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LNG动力船知识,中船708所高级工程师解答

LNG动力船知识,中船708所高级工程师解答 国际船舶海工网
2021-10-22
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导读:广船国际将演讲LNG\x5c甲醇双燃料新造船项目、LNG双燃料改造、LNG修理探讨外高桥造船将演讲12万吨LNG动


广船国际将演讲LNG\甲醇双燃料新造船项目、LNG双燃料改造、LNG修理探讨

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随着我国“碳达峰”“碳中和”

战略目标的确立
船舶工业对减少污染和温室气体排放
的重视达到前所未有的高度
船舶节能环保技术
尤其是清洁燃料技术
正日益展现出巨大的市场潜力

今天的科普船舶
船次方就来说一说
船舶动力的“明星”
——液化天然气(LNG)燃料

网友们熟知的
中国船舶“绿巨人”天团就是
LNG双燃料系统的超大型集装箱船

相比其他动力,LNG做燃料有何优势?
LNG超低温,但却易燃易爆,
怎么让它“老实”干活呢?
……

中国船舶集团七〇八所
民船部高级工程师 郑健
为您解答
▼▼

LNG燃料比传统燃油好在哪儿?还有其他更环保的燃料吗?

随着船舶尾气氮氧化物、硫氧化物、二氧化碳等环保减排的要求,常规燃油动力船舶逐渐难以胜任。


LNG主要成分是甲烷,是目前应用最广泛的低碳清洁能源之一,相比于燃油,可以减排氮氧化物90%以上,硫氧化物99%,固体颗粒物99%,二氧化碳20%以上。在应对2030年“碳达峰”以及更加严苛的环保要求,LNG属于现阶段最佳替代燃料选择之一


为进一步满足2060年“碳中和”的目标,船舶行业潜在的替代燃料包括:氨燃料、氢燃料、生物甲醇等多种潜在选择,但目前均为探索阶段,远未达到LNG燃料这种市场供应成熟、经济性好的程度。




小编PS:“碳达峰”就是我国承诺在2030年前,二氧化碳的排放不再增长,达到峰值之后再慢慢减下去;而到2060年,针对排放的二氧化碳,要采取植树、节能减排等各种方式将之抵消掉,这就是“碳中和”。


纯LNG燃料船比双燃料船、多燃料船更先进吗?

相比于燃油/LNG双燃料船舶,采用纯LNG燃料动力的船舶没有任何燃油,更加清洁环保。当然,没有燃油作为LNG的备用燃料,对LNG燃料系统要求会更加严格,除需两套独立LNG燃料系统作为冗余备份外,对安保系统的要求也更加严苛


多燃料船舶一般用于运输特定货物的船舶,同时以燃油、LNG或者运输货物作为燃料,比如乙烷运输船、LPG运输船、甲醇运输船等均可以以货物作为燃料。



看来纯LNG燃料真是船舶动力的一支生力军!



了解了LNG燃料的优势
下面来说说它的安保系统
为何单独说安保?
因为LNG燃料的危险系数极高
没有什么比安全稳定更重要的了

▼▼

这些风险的具体表现是?安保系统又是如何起作用的?

LNG燃料是零下160多度的易燃易爆品,不要说转换为动力,即便是普通运输,安全问题都是重中之重。


LNG专门存储在耐低温的容器内,小容积通常采用双层不锈钢的真空罐储存。(如下图)



LNG燃料充装、储存、供应和利用环节都有风险,主要集中在“三点一线,四大部件”上:即气罐处所、机器处所、充装处所三个点和管系一线,以及发动机、气罐、热交换设备和中央控制单元四大部件上。具体表现为低温燃料泄漏、可燃气体泄漏、燃料罐超压、燃料罐液位过高导致液体热膨胀溢流火灾、通风失效、供气温度压力异常等等。安保不到位会导致极其严重的后果。



安保系统用于出现上述紧急情况下,可提供可靠、准确、及时安全保护切断,使LNG燃料系统及船舶处于安全、合适的保护状态,避免危险进一步扩大




看完这些隐患,真心觉得安保系统真是必备神器!



结合最近七〇八所自主研发设计的
LNG燃料系统试验样机
和LNG燃料控制及安保系统
成功完成了液氮低温联调试验
已达到实船应用水平
这一消息(点击回顾
船次方对LNG燃料控制及安保系统
进行了详细了解

▼▼

请问LNG燃料系统试验样机是做什么用的?

为LNG燃料罐、LNG燃料系统、LNG燃料控制及安保系统做整体联调测试,是统筹一切的存在,而这一整套系统已经完全属于我国自主研发的技术!



原来为了安保试验,还要专门设计一套机器……


LNG燃料为什么要用液氮做试验

LNG燃料为零下160多度低温液体,且具有易燃易爆特性,试验阶段直接采用LNG燃料那可太危险了。但LNG燃料系统又属于低温深冷系统,必须在低温条件下才能完成实际功能的测试与设计验证,而液氮为负196度的低温不燃液体,就成为了LNG燃料的完美代替试验介质



为“挺身而出”的液氮点个赞!


常温与低温的联调试验分别对实船应用有什么帮助?

我们知道,任何实验或测试,都有着严谨的步骤和规范,不能走捷径。


常温联调试验就像低温试验前的“模拟考试”,就是为了避免直接低温试验时发生风险。


低温联调试验是模拟船上真实情况测供气系统的各项功能,试验的成功标志着验证设计的各项指标合格,证实了系统的可靠性,具备了从样机到实际产品转化的条件,达到实船应用的水平



这段话小编的理解就是,模拟考取得优异成绩,高考就离清华北大不远喽!


安保系统“零故障”属于什么样的存在?

首先,“零故障”在国内已属领先水平。安保系统属于LNG燃料系统安全部分的重要组成部分,也是船东、船厂、船级社检验的关键环节,其它环节也许会出现少许的缺陷或BUG,但安保系统必须要求可靠。安保系统“零故障”表明硬件质量可靠、软件成熟度高,达到实船应用水平。



安全,必须做到万无一失!


消息中说,七〇八所全新开发的LNG燃料控制系统可实现LNG罐内压力的精准调控,确保日常加注与供气全周期BOG零排放,请问BOG零排放是什么意思?

LNG属于低温液体,LNG罐体在自然环境会持续漏热,加注期间通过外部管道也会带入大量热量,这些都会导致罐内LNG液体升温并产生蒸发气(boil-off gas),也就是BOG。


BOG的合理控制与处理,避免BOG直接排放到大气中,是LNG燃料系统的关键之一,BOG零排放意味着除紧急情况以外,在船舶正常的加注、供气、停泊等运营期间LNG罐不对外排放任何BOG,既避免燃料的浪费、降低风险,也避免甲烷温室气体的排放,保护环境



连蒸发气都不放过,优秀!



LNG燃料优势明显又可控,我们是不是要大力推广?

是的,我们的目标是先从国内内河LNG动力船舶着手,进行升级换代。船舶航行在城市之间,排出的尾气直接关系到居民健康,而且我国内河船舶数量庞大且整体较为落后,相比于海船对人民的健康危害更大、更直接。后续还会进一步推广至全国沿海、近海及远洋船舶上。



期待更多“绿色”船舶荡漾在碧水清波上……



END



| 策   :船次方工作室X七〇八所
| 通讯员:郑   /段雪琼
| 责   编:王   琦
| 校   对:高红梅
| 审   核:项   丽/甘丰录


【声明】内容源于网络
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