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新型混合动力燃料（LNG）船舶建造检验

范文

占雷

摘 ?要：对新型混合动力燃料（LNG）船舶检验中的难点、重点问题进行了探讨，结合最新的LNG燃料动力船规范，重点对采用本质安全型机舱船舶的检验要求做了具体叙述。

关键词：混合动力 ?LNG ?船舶检验

最近几年随着全球能源结构的转变和我国“节能减排”政策的实施，LNG替代传统燃油作为船舶动力燃料已经引起造船和航运界广泛关注，我国混合动力燃料（LNG）船舶技术也取得了积极进展，天然气燃料动力船舶规范、内河天然气燃料动力船舶法定检验暂行规定于2013相继生效，标志着混合动力燃料（LNG）船舶建造检验工作迈出了实质性的一步，但由于目前此类船舶建造在国内尚属摸索阶段，技术关键点、检验重点可能在建造检验工作中不能充分有效把握，存在很多隐患和不确定因素，下面笔者就自身经验本对建造检验中存在的难点、重点问题进行详细的探讨。

混合动力燃料（LNG）船舶简介

93.8m混合动力燃料（LNG）内河货船图纸于2014年8月审批通过，10月份在芜湖市皖南船舶制造有限公司开工建造，验船师正在承检该船检验工作，现对船船舶基本参数介绍如下：

混合动力燃料（LNG）船舶建造注意事项

由于LNG超低温特性，达到零下-162℃，公司提出该船供气管路选用304不锈钢管，该钢管的正常使用温度在-196℃～800℃，满足LNG燃气管路的要求，具体的材质、法兰加工精度和尺寸、焊接材料、焊接方式、热处理工艺等检验工作应有序进行。现结合93.8m混合动力（LNG）内河货船针对以下四大系统（图一）检验要点进行探讨：

图1

1、LNG充装系统部分

该船图纸设计充装站布置在艉楼二层开敞甲板处，整个开敞甲板危险区域划分图是指导电气设备和电缆等级、通风导管、主机进排气管位置、船员舱室的门窗设置位置等依据，验船师应特别关注危险区域划分图，注意检查是否满足审批图纸的要求;电气设备防爆类别和温度组别应不低于IIA，T2，充装操作站应布置在危险区域以外适当位置，增配至少两台便携式防爆等级满足环境要求的甚高频无线电话，操作站通过本质安全型电路对气罐压力、温度和液位进行监控，遥控截止阀的控制是通过充装操作站的电磁阀控制压缩空气来实现自动切断功能，充装管路与燃料供应方管路接地，法兰的搭接要按照要求。

2、LNG储存罐体以及供气管系

该船LNG储存罐体属于C型罐体，布置在艉楼二层开敞甲板，设有气罐连接处所（冷箱），气罐压力释放阀排气口的位置应结合危险区域划分图充分考虑。现场验船师一定要搞清楚气罐主阀，主气体燃料阀，因为气罐主阀和主气体燃料阀的控制功能要求非常多，对做效应试验能起到很大的帮助。

供气管路进入机舱后所有的阀件都布置在阀件处所内（阀箱），该船机舱设计为本质安全型机舱，进入机舱内的供气管路采用双壁管形式，外管采用防爆风机通风来实现内管的环围保护，核对机舱外气罐连接处所（冷箱）的通风风机的功率，满足通风次数的要求。气罐主阀、主气体燃料阀应能在机舱、驾驶室、控制站等位置人工关闭，机舱低压供气管路进入发动机空气进气总管可免除双壁管的要求，需增设气体探测器的要求。阀箱空间不大于2 m3时可作为双壁管通风导管的一部分，可免除阀箱处所的可燃气体探测器的设置。

机舱设置固定火灾探测系统，燃气供给控制系统应能有主电源和应急电源两路供电。设置机舱机械通风：可燃气体探测装置的听觉和视觉报警应布置在驾驶室和机舱控制处所;配置一套便携式可燃气体按测器;气体探测器及保护系统动作应满足规范功能;舱风机应与双燃料发动机实现燃气模式运行连锁，风机开启10min以后，发动机才能采用燃气运行;风机故障，发动机自动转换成燃油模式;进出风口设置以及可燃气体探测器设置位置，风道内设置故障安全型自动防火风闸;报警点的设置，驾驶室、控制站和机舱;风机和气体探测器工作指示灯设置;气体燃料加热器燃料出口处的温度监控;气体探测器的自检功能;热交换器水泵的功率应计入电力负荷计算书;

3、双燃料发动机（ECU）

发动机ECU应持有CCS证书。其工作状态和工作模式，在驾驶室、机舱集控室和操纵台设置指示器。发动机ECU应能由主配电源和应急电源供电。该船机舱为本质安全型机舱，采用双壁管机械通风对进入机舱的燃料供应管路进行环围保护，燃料供应管路气体压力小于1MPa，属于低压供气系统，气罐处所、充装站布置在艉楼开敞二层甲板处，未进入机舱前供气管路上的阀件布置在“冷箱”内，进入机舱所有阀件布置在“阀箱”内，主机采用国内最新的缸内多点喷射双燃料发动机。

要求燃气供应管路材质必须是耐低温材质，钢管应持有船检认可的船用产品证书，管材的加工工艺，焊接工艺，热处理工艺，安装工艺需经过船检认可，存在LNG泄漏风险的位置应设置集液盘，该船在气罐供气管路设有“冷箱”，冷箱可以替代集液盘，充装处所的集液盘所在位置应进行有效的隔热，并应通过一根向下并靠近水面的排放管排出舷外水面以上的位置，避免泄露后对人体和船体带来低温伤害，排放管材质应为耐低温材料制成，可以在充装操作时临时设置，所有耐低温材料必须提供船检认可产品证书，经检验人员确认合格后才能上船安装。

由于少量LNG液态燃料能气化为大量气体。1体积LNG大致能够转化为600-625体积气体，若控制不当引起泄漏会造成超压或气体大量聚集的危险;规范4.3.1.4指出低压供气管路通风导管的设计压力应不低于供气管路的最大工作压力，因此供气通风管路、“冷箱”以及“阀箱”的强度要求较高，上船后供气管路、通风导管、“冷箱”以及“阀箱”强度试验可以通过气密试验来实现。为避免供气管路燃气泄漏，在通风导管出口设有燃气探测器，实时对整个供应管路监控，避免燃气泄漏造成机舱气体聚集的危险。

LNG可燃性和爆炸性。一般环境条件下，5%-15%（体积比）天然气和空气混合是可燃的，由于泄漏会引起燃烧或爆炸;①通风导管出口处和主机上方均设有燃气检测传感器，对燃气泄漏能够起到及时监控作用，该船机舱设计为本质安全型机舱，但在发动机上方增设燃气探测器来免除空气进气总管双壁管的要求，满足规范要求;②防止供气管路上的回火，应在燃气供应管路上混合器之前加装回火阻燃器，防止回火导致的安全事故;③发动机排气总管防爆阀的安装位置确定，排气总管中会有一部分新鲜空气与天然气的混合气体在扫气的过程中被废气带出，造成排气总管内存在一定浓度的天然气，防止混合气体燃烧爆炸，故在排气总管适当的位置设有安全阀，安全阀的位置应设置合理，避免造成船员伤害。

4、混合动力燃料（LNG）船舶监控系统

如图1所示，阀件的控制点，液位、温度、压力传感器的监测点多达32处，所有阀件的控制是通过危险区域外的充装控制站电磁阀控制压缩空气来实现的，大大降低设备的成本，提高了监控系统的安全系数，同时大量的监控项目对检验人员如何做功能试验也提出了更高的要求，承建方应提供切实可行试验大纲方案经检验人员认可，并能够准确、完整的完成监控系统的功能试验。

其他

危险区域的划分。尤其注意风管的进出口、透气阀的出口位置的设置，尽量减小危险区区域的范围。遥控阀阀件尽量通过电磁阀在安全区域控制压缩空气来达到遥控的功能，防爆遥控阀成本非常高，基本依靠进口。特别考虑艉灯、岸电箱等的设置位置，建议岸电箱供电通过变压器隔离供电船舶。

控制和监控系统设有多处气体探头、各种传感器、报警指示灯等，应提供详细的布置图。增强型机舱互锁阀其中靠近上游的自动截止阀位置设置，互锁阀还应用于发动机的正常停车。

监控系统分成三部分：①充装监控控制系统;②气体燃料监控控制系统;③主机ECU监控控制系统;充装站、驾驶室和机舱控制处监控的具体项目;依据规范43-45页设计具体监控功能表。

规范未涉及到LNG动力船的配电系统要求，依据此类船舶与汽油船危险系数相当，理应设置三相三线制绝缘系统，并应设置连续的绝缘监控装置。规范对充装监控系统的供电要求未说明，依据规范对供气控制系统和发动机ECU的供电要求，理应为主电源和应急电源两路供电。

建议本质安全型机舱气罐连接处所和机舱处所之间的供气管路也设置双壁管，可共用通风导管风机并减少风机进出口数量。

参考文献：

[1]中国海事局，内河天然气燃料动力船舶法定检验暂行规定于（2013）.

[2]中国船级社，天然气燃料动力船舶规范（2013）.

（作者单位：安徽省皖江船舶检验局）

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