浅析内河船舶LNG利用的可行性
浅谈内河LNG动力船舶的性能

一
、
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
环境 问题 成 为 当 今 世 界 的 时 代 主 题 之 一 。运 用新 技 术 实 现 节 能减 排 已经 成 为 共 同 的 选 择 。在 交 通 领 域 , 陆上 交通 已 经 大 面积 的 应 用 各 种 清 洁 燃 料 ,然 而 在 水 上 交 通 领 域 , 虽然 对 清 洁燃 料 应 用领 域 的 探 索 不 断 ,但 并 没 有 大 面 积 的推 广 清
汉 和 重 庆 等 几 大 港 口 ,使 上 述 城 市 空 气 中 N O 含 量 在 0 0  ̄ . 5 / ,S 含量在 0 0  ̄ .0 / ,低于 . 5 0 1 mg m。 O . 4 0 1 mg m。 国家 二级标 准,有些甚至低于三级标准 ,船舶排放 的污染物
大 约 占 中 心城 区污 染 物 的 5 7 , 占港 区 的 5 %左 右 I。 %一 % 0 1 】 船 舶 柴 油机 大 气污 染物 排 放 是 影 响 中 国 内河 港 口及 沿 岸 空 气
洁燃 料技 术。内河航运与沿岸居民生活息息相关 ,沿岸 的环 境对船 舶污染物相对敏感 。目前 内河运输通航条件较差 的河
流 ,船 舶 陈 旧、技 术 状 况 较 差 、 船 型 复 杂 、 船 舶 吨 位 小 、运
输效率低 、已成为环境空气污染方面不容 忽视 的问题。
以长 江 为 例 ,每 年 长 江 干 线 船 舶 排放 的 NO 、 S 颗 O和 粒 物 总量 大 约 为 1 0 万 t 已超 过 全 国 所 有公 路 营运 汽 车 排 0 , 放 量 的一 半 以上 。其 中 7 %的 污 染 物集 中在 上海 、南 京 、 武 0
排放大大低于低硫柴油 。
内河柴油—LNG双燃料动力船舶应用分析

内河柴油—LNG双燃料动力船舶应用分析作者:夏中垠来源:《中国水运》2013年第06期摘要:如何缓解石油资源的约束―瓶颈‖,破解排放污染问题,是内河运输持续发展的一项重要工作。
柴油-LNG双燃料动力船舶正是在此形势下发展起来的一项先进技术,是调整交通运输能源结构,发展绿色航运的有益尝试。
关键词:柴油—LNG双燃料动力船混燃模式 LNG储罐我国目前LNG双燃料动力船舶应用情况我国从九十年代开研究开发工作,目前内河船舶江苏、安徽、湖北、江西、山东等地陆续开展柴油LNG混合动力船舶的开发工作。
特别是自2010年以来,苏宿货1260、红日166号、长迅3号、赣抚州货0608、武汉302号轮渡等艘船,经过双燃料改造后,分别在京杭运河和长江航线进行试验运行,与柴油燃料相比燃料成本下降20%以上,船舶尾气污染物综合指标下降50%以上,动力性、可靠性、操控性能与原机相当,得到了用户的一致认可和欢迎,为规模发展LNG船舶打下了良好的基础。
下面以安徽芜湖―红日166号‖船舶改造为例说明。
改造方案就是以柴油–LNG双燃料替代柴油单一燃料,在保持原有柴油机主体结构和燃烧方式不变的前提下,增加一套LNG供气系统和柴油–LNG双燃料电控喷射系统,通过电子转换开关,实现单纯柴油燃料状态下和油气双燃料状态下两种运行模式的转换。
该船的混燃技术改造方案由三大系统组成,即LNG储供气系统,柴油—天然气混燃电控喷射系统,消防报警系统。
1、红日166船的技术参数:红日166船运行情况2011年4月7日长江首艘内河柴油-LNG混合动力改造船―红日166‖在芜湖市成功首航,截止到8月份共运行阳新至上海重载11航次,上海至阳新空载8航次,上海至黄石重载4航次,阳新到南京重载1航次、南京到阳新空载1航次。
运行平稳,动力与原机相当,加一次气的续航里程达到4000公里。
1、主要技术指标对原柴油机不做改动,改装简单、方便,利于推广。
随时在纯柴油和柴油-天然气混燃两种模式下切换。
浅谈LNG动力船的现状与发展趋势

摘 要: 将液化 天然 气 ( N 作 为船舶 燃料 , L G) 部分或 完全 替代 柴油 燃料 , 以达 到 可 节省燃 油和 降低排 放污染 物的双 重 目的。 文拟 就L 本 NG动力船的经 济性和 环保性 进行
分析, 讨 L 探 NG动 力 船 的 现 状 及 发 展 趋 势 。 关 键 词 : NG 船 舶 动 力 经 济 性 环 保 性 L
1 NG动 力船 的时代 背 景 .L
价 格 仅 相 当 于 柴 油 的 14 1 3 / 到 / 。目前 排 放 量 的7 .4 氮 氧 化 物 排 放 比石 13 %,
国 内 由 于 定 价 机 制 原 因 ( 油 价 挂 油 减 少了8 %, 氧 化 物 排 放 比 石 油 与 0 硫
营成 本 。
4 .国外 L NG动 力船 情况
欧 洲 的 一 部 分 水 域 ( 罗 的海 、 波
除 了 在 燃 料 价 格 上 较 船 舶 传 统 北 海 等 ) 许 多 港 口 、 国 加 利 福 尼 和 美
理论 TER Ilf f ̄l l0Y i l Hll ll ll ll
重 目的
2 1 NG燃料 的经 济性 .L
L NG的 市 场 价 格 远 低 于 燃 油 价 3 L . NG动 力 船的环 保性 格 , 其 是 美 国 的 HH价 格 以 及 欧 洲 尤
在 相 同 的 能 量 功 率 输 出 下, 然 天 的 NB 价 格 。 同 热 值 输 出 下 , NG P 相 L 气 的 二 氧化 碳 排 放 只有 石 油二 氧 化 碳
两 种 运 行 模 式 , 船 舶 单 一 的柴 油 动 将
等 , 当 前 人 类 使 用2 0 。 5年
LNG燃料动力内河船舶时代的到来

研究工作。
4LNG燃料动力内河船舶法 Nhomakorabea规范法规规范方面,目前国外已有LNG燃料动力船舶相关法规规范出台,这包括国际海事组织海I: 安全委员会在2009年6月出台的《船上天然气燃料发动机装置安全暂行指南》,DNV、ABS、GL等
5
LNG相关船用设备配套
目前,LNG相关船用设备的配套厂家已积极展开了研究和试验工作,这包括LNG储存设备、LNG 处理及供给系统、天然气发动机等。
5.1
LNG储存设备
为确保船舶在续航力内有足够的气体燃料供给,常需在船上储存一定最的LNG。LNG约为常压
气态天然气的600分之一,天然气行业常将天然气深冷液化后再进行储存及运输。LNG的储存技术 出现在多个领域,包括LNG运输船舶的液货舱、LNG燃料动力船舶的燃料罐、LNG站点的储存罐、 LNG槽罐车的储罐等。LNG在常压下其沸点约为一162℃,这使得储存设备的保冷技术显得尤为重要。 LNG储存设备一般可分为薄膜犁液舱及半冷半压式储罐,前者主要用于大容量LNG的储存,较小容 量的LNG储存常采用半冷半压式储罐。两种型式均经过了长时间的实际应用,得到了广泛的认可。 半冷半压式储罐有堆积绝热和真空绝热两种形式,根据国内外应用经验,小容量的LNG燃料罐常采
系统已逐渐在LNG运输船领域推广开来。除LNG运输船广泛使用LNG燃料动力以外,挪威已有20
余艏车渡船采用LNG燃料动力。 除船舶领域外,陆用LNG燃料动力已得到了较为广泛的应用。在我国,新疆r“汇的重型卡车已 成功使用LNG燃料动力,LNG公交车、出租车在我国各大城市已逐渐推广应用。其中,广东惠州已 投入LNG公交车约200辆,而广东珠海所配置的LNG公交车超过450辆,在未来的几年内,各大城 市将进一步扩大LNG车辆的配置。
LNG(液化天然气)在船舶燃料中的应用

LNG(液化天然气)在船舶燃料中的应用LNG(液化天然气)是一种被广泛应用于船舶燃料领域的清洁能源,其在船舶燃料中的应用具有重要意义。
随着全球对环保和节能要求的不断提高,更多船舶开始选择使用LNG作为主要燃料,以减少对环境的影响并提高航行效率。
一、LNG(液化天然气)的起源及特点LNG是将天然气在极低温度下通过液化技术转化而成的清洁燃料,其主要成分为甲烷。
相比传统的柴油燃料,LNG具有燃烧效率高、碳排放低、硫氧化物和颗粒物排放几乎为零的优点,被认为是当前最为清洁的船舶燃料之一。
二、LNG在船舶燃料中的应用现状随着国际海事组织(IMO)推动全球航运业向更清洁、更可持续的方向发展,越来越多的船舶开始采用LNG作为主要燃料。
全球范围内,液化天然气船舶数量逐年增加,涵盖液化天然气船、液化天然气供气船、LNG推动船等多种类型。
各大船东和船厂也在积极研究开发新型LNG船舶,以满足市场需求。
三、LNG在船舶燃料中的优势与挑战1. 优势:(1)环保优势:LNG的燃烧排放更清洁,大大减少了二氧化硫和氮氧化物的排放,有利于改善海洋环境质量;(2)经济优势:随着LNG价格的逐渐降低,其成本优势逐渐显现,使得使用LNG作为船舶燃料更加具有竞争力;(3)安全优势:LNG在船舶燃料中的应用还能提高船员和船舶的安全性,规避燃油泄漏或爆炸等事故。
2. 挑战:(1)基础设施建设不足:LNG供应基础设施相对薄弱,需要更多的液化天然气接收站和加注站来支持LNG船舶的运营;(2)技术标准和规范尚未完善:LNG船舶的技术标准和规范相对刚开始,需要不断完善和统一,以提高LNG船舶的运行安全性。
四、LNG在船舶燃料中的发展前景随着全球对环保的关注不断增加,LNG在船舶燃料中的应用前景非常广阔。
未来,随着技术的进步和成本的降低,LNG船舶将会逐渐成为主流,替代传统的燃油船舶,从而实现航运业的绿色可持续发展。
同时,各国相关部门和国际组织也将会推动LNG船舶的发展,通过扶持和资金支持,加速LNG船舶的推广应用。
液化天然气LNG在内河船舶上的首次应用

第11卷第10期中国水运V ol.11N o.102011年10月Chi na W at er Trans port O ct ober 2011收稿日期:作者简介:王世荣(66),男,中国船级社武汉分社。
液化天然气(LNG )在内河船舶上的首次应用王世荣(中国船级社武汉分社,湖北武汉430022)摘要:上世纪60年代国外就应用液化天然气(LNG )作为船舶的动力燃料,而我国起步较晚,目前正处在探索和尝试阶段。
文中以内河首艘柴油/LNG 双燃料动力营运船舶的改造为例,介绍液化天然气(LNG )在船上作为动力燃料的系统组成、工作原理、各部件的作用和试验结果及经济性分析。
关键词:内河船舶;柴油机;液化天然气;改装;经济性中图分类号:U 695.2文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2011)10-0001-03一、前言天然气作为一种清洁能源,在我国的应用越来越普及,在能源中所占的比例也越来越大,目前,压缩天然气(CNG )已经广泛应用于城市燃气、汽车和工业用气等领域,液化天然气(LNG )正在被国内众多商家所追捧。
CNG 系通过高压压缩储存在气罐中的天然气。
LNG 则是C NG 的换代产品,是经压缩、冷却、液化而成,其以液态形式储存在特定容器中。
LNG 无色、无味、无毒且无腐蚀性,其体积约为同量CNG 体积1/625,重量仅为同体积水的45%,热值为52MMBUT/T ,同CNG 相比具有系统低压运行更安全、更环保等优点。
上世纪60年代国外就应用LNG 作为船舶的动力燃料,而我国起步较晚,现在国内几家供气商、设计单位和船东开始尝试如何把LNG 应用到船舶上,首先是探索将营运船舶柴油主机改造成能燃烧LNG ,然后直接在新建造船舶上安装柴油/LNG 双燃料发动机,随着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,实现了中国内河LNG 动力船舶“零”的突破,船舶界对LNG 在船上的应用引起愈来愈浓厚的兴趣。
3000DWT内河多用途船LNG动力改造方案及应用

3000DWT内河多用途船LNG动力改造方案及应用作者:朱少兵邹勇来源:《广东造船》2023年第06期摘要:內河航运是推动地方经济发展的关键要素,内河船舶排放了大量废气,对沿岸城市生态文明建设、环境污染造成较大影响。
推进内河船舶动力改造,降低存量船舶污染,是落实国家生态环境保护的重要手段。
在多种清洁能源动力形式中,LNG动力应用较为广泛,但是距高质量推进船舶LNG动力改造尚有较大差距。
广州港集团积极响应政府号召,对现有船舶开展了LNG动力改造技术研究,进行了内河船舶LNG 动力系统论证优化:船舶危险区域最小化控制;船型标准化LNG 动力改造等关键技术。
通过对3000DWT内河多用途船LNG动力改造示范项目,验证相关技术有效性,对后续船舶LNG动力改造的推广及应用提供经验,具有一定的借鉴意义。
关键词:内河航运;船舶LNG燃料;动力改造中图分类号:U677.6 文献标识码:AResearch and Application of LNG Power Transformation Schemefor 3 000 DWT Inland River Multi-Purpose ShipZHU Shaobing, ZOU Yong( Guangzhou Port Co., Ltd., Guangzhou 510199 )Abstract: Inland river shipping is the key factor to promote the development of local economy, but the inland river ships discharge a lot of waste gas, which has a great impact on the ecological civilization construction and environmental pollution of coastal cities. Promoting the clean power transformation of inland river vessels is an important means to reduce the pollution of existing vessels and implement the guidance of the national ecological environmental protection policy. In a variety of clean power technology forms, LNG power promotion and application practice is more extensive, but there is a big gap from large-scale high-quality LNG power transformation of ships. In active response to the call of the government, Guangzhou Port Group has carried out systematic research on the relevant technologies of ship LNG transformation on the basis of existing ships,breaking through the demonstration and optimization of LNG power system for inland river ships. Minimization of ship danger area control; Ship type standardization LNG power transformation and other key technologies. Through the batch ship demonstration transformation, the effectiveness of relevant technologies is verified, which provides reference experience for the subsequent ship transformation and the promotion and application of LNG power technology, and has certain reference significance.Key words: inland river shipping; ship LNG fuel; ship power transform1 前言国家颁发了《关于全面深入推进绿色交通发展的意见》(2017年11月)、《船舶大气污染物排放控制区实施方案》(2018年11月)、《粤港澳大湾区发展规划纲要》(2019年2月)等相关政策文件,提出绿色交通发展和节能减排要求。
内河柴油/LNG双燃料动力船舶发展现状及建议

( 1 ) 安全性 。 L N G南天然气经 过降温液化 , 储 年 内 即可 收 同改 装 成 本 。 现在柴油价格 已涨到 7 . 5 存在 同柱体 真空双壳 不锈钢罐 中, 运输到各 L N G 元, L以 上 , 如果 营运 船 舶 的 主机 功率 更 大 、 续 航 时 接 收储存 站。首先 , 天然气燃 点为 6 5 0 %, 而柴油 间更长 , 所节约 的费用将更加 明 。 燃点 只有 2 2 0 %, 更 容易引燃 。其次 , 天然气 发牛
新 技术理念将会在 内河船用柴油机上应用 ,以满 要进 口 2 亿t 才能满足需求 , 约为总需求 的 4 5 %; 足节能减排 的趋势 。 预计 2 0 2 0年 , 原油消耗将达 5 . 6 亿t , 石油 的对外
在 目前所有 的节 能减 排方法 中 ,使用 清洁燃 依存度将提高 到 6 0 %。巨大 的原油 消费又会促使
・
3 9 ・
2 0 0 8 年底探明天然气储 量达到 6 3 3 5 7 亿m , 具有 确保 发动机在正常条件下仅使川 L N G, 而 义能存 _ I ' 泛 运用天然气的资源基础 。 除资源丰富外 , 天然 特定 情 况 下 仪 燃 烧 柴 油 。 改造 后 的动 力 系统 运 用 气作 为 替代 能 源也 是 南其 本 身 的理化 性所 决 定 智 能 化 控 制 ,使 双 燃 料 发 动 机 既 具 有 燃 气 机 的 静
差、 效率低等 问题 , 且9 5 %以上 使用高速柴油机 ,
在 主要柴油机技术指标方面还处于 2 0 世纪七八十
1 内河柴 油/ L天然气 的理化 性好
年代 的水平 ,因此 内河 船舶柴油机性 能的提升空 间很 大 。由于内河运输 的特殊性 , 船舶柴油机 经 常需要 在不 同工况负荷下 运行 ,排放 出更 多的大
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浅析内河船舶LNG利用的可行性
作者:许洪洲佘建沛
来源:《建筑工程技术与设计》2014年第22期
摘要:LNG作为交通领域清洁能源燃料,以其低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益的特征,被业界广为认可,并在陆域交通应用上取得了显著成效。
借鉴LNG在陆域交通应用所取得的经验,LNG正逐步向水域交通进行延伸。
本文主要通过对船用LNG的现状、政策环境、技术、经济等方面分析,论证内河船舶LNG利用的可行性。
关键词:内河船舶;LNG;可行性
1.发展现状
近年来,国家各部委相继颁布交通行业节能减排相关政策,再加上油价居高不下,将液化天然气(LNG)作为船舶燃料的呼声越来越高,国内能源、造船、发动机制造及科研院所等企业纷纷涉足该领域。
这些企业的投入也加快了对相关应用技术的研究,为水运行业应用LNG 的奠定了基础。
目前,江苏、江西、湖北、安徽等长江沿岸各省已有改装投运的柴油-LNG双燃料动力船舶,改装船型有拖轮、散货船、渔政船等内河船舶。
2.政策环境
2.1国家政策
2013年2月发布的《国务院办公厅关于加强内燃机工业节能减排的意见》(国办发〔2013〕12号):开展天然气单一燃料及天然气/柴油双燃料燃烧技术在车船用发动机上的推广应用。
2013年11月交通运输部印发《关于推进水运行业应用液化天然气的指导意见》,彰显了我国在推动清洁能源应用、调整用能结构、促进水运减排等方面的积极主动性。
2.2标准规范
2013年9月1日,中国船级社发布了《天然气燃料动力船舶规范》。
2014年3月1日,中国船级社发布了《液化天然气燃料水上加注趸船入级与建造规范》。
3.柴油-LNG双燃料船舶技术
柴油-LNG双燃料船舶技术是在保持原柴油机主体结构和燃烧方式不变的前提下,增加一套LNG供气系统和柴油-LNG双燃料电控喷射系统,通过电子转换开关,实现单纯柴油燃料状态下和油气双燃料状态下两种运行模式的转换。
柴油-LNG混燃电控喷射系统(图1)采用微电子控制技术,通过控制用于引燃的微量柴油量和用于主燃的LNG供给量,使柴油发动机转换成为柴油-LNG混燃发动机。
该系统通过控制柴油机原有的燃油泵的输出限制柴油供油量,天然气通过天然气喷射阀精确计量后喷射到发动机进气道内。
天然气喷射量由ECU电控单元根据传感器接收到的信号通过控制喷射阀的有效开度来决定,以获得所需的转速和功率。
为了提高天然气喷射量的控制精度,该系统采用了多个阀依次参与工作的方式,从而细化了阀的工作区间和对天然气量的控制精度。
由于该系统的柴油量控制是通过控油器控制柴油油泵来实现的,当返回到全柴油模式时,天然气气源切断,控油器恢复到初始状态,所以在纯柴油工作模式时,安装该系统的发动机工作模式与原机完全相同,不会影响发动机的供油,供油量与未安装该系统前完全一致。
4.船用LNG加注站
4.1岸基LNG加注站
在岸上建立LNG 低温储罐,并在码头设置加气枪,通过管廊将岸上储罐内的LNG 输送到码头,给目标船只加气。
岸基LNG加注站通过管廊输送LNG 将产生一定量的残液,需要注意处理。
4.2水上LNG加注站(LNG趸船)
水上LNG加注站是将LNG 储罐从岸上移到趸船上,减少了管廊输送LNG 的环节,能够减少管廊输送产生的残液。
但需要注意趸船随水纹浮动对LNG 储存产生影响等问题。
4.3移动LNG加注船
该船作为LNG运输补给船舶,可直接给船舶进行加气,在加气过程中用专用LNG低温软管道进行连接,避免船体间的不稳定性,实现给船舶加气。
5.改装船舶经济效益分析
5.1改装经济效益分析
根据热值计算,每立方米天然气完全燃烧为9000Kcal,每公斤柴油完全燃烧为
10200Kcal;每吨液态LNG含1400立方米的气态天然气,一吨天然气总热值为
12600000Kcal,即是一吨LNG相当于1.235吨柴油。
以珠江流域3000吨级干散货运输船为例,测算经济效益如表1。
从表1可以看出,改装1艘3000吨级船舶每年可节省燃料成本约32.64万元,如果至2020年完成新建或改装1000艘1000-3000吨级船舶,则每年可节省燃料成本约3.3亿元,所以LNG作为船舶燃料的经济优势十分显著。
5.2维修保养成本
汽(柴)油含硫、苯、铅等重金属粉尘杂质较多,会造成管路堵塞,引擎积炭,导致车辆的维修量增大,影响车辆运行;而天然气主要成份是CH4,纯度高,杂质少,天然气燃烧充分,不会产生积碳和其他污浊物,可以有效延长发动机使用寿命,缩短发动机维护时间,降低维修、保养成本50%以上。
6.环境及社会效益分析
6.1环境效益分析
使用LNG替代由柴油后,可减排一氧化碳90%,碳氢化合物72%,氮氧化合物39%,二氧化碳25%,二氧化硫70%,粉尘及苯、铅等重金属粉尘杜绝。
如果至2020年新建或改装1000艘1000-3000吨级船舶,则年销耗LNG约10万吨,替代柴油约13万吨/年,可减排一氧化碳8400吨/年,碳氢化合物840吨/年,氮氧化合物1600吨/年,二氧化碳62000吨/年,二氧化硫380吨/年,大大降低了水系的污染,节能减排效果明显。
6.2社会效益分析
船用LNG作为环境治理的社会公益事业项目,其创造的价值远远高于项目本身创造的经济效益。
首先,船用LNG的清洁化对改善人们的生活环境,减少废气污染对社会各方面的危害,提升城市形象具有非常显著的效果。
其次,通过船用LNG配套设施的建设经营,可大幅提高土地和水岸利用价值。
同时,配套设施在建设中和投入运营后,可优先雇佣当地安排富余劳动力就业,缓解社会就业压力,对优化当地经济结构、促进经济发展方式转变,建立"环境友好型,资源节约型"社会具有重大意义。
7.政府支持
7.1政府应重视LNG船用项目,及早规划,并将其列入本区域天然气发展规划。
7.2积极推广LNG船用业务,协调船企业单位,并充分调动积极性,全面推动天然气车用产业的发展。
7.3应以交通运输部门或海事部门牵头,或成立项目推动小组,在整体船用LNG业务发展中,积极参与协调,并适时给予一定的政策和技术支持;
7.4项目牵头政府部门积极协调当地港航、水利、环保、消防等部门、获得船舶LNG加注站(趸船)项目的选址及立项审批。
8.结论
改装柴油-LNG双燃料动力内河船舶在长江沿岸多个省份已有成功的示范项目,随着国家各部委也相继出台水运行业节能减排相关政策扶持内河船舶使用LNG燃料与地方政府支持,再加上能源、建造及科研等相关单位的进入,推动船舶LNG利用技术的不断发展,以及LNG 作为清洁能源燃料创造的巨大经济效益、环境效益及社会效益,内河船舶LNG利用满足项目建设可行性要求。
参考文献:
[1]《天然气燃料动力船舶规范》,中国船级社,2013年9月
[2]《天然气燃料动力船法定检验暂行规定》,中国船级社,2013年。