LNG燃料船技术新潮流

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随着全球海事界对有害物质排放要求的日益严格，特别是一些排放控制区的设定，促使船东采用各种措施应对国际上的规定。目前，主要措施包括使用低硫燃料、安装气体吸收装置和使用LNG燃料。其实，LNG燃料早在1964年就开始应用于LNG运输船，但直到2000年才开始应用于其他类型船舶。据统计，2000～2010年全球采用LNG作为燃料的船舶共22艘（不包括LNG运输船）。这些船舶为控制排放可以发挥多大作用？他们的技术发展又如何呢？

与其他船用燃料相比，LNG燃料最主要的优点是对环境的影响较小，排放量最小。据了解，采用LNG燃料可以减少10%～20%的CO2排放量，90%的NOX排放量，100%的硫化物和颗粒物排放。而且，LNG燃料主机(产品库 求购 供应)不需要安装润滑油(产品库 求购 供应)清洁设备，内部环境较好。另外，LNG的一大优势就是储量巨大，截至2009年1月1日，世界天然气探明储量为177.1万亿m3。

但LNG作为船用燃料，则要改变主机和燃料舱的设计布置，圆柱形压力罐所需空间约为等量柴油所需空间的3～4倍，特殊的储气罐和舱室结构增加了LNG储存的重量，约为船用柴油的1.5倍，使建造成本增加约8%～20%，同时维护成本也会随之增加。

目前，建造最多的LNG燃料船舶是渡船，其中包括车/客渡船(船型 船厂 买卖)、滚装船、客滚船等，因为这些船舶多属于短途沿海航行，对LNG储气罐大小的要求较低。

波罗的海货船几种燃料方案的排放物对比

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世界首艘LNG燃料渡船“M/F Glutra”号

挪威作为LNG生产大国，为了提高挪威气体燃料技术和获得良好的环境效应，1996年挪威议会决定分别建造采用CNG和LNG作为燃料的两种类型车/客渡船。2000年，世界首艘采用LNG为燃料的渡船“M/F Glutra”号由阿克尔船厂建造完工。通过采用LNG燃料，该船可以减少80%的NOX排放量，总成本比采用柴油燃料的渡船高30%，但船厂和运营商认为由于属于新技术的首次应用，费用的提高在可接受范围内。

该渡船的LNG燃料推进原理是LNG从卡车储气罐注入到船上的不锈钢(产品库 求购 供应)储气罐，该不锈钢储气罐布置在甲板下的双壁不锈钢容器中。LNG通过发动机(产品库 求购 供应)冷却剂蒸发后进入4台超稀薄燃烧天然气发动机中。每台发电机(产品库 求购 供应)与对应的发动机相匹配，通过变频器(产品库 求购 供应)将电能供应到1000kW的异步电动机(产品库 求购 供应)，该电动机驱动位于船尾的双桨，以提供较好的操纵性。

LNG储存在2个真空、珍珠岩绝热不锈钢低温储气罐中，该储气罐由AGA Cryo AB公司提供。每个LNG储气罐容积约为32m3，最大填充率为85%。储气罐的外层是不锈钢容器，该容器为双壁结构，中间填充矿物纤维。不锈钢容器可以防止LNG逸出，还避免低温液体对船体钢板的冷却侵蚀。对于气体系统的要求之一是当船舶以最高速度与码头发生碰撞时不会出现任何损坏。2个储气罐设置在位于主甲板下的两个独立舱室，每个舱室还配有蒸发器，蒸汽通过双管输送至压力为4bar的主机舱。

为了安全起见，发动机的布置远离LNG储气罐，位于汽车主甲板上的一个狭小舷边甲板。发动机采用4台三菱GS12R-PTK型超稀薄燃烧天然气发动机，转速为1500r/m时单机功率为675kW，发动机在满载时的热效率为37%。4台发动机分布在4个不同的、通风(产品库 求购 供

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应)性好的机舱，可以通过一套系统中的多个气体检测器进行监控(产品库 求购 供应)，能够确保在气体浓度超过某一水平时依靠截流阀(产品库 求购 供应)切断气体流动。泄漏的气体通过管道进入桅杆顶部。当任一机舱中的气体混合物达到最低爆炸水平（LEL）的20%时，气体检测器会发出报警(产品库 求购 供应)并且在发动机达到60% LEL时自动切断气体供应。机舱的爆炸分析表明：在最坏的情况下，主机的两扇窗格门（sashed-door）将爆裂并立即释放压力而不影响其他主机室。在正常操作下，2台主机可以为推进和其他能量消耗提供足够的功率，第3台发电机作为备用或用于增速或用于恶劣天气条件下。第4台发电机为其他主机维护时使用。通过这种配置，该船能够进行2～3年的全年持续航行。

船上LNG燃料的补给由Statoil公司的卡车供应，通过舷侧开口进行补给。卡车内的LNG在1台空气加热蒸发器的压力作用下输送到渡船LNG储气罐。补给过程一般在夜间及无人登船的情况下进行，每次补给47m3或16t的LNG，耗时2个小时，补给周期约为每5或6天一次。

据了解，Fjord1集团目前共运营10艘LNG燃料船舶，该公司表示，通过多年的运营采用LNG作为燃料的渡船具有良好的环保性，可以减少19%的CO2、91%的NOX、100%的SO2和颗粒物，而且噪声污染较低。不过建造费用可能会增加15%～20%，维护成本比柴油主机高。

世界首艘LNG燃料供应船(船型 船厂 买卖)“Viking Energy”号

2003年，Eidesvik公司向Kleven海事公司订造的世界首艘LNG燃料供应船“Viking Energy”号投入使用。该船总长94.9米，型宽20.4米，总吨5073t，货物甲板面积为1030m2。船上配有1个234m3的CRYO AB不锈钢真空绝热储气罐，设计压力为9bar，LNG储存量约为209m3。燃料补给周期为每10天1次。主机采用4台2010kW的瓦锡兰(船机库 位置)6L32DF型双燃料发动机，可以减少90%的NOX和30%的CO2排放量。为了保证主机的安全性，主机系统划分为防火区和防爆区。

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“Viking Energy

”号的第2艘姐妹船“Viking Lady”号于2010年交付，该船是

FellowSHIP项目的研究成果，该项目由Eidesvik公司、DNV、瓦锡兰、Vik-Sandvik和CFC Solutions公司共同完成。

STX公司的PSV06LNG型

2010年STX挪威近海公司接获Olympic航运公司1艘LNG燃料平台供应船(船型 船厂 买卖)，预计2012年第一季度交付。该船采用PSV06LNG型设计，船长95米，宽20米。采用双燃料主机驱动，当采用LNG驱动时，其NOX可减排92%，CO2可减排23%，SOX和颗粒物可减排100%。LNG液罐位于上层建筑下方，不影响货物装载量。

据了解，STX挪威近海公司至今共交付了6艘LNG燃料船舶，LNG燃料船舶手持订单5艘，其中PSV12LNG型平台供应船能够使用LNG燃料、生物燃料和船用柴油，具有较低的燃料消耗。LNG储气罐采用独特的布置方式，不仅不会减少船上货物空间，而且货物空间比同尺度的其它船舶更大。

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65000吨级豪华旅游船(船型 船厂 买卖)双燃料推进布置图

2011年，瓦锡兰公司公布了65000吨级LNG燃料豪华旅游船的设计方案。该船长260米，船宽34米，最大宽度为43.2米，船员650人，客舱780间，载客能力为1900人，航速19节。

船上安装3个465m3的瓦锡兰LNGPacs储气罐，LNG每天消耗量为45t，自持力为12天。35米长的C型储气罐安装在游泳池甲板下面的舱壁甲板上，这种布置既不影响水密舱壁，还能够通过船尾户外甲板进入舱室。该船装有2台瓦锡兰6L50DF型和2台8L50DF型双燃料发动机，主机总功率为27300kW，LNG为主燃料，柴油为备用燃料，有2个8000kW的电动机。燃料补给站布置在船尾贮存柜附近，既减少了管路长度，又可以保证安全。由于LNG储气罐容积较大，船舶的补给将通过驳船或者小型LNG运输船完成。

此外，2009年STX集团和法国Stirling国际设计公司推出一型新概念旅游船EOSEAS，该船设置类似于LNG船上的储气罐，采用LNG作为燃料以驱动螺旋桨(产品库 求购 供应)并提供船上所需电力。

Tarbit航运公司授予瓦锡兰船舶设计公司一份化学品船(船型 船厂 买卖)改装设计合同，计划将柴油机(产品库 求购 供应)推进改为LNG主机推进。该化学品船“Bit Viking”号原来的主机为2台5850kW的瓦锡兰6L46B型柴油机，辅机(产品库 求购 供应)采用2台1360kW的瓦锡兰8L20型柴油机，改装后将替换为2台5700kW的瓦锡兰W6L50DF型气体发动机，80%载荷时续航力为12天。该船将安装2个500m3的LNG储气罐，空重超过400t。

DNV的LNG燃料油船(船型 船厂 买卖)“Triarity”号