船舶“油改气”
“气化长江”油改气绿色工程背景下绿色航运现状及发展策略
“气化长江”油改气绿色工程背景下绿色航运现状及发展策略作者：朱小松吴韬来源：《水运管理》2022年第06期【摘要】为实现长江航运的绿色低碳高质量发展，从国家政策、经济发展和行业升级等方面介绍“气化长江”油改气绿色工程打造绿色航运的重要意义，通过对比多种其他能源方式，阐述液化天然气（LNG）是船舶实现绿色低碳发展最现实可行的途径。
分析预测长江LNG动力船的燃料市场容量，提出未来实施策略。
对配套的LNG船加注站现状进行剖析，给出相应的未来发展策略建议。
长江船舶使用LNG燃料是现阶段实施“气化长江”油改气绿色工程打造绿色航运的最好选择，具有非常广阔和良好的发展前景。
【关键词】“气化长江”油改气绿色工程;LNG动力船;绿色航运0 引言我国内河及沿海航运在促进国家经济社会发展中发挥着重要作用，航运的快速发展，在给贸易运输带来便利的同时也给提高区域空气质量工作带来压力。
由于船舶燃料油消耗量大，船舶排放大气污染物占比越来越高，废气排放和燃油泄漏污染已经成为港口及内河污染的重要来源，特别是航运非常繁忙的长江，这一问题尤为突出。
针对长江环境的突出问题，我国提出推动长江经济带发展必须从中华民族长远利益考虑，走生态优先、绿色发展之路，使绿水青山产生巨大生态效益、经济效益、社会效益。
我国力争2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”，这是绿色低碳发展的具体目标。
实施“气化长江”油改气绿色工程打造绿色航运是长江水运实现绿色发展的重要抓手，对建设交通强国、促进生态文明建设具有重要意义。
1 长江流域LNG动力船及LNG 加注站点现状长江黄金水道是长江经济带发展的支撑和依托，长江航运是推动长江经济带发展的先行官和主力军。
目前，长江船舶货运量约30亿t，沿江经济社会发展所需铁矿石的85%、电煤的83%和外贸货物的85%通过长江航运来运输。
[1]截至2020年底，长江流域共拥有运输船舶约10.86万艘，主要集中在江苏、安徽、湖北，合计占长江船舶总数的78%。
“四大创新”支撑全国首个水上LNG加注站
“四大创新”支撑全国首个水上LNG加注站作者：叶红玲来源：《中国水运》2013年第12期液化天然气（LNG）是国家优先推广的清洁能源，水运行业LNG动力船舶的建设和推广是交通运输部绿色交通示范工程之一，是船舶运输节能减排、绿色循环低碳的主要变革和实现方式。
近日，记者就此到江苏海事局进行了采访。
率先启动水上LNG加注站建设近年来，国家和部省关于节能减排，推广清洁能源的政策和措施，使得LNG动力船舶的发展成为交通和能源界的关注焦点。
2011年9月28日，交通运输部《“十二五”水运节能减排总体推进实施方案》提出“试点应用内河柴油和LNG混合动力船舶技术”。
2012年10月，国家发改委公布的《天然气利用政策》将“在内河、湖泊和沿海航运的以天然气（尤其是液化天然气）为燃料的运输船舶”列为最高级别的优先类。
2013年6月，交通运输部副部长何建中和江苏省副省长史和平分别代表交通运输部和江苏省人民政府签署《共同推进江苏省绿色循环低碳交通运输发展框架协议》，提出2020年率先全面建成绿色循环低碳交通运输示范省份，其中船舶运输具体指标是：与2010年相比，营运船舶单位运输周转量能耗和二氧化碳排放分别下降20%和22%。
按照“先示范引领、后推广应用”的原则，我国从去年开始LNG动力船的试点。
交通运输部海事局进行LNG动力船应用安全性研究专项课题，从LNG动力船安全评价和保障措施、技术标准、安全操作和监管、加注模式和LNG加注站布局规划等6个方面进行研究，旨在全面推动LNG动力船的全面发展。
“率先”启动水上LNG加注站建设的任务自然就落在了江苏海事人的肩上。
据了解，从LNG动力船试点看，船舶“油改气”后的加气问题是船企普遍担心的事宜，是制约水上LNG动力船发展的主要瓶颈。
水上LNG加注站的建设在世界上既没有现成的标准，也没有先例可循，难度很大。
有专家曾说“船舶油改气将是航运界的第二次革命，而水上加注站将是二次革命成败与否的最重要的金钥匙”。
《天然气燃料动力船舶规范》(2017)
第 4 节 燃气轮机 .................................................................. 69 第 5 节 风险分析 .................................................................. 70 第 8 章 消防 ....................................................................... 72 第1节 第2节 第3节 第4节 一般规定 .................................................................. 防火 ...................................................................... 灭火 ...................................................................... 探火和失火报警系统 ........................................................ 72 72 75 76
第 7 章 用气设备 ................................................................... 67 第 1 节 一般规定 .................................................................. 67 第 2 节 活塞式内燃机 .............................................................. 67 第 3 节 主锅炉和辅锅炉 ............................................................ 69
LNG动力船消防安全分析与应急处置对策
LNG动力船消防安全分析与应急处置对策摘要：在我国环保政策日益严格以及碳达峰、碳中和承诺的背景下，LNG动力船由于其具备优良的环保特性和使用经济性，在船舶运输中得到广泛的关注。
但是作为燃料的LNG一旦泄露会迅速沸腾汽化，与空气混合形成爆炸性混合物，极其危险。
因此LNG动力船使用的新兴动力系统给船舶的运行安全带来了新的风险。
基于以上情况，本文针对LNG动力的消防安全进行全面分析，并探讨LNG动力船消防应急处置对策。
关键词：LNG动力船；安全分析；应急处置；对策1、引言LNG （液化天然气 liquefied natural gas），作为一种清洁、无毒、无污染的新型能源在动力船舶领域已经得到了广泛的应用。
经过多年的发展，以LNG作为动力的船舶也已经投入到了国家内河货物运输甚至是洲际货物运输的船舶中。
但是LNG 由于其自身特性，一旦泄露将会迅速汽化，进而与空气混合形成爆炸性混合物，这给以LNG作为驱动力的船舶将会带来极大的安全风险。
另一方面，由于LNG动力船舶的船舱内部空间一般较为狭小，内部结构比较复杂， LNG汽化后形成的爆炸混合物致使船舶一旦起火，则火势蔓延速度极快，且由于船体为金属材料，热传导性强，大大增加了LNG动力船舶火灾扑救难度。
由于LNG动力船属于新兴交通工具，目前国内针对LNG动力船消防安全与应急处置方面的研究还比较欠缺。
本文侧重于探讨LNG动力船的火灾特点及危害，并给出具体的应急处置对策，希望为相关消防系统研究及船舶工程设计提供依据。
1.1我国LNG动力船发展现状随着我国对于大气污染和环境治理力度的加大，以及LNG供应的增长，内河航运开始越来越倚重使用清洁能源驱动的LNG动力船。
但是尽管LNG动力船在环保等方面有着得天独厚的优势，但我国的LNG动力船仍处于起步阶段，LNG动力船在我国未来的发展仍面临着诸多不确定性。
与此同时，我国在LNG发动机方面的相关技术相对仍比较落后，普遍采用的是LNG/柴油双燃料混合燃烧动力发动机。
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。
内河船油改气实施步骤流程图
船用LNG项目船舶改造介绍项目实施计划表步骤项目实施内容工期（天）备注1 船舶改造准备工作 22 材料、设备的采购 43 平台搭建与储罐安装发动机改造 24 燃气管道安装喷气阀和ECU系统安装35 无损检测各类传感器的安装 26 燃气管道试验电线及用电设施整改37 低温管道的保温安防系统的安装 28 线路的连接 29 加液、试航调试1010 正式试航 1 合计30船改气项目实施流程图船舶改造准备工作（2天）材料、设备的采购（4天） 储罐 安装（2天） 发动机 改造 （2天） 燃气管道安装（3天） 喷气阀和ECU 安装（3天） 无损检测（2天） 低温管道的保冷（2天） 各类传感器的安装（2天）安防系统的安装 （2天）线路的连接（3天）电线及用电设施整改（3天）加液、航行调试（10天）燃气管道 试验（3天） 正式航行（1天）（共计30天）船舶改造主要过程介绍（一）船体储罐平台搭建1．船体改造前储罐安装位置选定由设计单位和原船舶设计单位综合考虑船舶结构、储罐加液、储罐操作等情况，将LNG储罐安装于船舶驾驶舱与船斗之间的走道处，以确保船舶的稳定性，便于储罐操作和加液。
储罐平台搭建储罐吊装储罐安装到位2．船体改造过程按照储罐的体积、重量、加液便利等情况对船体进行切割及平台搭建。
切割面积大于储罐投影面积，以便于储罐吊装和加液，对储罐安装位置进行加厚加固，保证储罐稳定。
（二）燃气系统的构成和实施情况燃气系统由LNG储罐、空温气化器、电控切断阀、调压阀、阻火器等设备构成。
主要实施情况：1.燃气管道焊接、拍片、酸洗钝化管道焊接采用氩弧焊焊接施工，对所有管道焊缝进行100%的外观检查，焊缝外观质量均高于《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB/T50236要求的Ⅲ级质量要求；所有焊缝进行100%全周长进行X射线探伤检测，达到Ⅱ级片要求为合格。
采用浓硫酸对燃气管道进行酸洗钝化处理，酸洗前先清除管道和管件上的污物再对管道表面进行干燥处理。
福建船舶油改气历程与思考
在 船舶 运管 成本 中 ，燃料 成本 占总成 本 的 ５ ０ ％～ ６ ０ ％左
项目 具体实施技术 、装置的调研工作及我省船舶油改气市场
调研 ；对 国 内成功 研发 的 Ｌ ＮＧ 燃料 发 动机 系统和 各类 新能
右 。使用 Ｌ Ｎ Ｇ动力比柴油动力能源利用率提高 ５ ％～１ ０ ％， 经测算 ， １ 立方米 Ｌ ＮＧ气体在动力使用上近似 １ ． １ 公升 （ 柴、
福建船舶油改气历程与思考
福 建 闽能燃 气有 限公 司 陈 锋 王 东平 吴 杰
［ 摘要 ］ 为 加快 福建 省 水运 发展 ，推动 节 能减 排 ，该 文在对 福建 省水 运行 业发 展状基础 上 ， 结合 Ｌ Ｎ Ｇ资 源 、替代 燃油 的使 用发 展进 程 ，提 出发 展思 路 。 ［ 关键 词］ 船舶 油 改气 节 能减排 水运 行业 替 代 燃油
发动机的燃料。目前 ，按单机平均功率 ３ ３ １ ． ５ ｋ Ｗ 、常用功率
２ ４ ８ ． ６ ｋ Ｗ、 柴油 消耗 量 ２ ０ ５ ｇ ／ ｋ Ｗ・ ｈ 、 Ｌ Ｎ Ｇ消耗 ０ ． ３ Ｎ ｍ ／ ｋ Ｗ ・ ｈ 、 航行 时 间 ５ ２ ８ ０ 小 时计算 ，福建 ４ ７ ７ １ 艘 的沿海 、沿江 运输 船 舶 有一 半 的数量 适合 进 行船舶 油 改气 ， 即若 有 ２ ３ ８ ５ 艘， 则 一 年运 输 船舶 可 消耗柴 油 总量 ６ ４ ． ２万 吨 ，消耗 Ｌ Ｎ Ｇ 量为 ４ ５ ． ７
万 吨 。渔 船 共 有 ６ ． ８ 万 艘 ，按 总 量 １ ／ ３ 的渔 船 （ 主机 功 率
２ 福 建 省“ 船舶 油 改气” 工作 历程
船舶新燃料LNG_动力系统改装的设计分析
2023年·第4期·总第205期船舶新燃料ＬＮＧ动力系统改装的设计分析马超超１ 郑 健１ 郑志敏２（１． 中国船舶及海洋工程设计研究院 上海 ２０００１１； ２． 意大利船级社（中国）有限公司 上海 ２０００４０）摘 要：…随着国际社会对低碳减排日益重视，液化天然气（liquefied…natural…gas,…LNG）燃料作为目前最重要的过渡清洁能源受到较多关注，已有一些船东开始对船队进行清洁燃料动力改装，但对于大型船舶新燃料动力系统的改装有一定考验与难度。
该文以15…000标准箱大型集装箱船LNG 动力改装为例，以LNG 燃料舱、主机、发电机及锅炉、供气系统、加注系统和辅助系统等为主要研究对象，分析研究新燃料系统改装的一些设计方法，为当下新燃料动力系统的船只改装提供设计方法作为参考。
关键词：船舶新燃料；低碳减排；LNG 动力；改装；设计方法中图分类号：U664.1………文献标志码：A………DOI ：10.19423/ki.31-1561/u.2023.04.089Design and Analysis of Retrofitting of New Fuel LNG Power System for ShipsMA Chaochao 1 ZHENG Jian 1 ZHENG Zhimin 2(1. Marine Design & Research Institute of China, Shanghai 200011, China ；…2. RINA(China) Co., Ltd., Shanghai 200040, China)Abstract: With the increasing emphasis of the international community on low-carbon and emission reduction, LNG fuel, as the most important transitional clean energy, has received more attention. Some shipowners have begun to retrofit their fleets with clean fuel power, but there are some difficulties in the retrofitting of fuel power systems for large ships. The LNG power retrofitting of a 15 000 TEU large container ship has been examined to analyze and study several design methods for the retrofitting of the new fuel system by focusing on the LNG fuel tank, main engine, generator and boiler, gas supply system, filling system and auxiliary system. This study can provide a design method as a reference for the ship retrofitting of the new fuel power system.Keywords:…new fuel for ships; low-carbon and emission reduction; LNG power; retrofit; design method收稿日期：2023-05-16；修回日期：2023-06-12基金项目：上海市科委科技创新行动计划（20dz1207002）作者简介：马超超（1986-），男，本科，工程师。
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船舶“油改气”
船舶“油改气”是一改以往纯柴油的单一燃料模式，成为可使用柴油和LNG（液化天然气）两种燃料的混动力船舶。
其工作原理是通过将系统加装到以柴油为单一燃料运行的船用柴油机上，使用柴油—天然气按3∶7混合作燃料，由天然气提供主要所需动力，而柴油只起引燃和润滑作用，一旦LNG使用完毕因故不能及时填充或者燃气系统出现故障不能使用，船舶仍可在纯柴油模式下正常运行。
天然气属低温液体，其密度比空气轻，在发生泄漏后会自动向上溢开，不会对水体产生污染；同时，在加入特殊嗅剂后，天然气如有泄漏会及时被发现。
另外，天然气的燃点比汽油和柴油都要高，瞬间着火比油慢，也易扩散，不易达到爆炸极限，所以安全性能很高。
改造后的船舶其成本也大大的降低，据介绍，安徽芜湖柴油—LNG 混合动力改装船（5000t级）设计动力性能与使用柴油相当，加一次气能确保续航里程4000km。
在额定负荷下柴油替代率可达85％以上。
按0号柴油7.09元/升、LNG零售价6元/公斤计（1升柴油相当于1.05标方天然气），平均燃料成本下降25%以上。
(该船舶是由中石油昆仑能源和海南嘉润动力有限公司合作实施)
而经实际验证，在同等载重和动力的情况下，航行同样距离平均燃料成本可下降30%以上，尾气排放综合下降50%以上。
同时，由于天然气燃烧相对充分，其维护保养费用也将有所下降。
近1年来，柴油—LNG双燃料船在国内成功试航的案例，已有不少：
今年4月8日，由中石油昆仑能源公司承担并组织研发的满载排水量5000吨级的柴油—LNG混合动力改装船在安徽芜湖举行试航仪式。
3月11日，由中国长航集团、北京中兴恒和投资集团及富地石油控股集团共同推进的LNG—柴油双燃料散货船“长讯三号”试航成功。
去年8月，由江苏省宿迁市地方海事局牵头、北京油陆集团公司出资研发的船用柴油—LNG混合动力改造船——3000吨级“苏宿货1260”号货船在京杭运河苏北段成功试航。
同期，由湖北西蓝天然气公司与武汉轮渡公司合作改造的“武拖轮302号”在武汉试水成功。
上述讯息表明，现阶段天然气在我国内河船舶领域的应用已取得了重要成果
制约船用燃料“气改油”的最大瓶颈之一是缺乏相应的国家政策和标准。
现实的情况是，创新走在了前面，政策和标准还没有跟上。
知情人士指出，由于正式检验标准缺失，那些改装后的双燃动力船仅能做一些省内短距离的运输。
加气也具有很大的问题。
相关人士介绍，以LNG为燃料的船舶加气一般有两种方式：一是通过长软管道给船舶进行直接加气；但由于LNG需要低温储存、运输，因此此类设备需配套LNG大型低温储罐、保温长软管道、BOG回收系统、冷冻机等多项设备，从而同时做到LNG 的传输、加气与循环回收利用，而这项技术尚存未能完全攻克的难关。
二是通过小型趸船为LNG船舶加气。
这是在国际上较为通用的一种加气方式，但在行业标准、安全性方面仍有不少待解决的难题。
据报道，中国石油天然气股份有限公司副总裁李华林曾表示，中石油将计划在“十二五”期间，将芜湖作为中石油液化天然气重要的中转基地，在皖江流域建设液化石油气卫星站1座、水上加气站5座、汽车加气站30座，实现年供液化天然气100万吨以上，可以满足车船加气需求。