新型混合動力燃料（LNG）船舶建造檢驗

占雷

摘 ?要： 對新型混合動力燃料（LNG）船舶檢驗中的難點、重點問題進行了探討，結合最新的LNG燃料動力船規范，重點對采用本質安全型機艙船舶的檢驗要求做了具體敘述。

關鍵詞：混合動力 ?LNG ?船舶檢驗

最近幾年隨著全球能源結構的轉變和我國“節能減排”政策的實施，LNG替代傳統燃油作為船舶動力燃料已經引起造船和航運界廣泛關注，我國混合動力燃料（LNG）船舶技術也取得了積極進展，天然氣燃料動力船舶規范、內河天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規定于2013相繼生效，標志著混合動力燃料（LNG）船舶建造檢驗工作邁出了實質性的一步，但由于目前此類船舶建造在國內尚屬摸索階段，技術關鍵點、檢驗重點可能在建造檢驗工作中不能充分有效把握，存在很多隱患和不確定因素，下面筆者就自身經驗本對建造檢驗中存在的難點、重點問題進行詳細的探討。

混合動力燃料（LNG）船舶簡介

93.8m混合動力燃料（LNG）內河貨船圖紙于2014年8月審批通過，10月份在蕪湖市皖南船舶制造有限公司開工建造，驗船師正在承檢該船檢驗工作，現對船船舶基本參數介紹如下：

混合動力燃料（LNG）船舶建造注意事項

由于LNG超低溫特性，達到零下-162℃，公司提出該船供氣管路選用304不銹鋼管，該鋼管的正常使用溫度在-196℃～800℃，滿足LNG燃氣管路的要求，具體的材質、法蘭加工精度和尺寸、焊接材料、焊接方式、熱處理工藝等檢驗工作應有序進行。現結合93.8m混合動力（LNG）內河貨船針對以下四大系統（圖一）檢驗要點進行探討：

圖1

1、LNG充裝系統部分

該船圖紙設計充裝站布置在艉樓二層開敞甲板處，整個開敞甲板危險區域劃分圖是指導電氣設備和電纜等級、通風導管、主機進排氣管位置、船員艙室的門窗設置位置等依據，驗船師應特別關注危險區域劃分圖，注意檢查是否滿足審批圖紙的要求;電氣設備防爆類別和溫度組別應不低于IIA，T2，充裝操作站應布置在危險區域以外適當位置，增配至少兩臺便攜式防爆等級滿足環境要求的甚高頻無線電話，操作站通過本質安全型電路對氣罐壓力、溫度和液位進行監控，遙控截止閥的控制是通過充裝操作站的電磁閥控制壓縮空氣來實現自動切斷功能，充裝管路與燃料供應方管路接地，法蘭的搭接要按照要求。

2、LNG儲存罐體以及供氣管系

該船LNG儲存罐體屬于C型罐體，布置在艉樓二層開敞甲板，設有氣罐連接處所（冷箱），氣罐壓力釋放閥排氣口的位置應結合危險區域劃分圖充分考慮。現場驗船師一定要搞清楚氣罐主閥，主氣體燃料閥，因為氣罐主閥和主氣體燃料閥的控制功能要求非常多，對做效應試驗能起到很大的幫助。

供氣管路進入機艙后所有的閥件都布置在閥件處所內（閥箱），該船機艙設計為本質安全型機艙，進入機艙內的供氣管路采用雙壁管形式，外管采用防爆風機通風來實現內管的環圍保護，核對機艙外氣罐連接處所（冷箱）的通風風機的功率，滿足通風次數的要求。氣罐主閥、主氣體燃料閥應能在機艙、駕駛室、控制站等位置人工關閉，機艙低壓供氣管路進入發動機空氣進氣總管可免除雙壁管的要求，需增設氣體探測器的要求。閥箱空間不大于2 m3時可作為雙壁管通風導管的一部分，可免除閥箱處所的可燃氣體探測器的設置。

機艙設置固定火災探測系統，燃氣供給控制系統應能有主電源和應急電源兩路供電。設置機艙機械通風：可燃氣體探測裝置的聽覺和視覺報警應布置在駕駛室和機艙控制處所;配置一套便攜式可燃氣體按測器;氣體探測器及保護系統動作應滿足規范功能;艙風機應與雙燃料發動機實現燃氣模式運行連鎖，風機開啟10min以后，發動機才能采用燃氣運行;風機故障，發動機自動轉換成燃油模式;進出風口設置以及可燃氣體探測器設置位置，風道內設置故障安全型自動防火風閘;報警點的設置，駕駛室、控制站和機艙;風機和氣體探測器工作指示燈設置;氣體燃料加熱器燃料出口處的溫度監控;氣體探測器的自檢功能;熱交換器水泵的功率應計入電力負荷計算書;

3、雙燃料發動機（ECU）

發動機ECU應持有CCS證書。其工作狀態和工作模式，在駕駛室、機艙集控室和操縱臺設置指示器。發動機ECU應能由主配電源和應急電源供電。該船機艙為本質安全型機艙，采用雙壁管機械通風對進入機艙的燃料供應管路進行環圍保護，燃料供應管路氣體壓力小于1MPa，屬于低壓供氣系統，氣罐處所、充裝站布置在艉樓開敞二層甲板處，未進入機艙前供氣管路上的閥件布置在“冷箱”內，進入機艙所有閥件布置在“閥箱”內，主機采用國內最新的缸內多點噴射雙燃料發動機。

要求燃氣供應管路材質必須是耐低溫材質，鋼管應持有船檢認可的船用產品證書，管材的加工工藝，焊接工藝，熱處理工藝，安裝工藝需經過船檢認可，存在LNG泄漏風險的位置應設置集液盤，該船在氣罐供氣管路設有“冷箱”，冷箱可以替代集液盤，充裝處所的集液盤所在位置應進行有效的隔熱，并應通過一根向下并靠近水面的排放管排出舷外水面以上的位置，避免泄露后對人體和船體帶來低溫傷害，排放管材質應為耐低溫材料制成，可以在充裝操作時臨時設置，所有耐低溫材料必須提供船檢認可產品證書，經檢驗人員確認合格后才能上船安裝。

由于少量LNG液態燃料能氣化為大量氣體。1體積LNG大致能夠轉化為600-625體積氣體，若控制不當引起泄漏會造成超壓或氣體大量聚集的危險;規范4.3.1.4指出低壓供氣管路通風導管的設計壓力應不低于供氣管路的最大工作壓力，因此供氣通風管路、“冷箱”以及“閥箱”的強度要求較高，上船后供氣管路、通風導管、“冷箱”以及“閥箱”強度試驗可以通過氣密試驗來實現。為避免供氣管路燃氣泄漏，在通風導管出口設有燃氣探測器，實時對整個供應管路監控，避免燃氣泄漏造成機艙氣體聚集的危險。

LNG可燃性和爆炸性。一般環境條件下，5%-15%（體積比）天然氣和空氣混合是可燃的，由于泄漏會引起燃燒或爆炸;①通風導管出口處和主機上方均設有燃氣檢測傳感器，對燃氣泄漏能夠起到及時監控作用，該船機艙設計為本質安全型機艙，但在發動機上方增設燃氣探測器來免除空氣進氣總管雙壁管的要求，滿足規范要求;②防止供氣管路上的回火，應在燃氣供應管路上混合器之前加裝回火阻燃器，防止回火導致的安全事故;③發動機排氣總管防爆閥的安裝位置確定，排氣總管中會有一部分新鮮空氣與天然氣的混合氣體在掃氣的過程中被廢氣帶出，造成排氣總管內存在一定濃度的天然氣，防止混合氣體燃燒爆炸，故在排氣總管適當的位置設有安全閥，安全閥的位置應設置合理，避免造成船員傷害。

4、混合動力燃料（LNG）船舶監控系統

如圖1所示，閥件的控制點，液位、溫度、壓力傳感器的監測點多達32處，所有閥件的控制是通過危險區域外的充裝控制站電磁閥控制壓縮空氣來實現的，大大降低設備的成本，提高了監控系統的安全系數，同時大量的監控項目對檢驗人員如何做功能試驗也提出了更高的要求，承建方應提供切實可行試驗大綱方案經檢驗人員認可，并能夠準確、完整的完成監控系統的功能試驗。

其他

危險區域的劃分。尤其注意風管的進出口、透氣閥的出口位置的設置，盡量減小危險區區域的范圍。遙控閥閥件盡量通過電磁閥在安全區域控制壓縮空氣來達到遙控的功能，防爆遙控閥成本非常高，基本依靠進口。特別考慮艉燈、岸電箱等的設置位置，建議岸電箱供電通過變壓器隔離供電船舶。

控制和監控系統設有多處氣體探頭、各種傳感器、報警指示燈等，應提供詳細的布置圖。增強型機艙互鎖閥其中靠近上游的自動截止閥位置設置，互鎖閥還應用于發動機的正常停車。

監控系統分成三部分：①充裝監控控制系統;②氣體燃料監控控制系統;③主機ECU監控控制系統;充裝站、駕駛室和機艙控制處監控的具體項目;依據規范43-45頁設計具體監控功能表。

規范未涉及到LNG動力船的配電系統要求，依據此類船舶與汽油船危險系數相當，理應設置三相三線制絕緣系統，并應設置連續的絕緣監控裝置。規范對充裝監控系統的供電要求未說明，依據規范對供氣控制系統和發動機ECU的供電要求，理應為主電源和應急電源兩路供電。

建議本質安全型機艙氣罐連接處所和機艙處所之間的供氣管路也設置雙壁管，可共用通風導管風機并減少風機進出口數量。

參考文獻：

[1]中國海事局，內河天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規定于（2013）.

[2]中國船級社，天然氣燃料動力船舶規范（2013）.

（作者單位：安徽省皖江船舶檢驗局）