LNG燃?xì)饣旌蟿?dòng)力船舶安全技術(shù)要點(diǎn)

王其端

摘 要：LNG作為一種新型綠色環(huán)保能源，在很多領(lǐng)域有了非常成功的應(yīng)用，但在船舶行業(yè)才剛剛起步。主要原因是各方面

對(duì)LNG燃?xì)鈩?dòng)力船舶的安全性、穩(wěn)定性還存在一些顧慮。本文從船舶安全的角度分析了LNG燃料混合動(dòng)力船舶在

建造、改造，營(yíng)運(yùn)過(guò)程中的安全技術(shù)要點(diǎn)，打消業(yè)界對(duì)其安全性的顧慮。

關(guān)鍵詞：LNG 混合動(dòng)力船舶儲(chǔ)氣罐 船舶安全

如今，節(jié)能環(huán)保已成為各行各業(yè)發(fā)展優(yōu)先考慮的重要課題，船舶行業(yè)也不例外。交通運(yùn)輸部制定并頒布了《公路水路交通運(yùn)輸節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》，明確提出“十二五”期間將逐步增加新節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用試點(diǎn)，提出“要優(yōu)化船舶能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、研發(fā)推廣新型船用替代燃料”。而目前正在試點(diǎn)的內(nèi)河柴油-LNG混合動(dòng)力船舶技術(shù)正是五項(xiàng)試點(diǎn)新技術(shù)之一。

液化天然氣（LNG）特點(diǎn)

天然氣是產(chǎn)生于油氣田的一種無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒且無(wú)腐蝕性的可燃?xì)怏w。液化天然氣（LNG）是天然氣經(jīng)壓縮、冷卻，液化而成，其以液態(tài)形式儲(chǔ)存在特定容器中。

1、LNG基本參數(shù)

LNG的主要成份為甲烷，化學(xué)名稱為CH4，還有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份組成。

LNG的臨界溫度為-82.3℃。

LNG的沸點(diǎn)為-162.5℃，著火點(diǎn)為650℃。

LNG的液態(tài)密度為0.420～0.46T/m3，氣態(tài)密度為0.68-0.75kg/Nm3。

LNG的氣態(tài)熱值38MJ/m3，液態(tài)熱值50MJ/kg。

LNG的爆炸范圍：上限為15%，下限為5%。

LNG的辛烷值A(chǔ)STM：130。

LNG的為52MMBtu/t（1MMBtu=2.52×10^8cal）。

LNG的體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/625。

2、LNG的六大優(yōu)點(diǎn)

LNG體積比同質(zhì)量的天然氣小625倍，所以儲(chǔ)存運(yùn)輸方便。

LNG儲(chǔ)存效率高，占地少，投資成本低。10m3LNG儲(chǔ)存量就可供1萬(wàn)戶居民1天的生活用氣。

LNG作為優(yōu)質(zhì)的內(nèi)燃機(jī)用燃料，與汽油相比，它具有辛烷值高、抗爆性能好、發(fā)動(dòng)機(jī)壽命長(zhǎng)。燃料費(fèi)用低，環(huán)保性能好等優(yōu)點(diǎn)。它可將汽油汽車(chē)尾氣中HC減少72%，NOx減少39%， CO減少90%，SOx、Pb降為零。

LNG汽化潛熱高，液化過(guò)程中的冷量可回收利用。

由于LNG汽化后密度很低，只有空氣的一半左右，稍有泄漏立即飛散開(kāi)來(lái)，不致引起爆炸。

由于LNG組分較純，燃燒完全，燃燒后生成二氧化碳和水，所以它是很好的清潔燃料，有利于保護(hù)環(huán)境，減少城市污染。

LNG燃?xì)饣旌蟿?dòng)力船舶安全技術(shù)分析

目前，在交通運(yùn)輸部和一些能源企業(yè)的大力推動(dòng)下，安徽、江蘇、山東、湖北等省都相繼改裝、試航了柴油-LNG混合動(dòng)力船舶，試點(diǎn)工作在穩(wěn)步推進(jìn)。從試點(diǎn)船舶的營(yíng)運(yùn)情況來(lái)看，柴油-LNG混合動(dòng)力船舶的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、穩(wěn)定性已經(jīng)得到充分的認(rèn)可。LNG在船舶上還沒(méi)有大量應(yīng)用和大范圍推廣的原因主要是業(yè)界對(duì)LNG燃?xì)鈩?dòng)力船舶的安全性還存在顧慮。但只要借鑒LNG在其他領(lǐng)域成功應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，充分考慮以下幾個(gè)方面，相信LNG燃?xì)庠诖吧蠎?yīng)用的安全性是可控的，柴油-LNG混合動(dòng)力船舶改造的方案是可行的，LNG燃?xì)鈩?dòng)力船舶大范圍推廣應(yīng)該指日可待。

1、NG燃?xì)饣旌蟿?dòng)力船舶結(jié)構(gòu)布置

作為液化天然氣的儲(chǔ)存裝置LNG儲(chǔ)氣罐應(yīng)盡可能布置在露天甲板上，且應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離機(jī)器處所、起居處所、服務(wù)處所和控制站以及一些存在火源危險(xiǎn)的處所。

支撐LNG儲(chǔ)氣罐罐體的結(jié)構(gòu)必須具備足夠的強(qiáng)度要求，設(shè)計(jì)部門(mén)應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，保證在任何條件下LNG儲(chǔ)氣罐不會(huì)發(fā)生受損、位移、變形等事故。相關(guān)的管路布置也應(yīng)該保證在任何情況下不發(fā)生受損。

LNG儲(chǔ)氣罐及其管路的布置還要考慮船舶可能發(fā)生的碰撞、追尾、靠泊等對(duì)氣罐造成的損壞。如果LNG儲(chǔ)氣罐布置在船舶尾部露天甲板上，罐體與船舶尾端甲板線所連成的切線與甲板水平線形成的夾角不應(yīng)大于50°（如下圖），且儲(chǔ)氣罐距離船舶兩舷的距離不應(yīng)小于760mm的安全距離。

LNG儲(chǔ)氣罐與船體應(yīng)進(jìn)行有效連接，當(dāng)LNG儲(chǔ)氣罐與船體之間采用絕緣方式固定時(shí)，儲(chǔ)氣罐與船體之間應(yīng)進(jìn)行有效的電氣連接。

儲(chǔ)氣罐的壓力釋放閥應(yīng)盡可能靠近儲(chǔ)氣罐，且排氣口通常應(yīng)布置在露天甲板以上一定距離，一般不小于3m，且與含有火源的圍蔽處所的進(jìn)氣口應(yīng)盡量遠(yuǎn)離，一般水平距離不小于5m。

2、材料和設(shè)備

因?yàn)長(zhǎng)NG是天然氣經(jīng)冷卻或冷卻壓縮而成液態(tài)保存的，溫度在-162℃以下，在釋放過(guò)程中溫度急劇下降，對(duì)材料造成破壞。因此對(duì)相關(guān)材料耐低溫要求非常高。通常有以下要求：

氣罐、氣體燃料管路、壓力容器和其他同氣體接觸的部件的材料應(yīng)滿足《散裝運(yùn)輸液化氣體船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》中的要求。

通常熔點(diǎn)低于925℃的材料不應(yīng)用于LNG氣體燃料管路。

LNG燃?xì)鈩?dòng)力船舶主要設(shè)備要保證絕對(duì)的安全性和可靠性，裝船前必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的試驗(yàn)確認(rèn)，并經(jīng)檢驗(yàn)部門(mén)的認(rèn)可，相關(guān)要求如下：

3、安全操作

專業(yè)資格。主管機(jī)關(guān)應(yīng)建立此類型船舶船員操作規(guī)范，船員應(yīng)進(jìn)行LNG船舶的特殊培訓(xùn)，未獲得專業(yè)資格的不得從事船員工作。

基本知識(shí)培訓(xùn)。船舶駕駛員和輪機(jī)員和岸基操作人員在上崗前應(yīng)接受LNG燃?xì)庀嚓P(guān)知識(shí)培訓(xùn)，充分了解液化天然氣的物理、化學(xué)特性，充分了解LNG燃?xì)鈩?dòng)力船舶操作須知，充分了解LNG燃?xì)鈩?dòng)力船舶應(yīng)急處理措施。

船舶維護(hù)。應(yīng)對(duì)安裝在危險(xiǎn)區(qū)域的電氣設(shè)備制定專門(mén)的維護(hù)手冊(cè)，按公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域的電氣設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)。手冊(cè)包括LNG燃料相關(guān)重要設(shè)備的檢查維護(hù)，氣體管路上閥件更換的時(shí)間間隔和范圍等。

安全操作手冊(cè)。LNG燃?xì)鈩?dòng)力船舶應(yīng)編制專門(mén)的安全操作手冊(cè)，安全手冊(cè)包括開(kāi)航前的安全檢查、LNG燃?xì)鈩?dòng)力主機(jī)的啟動(dòng)、維修、保養(yǎng)程序、燃料充裝安全操作程序、氣體驅(qū)除和惰化程序、應(yīng)急情況下的安全操作程序、航行期間和停機(jī)后的安全操作程序等。

安全管理體系。LNG燃料動(dòng)力船舶和公司應(yīng)建立適用的安全管理體系，保證船岸人員掌握必要的安全知識(shí)，獲得必要的安全培訓(xùn)，建立詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)分析、評(píng)估機(jī)制，制定詳細(xì)的安全防范措施。定期開(kāi)展與LNG燃料相關(guān)的應(yīng)急演習(xí)，提高處理特定危險(xiǎn)和事故安全和響應(yīng)的能力，并落實(shí)具體安全責(zé)任到人。

結(jié)語(yǔ)

相信在各方面的共同努力下，LNG這種新型能源一定能在航運(yùn)業(yè)得到推廣普及，不久的將來(lái)，安全、綠色、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的LNG燃?xì)鈩?dòng)力船舶將取代現(xiàn)有的柴油動(dòng)力船舶航行在祖國(guó)的江河湖海水域。（作者單位：安徽省皖江船舶檢驗(yàn)局）