LNG船舶推進裝置發展介紹

張磊

摘 要：本文簡要介紹從第一艘LNG船舶到現在，LNG船舶的主推進動力裝置的發展過程，并簡述其中有典型代表性的幾艘船舶。

關鍵詞：LNG船舶 推進裝置

1.前言

從19 59年由一艘貨輪改裝而成的世界第一艘LNG運輸船舶“甲烷先鋒”號誕生迄今，報廢的（包括改裝成其他類型船舶）船舶共有35艘，現在正在運營的船舶有337艘，2012年3月全球海洋航運的液化天然氣運輸船（The World Fleet of LNG Carriers）有361艘。在2016年將建造58艘，此時液化天然氣運輸船總量將達到419艘。已退役的液化天然氣運輸船有34艘。它的推進裝置也從開始的柴油機，到蒸汽輪機，再到柴油機，以及現在的雙燃料發動機，經歷了半個多世紀的變化革新，呈現出現在的狀況。研究發展的歷程，不僅可以梳理出過去幾十年LNG船舶動力推進裝置的變化，也可以側面反映航運業在過去半個多世紀的興衰歷程，對以后的船舶推進裝置的發展也有指導作用。

2.柴油機作為動力

第一艘L N G船舶Methane Pioneer 甲烷先鋒號是1959年由一艘二戰貨輪改裝而成的世界第一艘LNG運輸船舶。在動力方面并沒有做大的改進，它仍使用原來船舶的柴油機作為動力，這條船采用功率為1286KW的柴油機作為船用主機，長約103.17米，寬15.24米，吃水5.49米，裝載約5000m3LNG。甲烷先鋒號的成功，標志著LNG海運的可行，它帶來的沖擊讓能源商們下定決心要將LNG運輸擴大到需要的規模。

3.蒸汽輪機時代

作為“甲烷先鋒號”的股東之一的殼牌公司隨后便向英國的兩家船廠Vickers-Armstrong和Harland &Wolff分別訂購了一艘LNG船舶，分別是the Methane Princess和 the Methane Progress 。Methane Princess 長189米，寬29米，即使在現在也是艘大船，它采用蒸汽輪機推進，穩定航速可達17.5節，裝載量也達到27400m3。這對姐妹船都開展包括先鋒號阿爾及利亞至英國的LNG運輸業務。如果說“甲烷先鋒號”只是一艘過渡的船舶，那么它的2艘姐妹船則可以稱作真正意義上的LNG船舶，也是從這2艘船舶開始，設計人員開始認真關注LNG船舶的動力裝置問題。

在 LNG 船上，液化氣裝在隔熱艙中運輸，但是仍不可避免地有部分液化氣蒸發，而將這部分天然氣重新液化的費用很高，在60年代也沒有船用的在液化設備，所以如不加以利用，這部分蒸發氣肯定是要浪費掉的，因此，較經濟、安全的方式是用作鍋爐燃料，由鍋爐產生的高壓蒸汽推進汽輪機。由于效率比蒸汽輪機高22%，于是在60年代柴油機開始取代蒸汽輪機作為推進動力裝置的霸主地位。而由于上面所說的一些原因，蒸汽輪機一直做為LNG船舶的動力裝置未被取代。而蒸汽輪機本身的單機功率大、工作可靠、維修費用低等優點也讓它在高危險船舶LNG船舶上面成為不二選擇，據說半個多世紀來，數百艘的蒸汽動力裝置的LNG船舶沒有發生過大型事故。

自此以后，蒸汽輪機便開起了它在LNG船舶上面半個多世紀的應用。隨后為了方便日本和阿拉斯加之間的天然氣運輸，1969年在瑞士建造2艘LNG船舶 SCF Polar and SCF Arctic ，至今任在運營。SCF Polar 也采用蒸汽動力裝置，它的蒸汽輪機總功率14709kw， 其中高壓級蒸汽透平功率8090kw，低壓級蒸汽透平功率為6619kw。

在隨后近乎的40年的時間里，蒸汽輪機作為LNG船舶的推進裝置幾乎就沒有改變過。在而其他船舶的推進裝置幾乎全被效率高得多的柴油機取代，就全世界而言，超過95%的船舶采用柴油機作為動力。在這40年的時間里，雖然蒸汽輪機一直作為LNG船舶的推進系統，但研究人員還是在不斷嘗試在LNG船舶上使用其他主推進動力裝置的可能性。

常規的LNG船舶蒸汽輪機作為推進裝置的優點是，經過發展也可為大型LNG船舶使用，但由于使用高效率的減速裝置的經驗不足，使用實際使用率不高，同時可以使用重油或蒸發損耗氣體，蒸汽輪機由于利用貨物蒸發氣的便利性，安全可靠，維護保養量低，震動低。缺點為燃料消耗大，這一點隨著燃料價格的上漲以及LNG船舶尺寸的增大越來越突出；機器比較沉重，需要有可以容納鍋爐的大機艙，并且今后很難找到經驗豐富的能夠操縱高壓蒸汽設備的輪機人員，廢氣排放大，污染大。

4.多種推進裝置并存的時代

到了90年代，主機廠商開始尋求替代裝置，各個廠商都提出了自己的解決方案。其中比較典型的是瓦錫蘭的雙燃料方案，MAN公司的傳統二沖程低速柴油機加上在液化裝置的解決方案（圖 2）。該推進動力裝置用在LNG船舶上，因為有再液化裝置，所以允許將裝載的貨物全部卸載到接收站，燃油消耗低，燃料價格第，可以運送的LNG最大，缺點是由于再液化裝置在岸上已經是常用設備，但對于LNG船舶來說是個新的概念，維護費用較高，廢氣的排放很多，造成的環境污染很嚴重。

從2004年開始雙燃料主機開始應用在LNG船舶上，隨后便開始廣泛應用。四沖程的中速雙燃料主機主要是瓦錫蘭的DF系列（圖3）。四沖程中速雙燃料柴油機作為推進裝置可以燃燒貨物蒸發損耗氣體，因為有兩個推進系統，所以有冗余。可以使用船用輕柴油和蒸發損耗氣體，廢氣的排放較少，可操作性強，貨物的裝載可以增加。同樣因為實際的經驗較少，維修保養的費用較高。

當然在出現了雙燃料發動機和DRL之后，蒸汽輪機并沒有就此退出歷史的舞臺，雖然雙燃料發動機和DRL的效率比蒸汽輪機高很多，但是由于各種原因，之后建造的許多船舶還是采用成熟蒸汽輪機技術作為推進裝置。比如滬東中華為中國沿海的LNG項目建造的起初6條LNG船舶，均采用蒸汽輪機作為推進主機。這是因為此次建造是中國船廠首次建造LNG船舶，出于確保萬無一失的考慮，最終還是采用了蒸汽輪機技術。在現在滬東廠持有的LNG船舶訂單中，有了以前的建造經驗，于是采用了效率更高的DRL系統。如果說中國船廠采用蒸汽輪機是由于技術和經驗方面的不足不得已而為之，那么日本近幾年有部分船舶仍采用蒸汽輪機，則說明蒸汽輪機由于其獨特的優點，還有一定的市場。

由于四沖程雙燃料機比二沖程機的發展早而且技術成熟，所以可以發現使用雙燃料作為動力的都是采用DFDE，直到2012末才有ME-GI機器作為動力出現在建造訂單中，那就是加拿大的Teekay公司。但可以預見以后ME-GI將會更多的運用到LNG船舶上面。同時根據以上對LNG船舶推進裝置的分析比較，對于一定航線一定船型的LNG船舶而言，選擇推進裝置時，除要考慮可靠性和操作性能外，還應考慮排放性等，這些對于LNG船舶推進裝置皆為最基本要求，在滿足這幾個要求的前提下，需要進行比較的最重要的因素就是推進裝置的營運經濟性了。

參考文獻：

[1]彭巖，朱玉崧.LNG船舶推進裝置對比分析[J].世界海運，2008（2）：36-37.

[2]黃飛.LNG 船推進系統的幾種方案[J].航海技術，2006（1）：52-54.endprint

摘 要：本文簡要介紹從第一艘LNG船舶到現在，LNG船舶的主推進動力裝置的發展過程，并簡述其中有典型代表性的幾艘船舶。

關鍵詞：LNG船舶 推進裝置

1.前言

從19 59年由一艘貨輪改裝而成的世界第一艘LNG運輸船舶“甲烷先鋒”號誕生迄今，報廢的（包括改裝成其他類型船舶）船舶共有35艘，現在正在運營的船舶有337艘，2012年3月全球海洋航運的液化天然氣運輸船（The World Fleet of LNG Carriers）有361艘。在2016年將建造58艘，此時液化天然氣運輸船總量將達到419艘。已退役的液化天然氣運輸船有34艘。它的推進裝置也從開始的柴油機，到蒸汽輪機，再到柴油機，以及現在的雙燃料發動機，經歷了半個多世紀的變化革新，呈現出現在的狀況。研究發展的歷程，不僅可以梳理出過去幾十年LNG船舶動力推進裝置的變化，也可以側面反映航運業在過去半個多世紀的興衰歷程，對以后的船舶推進裝置的發展也有指導作用。

2.柴油機作為動力

第一艘L N G船舶Methane Pioneer 甲烷先鋒號是1959年由一艘二戰貨輪改裝而成的世界第一艘LNG運輸船舶。在動力方面并沒有做大的改進，它仍使用原來船舶的柴油機作為動力，這條船采用功率為1286KW的柴油機作為船用主機，長約103.17米，寬15.24米，吃水5.49米，裝載約5000m3LNG。甲烷先鋒號的成功，標志著LNG海運的可行，它帶來的沖擊讓能源商們下定決心要將LNG運輸擴大到需要的規模。

3.蒸汽輪機時代

作為“甲烷先鋒號”的股東之一的殼牌公司隨后便向英國的兩家船廠Vickers-Armstrong和Harland &Wolff分別訂購了一艘LNG船舶，分別是the Methane Princess和 the Methane Progress 。Methane Princess 長189米，寬29米，即使在現在也是艘大船，它采用蒸汽輪機推進，穩定航速可達17.5節，裝載量也達到27400m3。這對姐妹船都開展包括先鋒號阿爾及利亞至英國的LNG運輸業務。如果說“甲烷先鋒號”只是一艘過渡的船舶，那么它的2艘姐妹船則可以稱作真正意義上的LNG船舶，也是從這2艘船舶開始，設計人員開始認真關注LNG船舶的動力裝置問題。

在 LNG 船上，液化氣裝在隔熱艙中運輸，但是仍不可避免地有部分液化氣蒸發，而將這部分天然氣重新液化的費用很高，在60年代也沒有船用的在液化設備，所以如不加以利用，這部分蒸發氣肯定是要浪費掉的，因此，較經濟、安全的方式是用作鍋爐燃料，由鍋爐產生的高壓蒸汽推進汽輪機。由于效率比蒸汽輪機高22%，于是在60年代柴油機開始取代蒸汽輪機作為推進動力裝置的霸主地位。而由于上面所說的一些原因，蒸汽輪機一直做為LNG船舶的動力裝置未被取代。而蒸汽輪機本身的單機功率大、工作可靠、維修費用低等優點也讓它在高危險船舶LNG船舶上面成為不二選擇，據說半個多世紀來，數百艘的蒸汽動力裝置的LNG船舶沒有發生過大型事故。

自此以后，蒸汽輪機便開起了它在LNG船舶上面半個多世紀的應用。隨后為了方便日本和阿拉斯加之間的天然氣運輸，1969年在瑞士建造2艘LNG船舶 SCF Polar and SCF Arctic ，至今任在運營。SCF Polar 也采用蒸汽動力裝置，它的蒸汽輪機總功率14709kw， 其中高壓級蒸汽透平功率8090kw，低壓級蒸汽透平功率為6619kw。

在隨后近乎的40年的時間里，蒸汽輪機作為LNG船舶的推進裝置幾乎就沒有改變過。在而其他船舶的推進裝置幾乎全被效率高得多的柴油機取代，就全世界而言，超過95%的船舶采用柴油機作為動力。在這40年的時間里，雖然蒸汽輪機一直作為LNG船舶的推進系統，但研究人員還是在不斷嘗試在LNG船舶上使用其他主推進動力裝置的可能性。

常規的LNG船舶蒸汽輪機作為推進裝置的優點是，經過發展也可為大型LNG船舶使用，但由于使用高效率的減速裝置的經驗不足，使用實際使用率不高，同時可以使用重油或蒸發損耗氣體，蒸汽輪機由于利用貨物蒸發氣的便利性，安全可靠，維護保養量低，震動低。缺點為燃料消耗大，這一點隨著燃料價格的上漲以及LNG船舶尺寸的增大越來越突出；機器比較沉重，需要有可以容納鍋爐的大機艙，并且今后很難找到經驗豐富的能夠操縱高壓蒸汽設備的輪機人員，廢氣排放大，污染大。

4.多種推進裝置并存的時代

到了90年代，主機廠商開始尋求替代裝置，各個廠商都提出了自己的解決方案。其中比較典型的是瓦錫蘭的雙燃料方案，MAN公司的傳統二沖程低速柴油機加上在液化裝置的解決方案（圖 2）。該推進動力裝置用在LNG船舶上，因為有再液化裝置，所以允許將裝載的貨物全部卸載到接收站，燃油消耗低，燃料價格第，可以運送的LNG最大，缺點是由于再液化裝置在岸上已經是常用設備，但對于LNG船舶來說是個新的概念，維護費用較高，廢氣的排放很多，造成的環境污染很嚴重。

從2004年開始雙燃料主機開始應用在LNG船舶上，隨后便開始廣泛應用。四沖程的中速雙燃料主機主要是瓦錫蘭的DF系列（圖3）。四沖程中速雙燃料柴油機作為推進裝置可以燃燒貨物蒸發損耗氣體，因為有兩個推進系統，所以有冗余。可以使用船用輕柴油和蒸發損耗氣體，廢氣的排放較少，可操作性強，貨物的裝載可以增加。同樣因為實際的經驗較少，維修保養的費用較高。

當然在出現了雙燃料發動機和DRL之后，蒸汽輪機并沒有就此退出歷史的舞臺，雖然雙燃料發動機和DRL的效率比蒸汽輪機高很多，但是由于各種原因，之后建造的許多船舶還是采用成熟蒸汽輪機技術作為推進裝置。比如滬東中華為中國沿海的LNG項目建造的起初6條LNG船舶，均采用蒸汽輪機作為推進主機。這是因為此次建造是中國船廠首次建造LNG船舶，出于確保萬無一失的考慮，最終還是采用了蒸汽輪機技術。在現在滬東廠持有的LNG船舶訂單中，有了以前的建造經驗，于是采用了效率更高的DRL系統。如果說中國船廠采用蒸汽輪機是由于技術和經驗方面的不足不得已而為之，那么日本近幾年有部分船舶仍采用蒸汽輪機，則說明蒸汽輪機由于其獨特的優點，還有一定的市場。

由于四沖程雙燃料機比二沖程機的發展早而且技術成熟，所以可以發現使用雙燃料作為動力的都是采用DFDE，直到2012末才有ME-GI機器作為動力出現在建造訂單中，那就是加拿大的Teekay公司。但可以預見以后ME-GI將會更多的運用到LNG船舶上面。同時根據以上對LNG船舶推進裝置的分析比較，對于一定航線一定船型的LNG船舶而言，選擇推進裝置時，除要考慮可靠性和操作性能外，還應考慮排放性等，這些對于LNG船舶推進裝置皆為最基本要求，在滿足這幾個要求的前提下，需要進行比較的最重要的因素就是推進裝置的營運經濟性了。

參考文獻：

[1]彭巖，朱玉崧.LNG船舶推進裝置對比分析[J].世界海運，2008（2）：36-37.

[2]黃飛.LNG 船推進系統的幾種方案[J].航海技術，2006（1）：52-54.endprint

摘 要：本文簡要介紹從第一艘LNG船舶到現在，LNG船舶的主推進動力裝置的發展過程，并簡述其中有典型代表性的幾艘船舶。

關鍵詞：LNG船舶 推進裝置

1.前言

從19 59年由一艘貨輪改裝而成的世界第一艘LNG運輸船舶“甲烷先鋒”號誕生迄今，報廢的（包括改裝成其他類型船舶）船舶共有35艘，現在正在運營的船舶有337艘，2012年3月全球海洋航運的液化天然氣運輸船（The World Fleet of LNG Carriers）有361艘。在2016年將建造58艘，此時液化天然氣運輸船總量將達到419艘。已退役的液化天然氣運輸船有34艘。它的推進裝置也從開始的柴油機，到蒸汽輪機，再到柴油機，以及現在的雙燃料發動機，經歷了半個多世紀的變化革新，呈現出現在的狀況。研究發展的歷程，不僅可以梳理出過去幾十年LNG船舶動力推進裝置的變化，也可以側面反映航運業在過去半個多世紀的興衰歷程，對以后的船舶推進裝置的發展也有指導作用。

2.柴油機作為動力

第一艘L N G船舶Methane Pioneer 甲烷先鋒號是1959年由一艘二戰貨輪改裝而成的世界第一艘LNG運輸船舶。在動力方面并沒有做大的改進，它仍使用原來船舶的柴油機作為動力，這條船采用功率為1286KW的柴油機作為船用主機，長約103.17米，寬15.24米，吃水5.49米，裝載約5000m3LNG。甲烷先鋒號的成功，標志著LNG海運的可行，它帶來的沖擊讓能源商們下定決心要將LNG運輸擴大到需要的規模。

3.蒸汽輪機時代

作為“甲烷先鋒號”的股東之一的殼牌公司隨后便向英國的兩家船廠Vickers-Armstrong和Harland &Wolff分別訂購了一艘LNG船舶，分別是the Methane Princess和 the Methane Progress 。Methane Princess 長189米，寬29米，即使在現在也是艘大船，它采用蒸汽輪機推進，穩定航速可達17.5節，裝載量也達到27400m3。這對姐妹船都開展包括先鋒號阿爾及利亞至英國的LNG運輸業務。如果說“甲烷先鋒號”只是一艘過渡的船舶，那么它的2艘姐妹船則可以稱作真正意義上的LNG船舶，也是從這2艘船舶開始，設計人員開始認真關注LNG船舶的動力裝置問題。

在 LNG 船上，液化氣裝在隔熱艙中運輸，但是仍不可避免地有部分液化氣蒸發，而將這部分天然氣重新液化的費用很高，在60年代也沒有船用的在液化設備，所以如不加以利用，這部分蒸發氣肯定是要浪費掉的，因此，較經濟、安全的方式是用作鍋爐燃料，由鍋爐產生的高壓蒸汽推進汽輪機。由于效率比蒸汽輪機高22%，于是在60年代柴油機開始取代蒸汽輪機作為推進動力裝置的霸主地位。而由于上面所說的一些原因，蒸汽輪機一直做為LNG船舶的動力裝置未被取代。而蒸汽輪機本身的單機功率大、工作可靠、維修費用低等優點也讓它在高危險船舶LNG船舶上面成為不二選擇，據說半個多世紀來，數百艘的蒸汽動力裝置的LNG船舶沒有發生過大型事故。

自此以后，蒸汽輪機便開起了它在LNG船舶上面半個多世紀的應用。隨后為了方便日本和阿拉斯加之間的天然氣運輸，1969年在瑞士建造2艘LNG船舶 SCF Polar and SCF Arctic ，至今任在運營。SCF Polar 也采用蒸汽動力裝置，它的蒸汽輪機總功率14709kw， 其中高壓級蒸汽透平功率8090kw，低壓級蒸汽透平功率為6619kw。

在隨后近乎的40年的時間里，蒸汽輪機作為LNG船舶的推進裝置幾乎就沒有改變過。在而其他船舶的推進裝置幾乎全被效率高得多的柴油機取代，就全世界而言，超過95%的船舶采用柴油機作為動力。在這40年的時間里，雖然蒸汽輪機一直作為LNG船舶的推進系統，但研究人員還是在不斷嘗試在LNG船舶上使用其他主推進動力裝置的可能性。

常規的LNG船舶蒸汽輪機作為推進裝置的優點是，經過發展也可為大型LNG船舶使用，但由于使用高效率的減速裝置的經驗不足，使用實際使用率不高，同時可以使用重油或蒸發損耗氣體，蒸汽輪機由于利用貨物蒸發氣的便利性，安全可靠，維護保養量低，震動低。缺點為燃料消耗大，這一點隨著燃料價格的上漲以及LNG船舶尺寸的增大越來越突出；機器比較沉重，需要有可以容納鍋爐的大機艙，并且今后很難找到經驗豐富的能夠操縱高壓蒸汽設備的輪機人員，廢氣排放大，污染大。

4.多種推進裝置并存的時代

到了90年代，主機廠商開始尋求替代裝置，各個廠商都提出了自己的解決方案。其中比較典型的是瓦錫蘭的雙燃料方案，MAN公司的傳統二沖程低速柴油機加上在液化裝置的解決方案（圖 2）。該推進動力裝置用在LNG船舶上，因為有再液化裝置，所以允許將裝載的貨物全部卸載到接收站，燃油消耗低，燃料價格第，可以運送的LNG最大，缺點是由于再液化裝置在岸上已經是常用設備，但對于LNG船舶來說是個新的概念，維護費用較高，廢氣的排放很多，造成的環境污染很嚴重。

從2004年開始雙燃料主機開始應用在LNG船舶上，隨后便開始廣泛應用。四沖程的中速雙燃料主機主要是瓦錫蘭的DF系列（圖3）。四沖程中速雙燃料柴油機作為推進裝置可以燃燒貨物蒸發損耗氣體，因為有兩個推進系統，所以有冗余。可以使用船用輕柴油和蒸發損耗氣體，廢氣的排放較少，可操作性強，貨物的裝載可以增加。同樣因為實際的經驗較少，維修保養的費用較高。

當然在出現了雙燃料發動機和DRL之后，蒸汽輪機并沒有就此退出歷史的舞臺，雖然雙燃料發動機和DRL的效率比蒸汽輪機高很多，但是由于各種原因，之后建造的許多船舶還是采用成熟蒸汽輪機技術作為推進裝置。比如滬東中華為中國沿海的LNG項目建造的起初6條LNG船舶，均采用蒸汽輪機作為推進主機。這是因為此次建造是中國船廠首次建造LNG船舶，出于確保萬無一失的考慮，最終還是采用了蒸汽輪機技術。在現在滬東廠持有的LNG船舶訂單中，有了以前的建造經驗，于是采用了效率更高的DRL系統。如果說中國船廠采用蒸汽輪機是由于技術和經驗方面的不足不得已而為之，那么日本近幾年有部分船舶仍采用蒸汽輪機，則說明蒸汽輪機由于其獨特的優點，還有一定的市場。

由于四沖程雙燃料機比二沖程機的發展早而且技術成熟，所以可以發現使用雙燃料作為動力的都是采用DFDE，直到2012末才有ME-GI機器作為動力出現在建造訂單中，那就是加拿大的Teekay公司。但可以預見以后ME-GI將會更多的運用到LNG船舶上面。同時根據以上對LNG船舶推進裝置的分析比較，對于一定航線一定船型的LNG船舶而言，選擇推進裝置時，除要考慮可靠性和操作性能外，還應考慮排放性等，這些對于LNG船舶推進裝置皆為最基本要求，在滿足這幾個要求的前提下，需要進行比較的最重要的因素就是推進裝置的營運經濟性了。

參考文獻：

[1]彭巖，朱玉崧.LNG船舶推進裝置對比分析[J].世界海運，2008（2）：36-37.

[2]黃飛.LNG 船推進系統的幾種方案[J].航海技術，2006（1）：52-54.endprint