燃料动力试点船舶技术要求，经实船检验，该船顺利获得船检机构签发的LNG试点船舶检验证书。船舶的“油油改气”技术中中，LNNG的替替代率可可达600-900%，系系统

30、改造造成本大大致为115-1100万万元左右右（一年年内可以以收回），值值得注意意的是，虽虽然在没没有解决决双燃料料发动机机的情况况下，推推进内河河船舶使使用双燃燃料依旧旧取得了了进展，但但船舶可可能在某某些工况况下面临临动力不不足问题题，同时时冷能也也没有被被充分利利用。除了内河船船舶“油改气气”取得了了一定进进展外，在双燃料发动机改造、拓展、研制和开发方面，我国目前也做了大量有益的探索工作，代表性的有：（1）中石石油旗下下的济柴柴动力总总厂自主主研发推推出了220000、30000系系列高速速双燃料料发动机机，应用用于石油油钻探动动力。220111年5月月，济柴柴投资110亿元元在武汉汉江

31、夏区区兴建新新能源船船用发动动机生产产基地，规规划投产产后年销销售额550亿元元。20012年年3月，济济柴与中中国长江江航运集集团签署署战略合合作协议议，将为为其1446艘330000-1000000载重吨吨的新建建或现有有内河船船舶提供供或改造造成LNNG双燃燃料动力力。（2）淄博博柴油机机总公司司，在原原船用柴柴油机的的基础上上，以中中国船级级社气气体燃料料动力船船检验指指南、钢钢制海洋洋渔船建建造规范范等为为主要研研发依据据，开发发了Z1170、2210系系列船用用双燃料料发动机机。（3）20012年年7月，江江苏韩通通船舶重重工开始始建造55万载重重吨的双双燃料散散货船，预预计200

32、14年年交付。（4）20012年年10月月，中国国船舶重重工集团团7111所签订订了两艘艘10000吨运运输船的的双燃料料改造合合同。（5）20012年年10月月，中国国北车大大连机车车车辆有有限公司司推出一一款国内内最先进进的双燃燃料船用用发动机机，它是是在原有有的62240型型柴油机机的基础础上进行行系统研研发而成成，天然然气替代代率可达达80%。（6）20012年年5月，天天津塘沽沽水产局局与中海海石油气气电集团团贸易分分公司完完成了“渔船LLNG及及柴油双双燃料改改造试验验示范项项目”协议签签署，将将对北塘塘50艘艘渔船进进行油气气混合动动力改造造。111月份已改造完完成200艘，成成

33、为全国国首批油油气混合合动力渔渔船，为为全国“LNGG能源上上渔船”战略提供供示范。(7)我国国五大燃燃气公司司（新奥奥燃气、港港华燃气气、华润润燃气、中中国燃气气、中油油燃气）均均已在LLNG船船用市场场取得一一定成果果。其中中，华润润燃气首首艘LNNG-柴柴油混合合动力船船舶已于于20113年11月7日日试航，中中油燃气气也于220122年在赣赣江等流流域完成成5艘LLNG船船舶改装装并投入入运营，另另有100艘船舶舶正在改改装阶段段。四、LNGG混合动动力系统统所谓LNGG混合动动力就是是在船舶舶现有柴柴油机的的基础上上，增加加一套LLNG供供气系统统和柴油油LNGG双燃料料电控喷喷射系

34、统统，通过过电子装装换开关关，可实实现单纯纯柴油燃燃料状态态下和油油气双燃燃料状态态下两种种运行模模式，将将船舶单单一的柴柴油动力力改造为为柴油LLNG双双燃料动动力，通通过采用用LNGG部分替替代柴油油燃料，达达到节省省燃油和和降低排排放的双双重目的的。1.LNGG混合动动力的特特点船舶采用LLNG-柴柴油双燃燃料动力力后，柴柴油的平平均替代代率达到到60%至80%，可可实现硫硫氧化合合物减排排85%900%，二二氧化碳碳减排115%20%，同时时，噪声声污染、烟烟尘、废废油水排排放也大大大降低低，船员的的工作生生活环境境得到很很大改善善。同时时，由于于装备了了智能化化的安全全监测与与处置系

35、系统，一一旦有可可燃气体体泄露，就就会自动动报警，自自动切断断天然气气管路，启启动防爆爆通风机机，隔开开储罐与与舱室和和机舱，确确保船舶舶运营安安全和船船员生命命安全。此此外，采采用LNNG燃料料，即使使船舶发发生沉没没事故，也也不会出出现由于于使用柴柴油燃料料导致大大面积水水域污染染的现象象。2.现有柴柴油动力力到LNNG混合合动力的的改装首先是船体体改造。针针对试验验船船体体本身的的特点，将LNG储罐放置于船体尾部的空闲区，并设计一个底座（70-80厘米）。底座与甲板是焊接连接，储罐与底座是螺栓连接。储罐相邻厨房和起居室的一侧都要增加一道隔离空仓。储罐顶部是敞开的。气化器可占用部分盥洗室的

36、空间。其次是船用用LNGG-柴油油混燃系系统。根根据船的的空间特特点设计计、安装装、连接船船用LNNG-柴柴油混燃燃系统，依依次为：LNGG储罐、气气化器、气气体流量量计、电电动截止止阀、不不锈钢管管路、阻阻火器、减减压稳压压阀、喷喷射阀、柴柴油机。第三是安全全与消防防。在LLNG储储罐位置置应安装22个可燃燃气体探探测器，在在机舱内内应安装44个可燃燃气体探探测器。在在机舱两两侧顶部部位置应应安装2台轴流流防爆风风机。一一旦有可可燃气体体泄露，浓浓度达到到天然气气燃爆点点的200%就进进行声光光报警，并并自动启启动轴流流风机进进行强制制排风换换气。如如果浓度度达到燃燃爆点的的40%，则自自动

37、切断断电动截截止阀。上上述动作作过程全全部是自自动控制制。另外外在储罐罐位置和和机舱内内各摆放放了两台台干粉灭灭火器。最后是电路路改造。根根据船用用发电电电压不稳稳定的特特点要进行稳稳压和电电压逆变变等设计计，确保保满足控控制系统统和轴流流风机用用电的需需要。3.LNGG混合动动力的推推广应用用大量试验和和研究表表明，LLNG-柴油双双燃料动动力技术术已经初初步具备备了推广广应用的的条件。为为迅速把把科研成成果转化化为现实实生产力力，还需需进一步步做好以以下几个个方面的的工作。一是开展加加气站规规划。为为满足LLNG-柴油双双燃料动动力船舶舶加气的的需求，需需在港口口和沿河河布置加加气站。据悉

38、，中石油及港华燃气有限公司共同投建的3条LNG加气趸船有望在2013年6月左右下水试航，为来往船舶加气。预计2013年期间，国内将建成约10座水上加气点，且长江沿线未来共规划布局3000个船舶加气点。二是研究制制定相关关技术标标准。目目前，中中国船级级社已经经完成气气体燃料料动力船船舶检验验指南，国家2012年也颁布了LNG燃料动力试点船舶关键设备技术要求和LNG燃料动力试点船舶技术要求，江苏蓝色船舶动力有限公司编制了柴油-LNG双燃料动力系统操作手册和船员安全作业及维护须知。为顺利实现LNG在船舶上的应用及推广，还将进一步研究制定相关技术标准，主要包括两个方面：一是进一步完善规范、标准体系。

39、全力推进气体燃料动力船舶检验指南的出台；加快推进改装船厂评估和船舶设施设备产品的认证认可；进一步完善并颁布船员操作指南，开展船员培训和发证工作。二是实现船舶改造技术标准化。进一步优化储罐及管路设计，针对不同类型、不同吨位的船舶，提出不同的设计方案，并制定相关的施工工艺流程，实现设计、施工的规范化和标准化。三是研究出出台相关关扶持政政策。在在试点推推广初期期，研究究出台相相关扶持持政策，主主要包括括三个方方面：一一是资金金扶持。研研究通过过建立专专项补助助资金、政政府贴息息、过闸闸费减免免等方式式，在推推广初期期对柴油油-LNNG双燃燃料动力力改装船船舶给予予适当资资金扶持持。二是是土地政政策支

40、持持。在港港口和沿沿河加气气站点、LLNG储储备库等等基地的的土地征征用中给给予适当当政策支支持。三三是建立立项目工工作协调调机制。针针对加气气站的布布点规划划和立项项审批、船船舶设施施设备和和船员发发证等方方面工作作，采取取集中处处理和一一站式处处理等方方式，简简化程序序。据挪威船级级社统计计，截至至20111年底底，全球球有222艘LNNG动力力船舶已已在商业业化运营营。到220155年，全全球以LLNG为为燃料的的新船订订单将达达到5000艘，到到20220年将将升至数数千艘。五、目前LLNG船船动力装装置介绍绍LNG船是是载运LLNG的的专用船船舶，它它在航行行的过程程中需要要充分的的

41、利用蒸蒸发的天天然气，相相对于其其他类型型的船舶舶而言，LLNG船船在LNNG动力力技术研研究上是是比较成成熟的，这这里就以以LNGG船为例例来介绍绍几种LLNG动动力装置置。1.蒸汽轮轮机蒸汽轮机占占据今天天全球LLNG船船推进系系统的主主流，主主要原因因为：LLNG船船舶的航航速要求求一般较较高，蒸蒸汽轮机机输出功功率大，可可以满足足LNGG船对大大功率推推进系统统的要求求；同时时系统功功率裕量量较大、可可靠性较较高，可可以满足足交货时时效性的的要求；在蒸汽汽轮机系系统中LLNG蒸蒸发汽或或重油均均可用作作锅炉的的燃料，也也可以采采用一定定比例混混合燃烧烧方式，LLNG蒸蒸发汽可可以得到到

42、很好的的利用；在只燃燃烧蒸发发汽时排排出的排排放物也也较为清清洁；维维护不是是很频繁繁且费用用也相对对较低；主锅炉炉和蒸汽汽透平结结合的主主推进系系统有效效地解决决了蒸发发汽的安安全利用用问题；LNGG的应用用技术在在相当长长的时期期内只被被少数几几个发达达国家所所掌握，同同时市场场长期处处于供过过于求的的状态，LLNG价价格较低低，蒸汽汽轮机系系统的整整体经济济性较好好。而其其他主推推进系统统方案相相对地都都或多或或少存在在一些技技术瓶颈颈，成了了作为LLNG船船主推进进系统的的障碍。经经过几十十年的发发展，蒸蒸汽轮机机系统在在某种程程度上说说已成为为LNGG船的标标准主动动力系统统。蒸汽轮

43、机推推进系统统主要由由锅炉、蒸蒸汽轮机机和齿轮轮减速传传动装置置组成。其其工作原原理是锅锅炉产生生的蒸汽汽通过蒸蒸汽涡轮轮机将热热能和压压力势能能转换成成动能驱驱动涡轮轮转子转转动，经经减速装装置减速速后带动动螺旋桨桨转动，从从而推动动船舶前前进。锅锅炉配备备货物LLNG蒸蒸发气和和燃油两两套燃料料供给系系统。锅锅炉可以以单独燃燃烧蒸发发气或燃燃油，也也可以两两种燃料料同时使使用。其其工作原原理如图图1所示示。蒸汽轮机保保养费用用相对较较低，维维修频次次少，应应用记录录表明系系统具有有很高的的可靠性性。蒸发发汽获取取量取决决于船舶舶设计及及其工作作环境条条件，通通常自然然蒸发率率设计为为011

44、5左左右，有有些正在在营运的的船舶蒸蒸发率可可低到00100左右右。在压压载航行行时，可可得到的的蒸发汽汽量只有有满载航航行时的的1050，具体体比例取取决于货货舱留有有用于预预冷液货货的量、海海况和货货舱温度度的控制制等综合合因素。对对LNGG船来说说，不管管选择何何种推进进系统，都都必须采采取某种种方式来来处理蒸蒸发汽，把把它用作作推进系系统的燃燃料或进进行再液液化。LLNG蒸蒸发汽在在空气中中爆炸浓浓度范围围是514，释放放到大气气不但不不经济而而且非常常危险。LLNG是是在常压压下运输输的，通通常液货货舱安全全阀设定定压力为为25KKPa，真真空压力力设定为为低于大大气压11KPaa，

45、航行行时要避避免货舱舱超压或或出现负负压。图1 蒸汽汽轮机推推进系统统原理图图安全在天然然气运输输中是极极其重要要的，蒸蒸汽轮机机主推进进系统的的可靠性性、严格格的安全全操作规规程以及及成熟的的系统设设计使得得LNGG船有极极好的安安全记录录。迄今今为止，除除发生过过个别型型号蒸汽汽轮机齿齿轮箱过过度磨损损事故外外，并无无其他重重大机损损事故报报告。LLNG船船造价高高昂，延延长船舶舶使用寿寿命是降降低船舶舶营运成成本的重重要措施施之一。与与其他船船舶一样样，LNNG船使使用寿命命很大程程度上取取决于船船体、货货舱和主主推进装装置的服服务寿命命。船体体、货舱舱和主推推进系统统的维护护管理是是L

46、NGG船舶管管理的重重要环节节。根据据日本船船级社119922年的技技术简报报对防防范非自自持式液液化气船船舶事故故的反思思，通通过对229艘非非自持式式液化气气船舶的的事故调调查分析析“，其其结果表表明液化化气运输输船舶的的安全系系数很高高，货舱舱发生液液化气泄泄漏的危危险性很很低。蒸汽轮机推推进系统统的主要要缺点是是：蒸汽汽轮机系系统的燃燃油消耗耗率比低低速柴油油机高，系系统整体体热效率率低，燃燃料消耗耗量大。只只有当蒸蒸发汽的的价格与与燃油的的价格相相比足够够低时，此此种方案案的推进进系统在在营运的的经济性性方面才才有一定定的优势势，越过过了某一一价格的的临界点点，系统统的经济济性差的的

47、问题便便凸显出出来了。2.燃气轮轮机在LNG船船上采用用燃气轮轮机推进进装置，可可采用机机械式或或电力式式。燃气气轮机重重量较轻轻，无振振动、并并且可以以使用双双燃料(使用重重油作为为备用燃燃料)。它它的低效效率某种种程度上上可通过过联合循循环系统统来弥补补。然而而，燃气气轮机对对电站和和气体压压力的要要求较高高，这会会使安装装更复杂杂，费用用更为昂昂贵。罗尔斯罗罗伊斯燃燃气轮机机公司，于于20002年初初推出了了供LNNG船选选用的TTrennt300型燃气气轮机。该该机输出出功率达达36MMW，且且重量较较轻，不不到266吨。与与蒸汽轮轮机相比比，这种种燃气轮轮机在整整个使用用期间可可以节

48、约约营运成成本20096左左右。如如选用TTrennt300型燃气气轮机作作LNGG船主机机，船的的总长可可缩短119米，而而载重量量却可增增加122，这这对提高高船舶经经济效益益至关重重要。TTrennt300型燃气气轮机具具有模块块化结构构等特性性，可维维修性好好，这己己成为用用户选用用船舶主主机的重重要条件件之一。阿尔斯通公公司和通通用动力力公司也也准备为为LNGG船提供供燃气轮轮机。他他们认为为，LNNG船采采用燃气气轮机推推进可以以节省很很大的舱舱内空间间和减轻轻主机重重量。阿阿尔斯通通公司已已向LNNG船市市场推出出了输出出功率达达17兆兆瓦的GGT355型燃气气轮机。该该机是能能使用柴柴油和天天然气混混合燃料料的双燃燃料发动动机，柴柴油和天天然气的的混合比比为2：8。目目前船东东对这种种燃气轮轮机很感感兴趣。通通用动力力公司生生产的LLM25500型型和LMM60000型燃燃气轮机机也适合合于LNNG船，这这两型燃燃气轮机机具有可可靠性高高、重量量轻、单单位重量量的功率率很大等等特点。为为了满足足对LNNG船冗冗余度方方面的要要求，可可在一艘艘LNGG船上可可安装两两台燃气气轮机或或采用燃燃气轮机机加余热