LNG燃料動(dòng)力船監(jiān)控與安全系統(tǒng)分析

董德新

摘 要：LNG作為一種清潔能源，可有效減少氮氧化物和二氧化碳以及硫化物和微小顆粒等的排放。不過，由于各種因素，LNG燃料在內(nèi)河船還未得到普及，LNG燃料動(dòng)力油輪在內(nèi)河運(yùn)輸更是需要考慮各種因素的影響。通過對(duì)整個(gè)LNG燃料利用鏈條上主要設(shè)備的梳理及功能分析，并對(duì)LNG燃料充裝系統(tǒng)和供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及對(duì)應(yīng)控制措施及手段分析，此舉對(duì)實(shí)現(xiàn)安全利用LNG燃料的目的有著很好的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：LNG燃料;燃料動(dòng)力船;動(dòng)力船監(jiān)控;安全系統(tǒng)

引言

目前已經(jīng)有越來越多的船舶將LNG（液化天然氣）作為其主要燃料，跟其他燃料對(duì)比，LNG具備清潔能力強(qiáng)、綠色環(huán)保以及儲(chǔ)存量大等諸多優(yōu)勢(shì)，其不但擁有較強(qiáng)的環(huán)境效益，還具備較高的經(jīng)濟(jì)效益。通過多次實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，LNG+柴油混合動(dòng)力船跟僅應(yīng)用柴油的動(dòng)力船相比更加節(jié)能，大約能夠降低20%～25%的成本，而且在維修方面，LNG+柴油混合動(dòng)力船的成本費(fèi)用也小于柴油船舶。由此可見，基于LNG的眾多優(yōu)勢(shì)，使其成為船舶動(dòng)力燃料是我國航運(yùn)業(yè)未來的主要發(fā)展趨勢(shì)指日可待。

1LNG燃料動(dòng)力船監(jiān)控與安全系統(tǒng)的重要性

LNG是液化天然氣的簡稱，主要成分是甲烷。許多技術(shù)人員都意識(shí)到這種液化天然氣的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在經(jīng)過一系列科學(xué)處理后，讓LNG成為了燃料的一種，在我國有著廣泛的應(yīng)用前景。只要我們繼續(xù)加快技術(shù)攻關(guān)和相關(guān)規(guī)范制定，深入研究，總結(jié)前期實(shí)際運(yùn)營船舶的經(jīng)驗(yàn)與不足，結(jié)合內(nèi)河船舶的特點(diǎn)，不斷提高規(guī)范的適用性，便能對(duì)LNG燃料動(dòng)力油輪在進(jìn)出港時(shí)進(jìn)行合理管制，從而有效提高運(yùn)輸效率，保障作業(yè)安全。最常見的應(yīng)用方式就是將LNG作為船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

2LNG燃料動(dòng)力船監(jiān)控現(xiàn)狀

2.1管理方面的問題

任何燃料的制作、運(yùn)輸及使用都需要有嚴(yán)格的監(jiān)管機(jī)制作為保障，這也是船舶運(yùn)輸工作能夠安全穩(wěn)定開展的前提。從實(shí)際情況來看，很多城市所采用的管理方法多針對(duì)于傳統(tǒng)的燃料，并沒有將LNG新型燃料與其他燃料區(qū)分開來，這就使得管理工作不夠完善，與船用LNG燃料動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)極不適應(yīng)。

2.2技術(shù)方面的問題

LNG燃料需要通過特殊的技術(shù)手段處理天然氣，對(duì)技術(shù)人員的專業(yè)操作能力提出了更高的要求。由于天然氣自身的特性，這項(xiàng)技術(shù)操作工作有一定的危險(xiǎn)性。有些技術(shù)人員自身也沒有意識(shí)到研發(fā)LNG燃料的重要性，這些因素都極大地制約了LNG燃料的發(fā)展，也制約了船舶運(yùn)輸行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)?shù)卣块T和各企業(yè)沒有定期展開人才培養(yǎng)工作也是影響LNG燃料發(fā)展的重要原因。

2.3能源與環(huán)境問題

能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，攸關(guān)國計(jì)民生和國家安全。推動(dòng)能源生產(chǎn)和利用方式變革，調(diào)整優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，構(gòu)建安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、清潔的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系，對(duì)于保障我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。當(dāng)前，我國能源資源制約日益加劇，能源安全形勢(shì)嚴(yán)峻。一方面，我國能源資源短缺，石油能源可持續(xù)供應(yīng)能力不足;另一方面，粗放式發(fā)展導(dǎo)致我國能源需求過快增長，石油對(duì)外依存度從本世紀(jì)初的26%上升至2011年的57%。與此同時(shí)，我國油氣進(jìn)口來源相對(duì)集中，進(jìn)口通道受制于人，遠(yuǎn)洋自主運(yùn)輸能力不足，金融支撐體系亟待加強(qiáng)，能源儲(chǔ)備應(yīng)急體系不健全，應(yīng)對(duì)國際市場(chǎng)波動(dòng)和突發(fā)性事件能力不足，能源安全保障壓力巨大。

3LNG燃料動(dòng)力船監(jiān)控與安全系統(tǒng)控制優(yōu)化

3.1燃料供應(yīng)系統(tǒng)的安全控制

燃料供應(yīng)系統(tǒng)的安全控制所涉及的對(duì)象從燃料艙一直到氣體進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)，整個(gè)鏈路上的處所、設(shè)備、管路閥件均屬于燃料供應(yīng)系統(tǒng)所涉及的對(duì)象。處所主要是：燃料艙處所、燃料艙接頭處所、壓縮機(jī)室、氣體閥件單元處所（GVU）、機(jī)器處所、其他燃料管系穿過的圍蔽處所;設(shè)備主要是：燃料艙、熱交換器、壓縮機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī);管路閥件主要是：從燃料艙至發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋前的燃?xì)夤苈泛碗p壁管及其閥件。

3.2燃料充裝系統(tǒng)的安全控制

充裝系統(tǒng)包含氣相管路、液相管路、惰性氣體吹掃管路、連接軟管、緊急切斷閥等，對(duì)于接收船來講，其主要的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)在于：充裝站內(nèi)閥件的氣體泄漏，充裝管路雙壁管通風(fēng)失效（當(dāng)充裝管路穿過圍蔽處所時(shí)，需要采用雙壁管的形式），雙壁管內(nèi)氣體泄漏，充裝達(dá)到了氣罐的充裝極限，燃料艙壓力高，充裝管路上的ESD閥失去動(dòng)力等。對(duì)于氣體泄漏采取報(bào)警和ESD閥關(guān)閉充裝管路的策略;對(duì)于通風(fēng)失效，由于通風(fēng)失效并不一定意味著氣體管路出現(xiàn)問題，因此僅僅是報(bào)警，以此提示人員通風(fēng)出現(xiàn)問題;對(duì)于燃料艙壓力異常、到達(dá)充裝極限采取報(bào)警和ESD閥關(guān)閉的安全策略。

3.3完善審批制度

對(duì)我國LNG動(dòng)力船舶試點(diǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行整合匯總，并在最快時(shí)間內(nèi)對(duì)審核批準(zhǔn)流程、制度予以健全，并建設(shè)審批備案制度。還可以把LNG動(dòng)力船舶的審批權(quán)下發(fā)至各省級(jí)航務(wù)海事機(jī)構(gòu)，提升審批效率，從而加強(qiáng)各大航運(yùn)企業(yè)應(yīng)用LNG動(dòng)力船舶的積極性。

3.4加強(qiáng)LNG燃料的創(chuàng)新研究

雖然LNG燃料是目前清潔能力較強(qiáng)、安全系數(shù)較高的船舶動(dòng)力燃料，技術(shù)人員也需要具備與時(shí)俱進(jìn)的意識(shí)和能力，關(guān)注燃料的創(chuàng)新研究工作。創(chuàng)新研究應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)從制作流程的優(yōu)化、使用過程中的安全性和便攜性等方面深入進(jìn)行，用發(fā)展的眼光看待LNG燃料和船舶運(yùn)輸行業(yè)。由于LNG燃料的裝載燃料艙要求高，適于裝載的空間受限，制約了LNG燃料的一次裝載量，使船舶續(xù)航力受到限制，這是目前創(chuàng)新研究工作需要重點(diǎn)解決的問題。

結(jié)束語

隨著全球減少碳排放的呼聲日益高漲，作為碳排放大戶的航運(yùn)企業(yè)紛紛表示將參與開發(fā)新的節(jié)能技術(shù)，研發(fā)新能源船型，推動(dòng)未來全球航運(yùn)市場(chǎng)向節(jié)能低碳方向發(fā)展。本文通過對(duì)整個(gè)LNG燃料利用鏈條上的主要設(shè)備的梳理及功能分析，確定主要的監(jiān)控設(shè)備是：燃料艙、熱交換器、壓縮機(jī)、氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，并對(duì)LNG燃料充裝系統(tǒng)和供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及對(duì)應(yīng)控制措施及手段分析，此舉對(duì)實(shí)現(xiàn)船舶安全利用LNG燃料有著很好的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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