先进的LNG动力系统及相关设备公司建立了较为密切的联系,对于船用LNG燃料的各个系统进行了较为丰富的研究。可以说,我国目前对于船用LNG燃料的研究和发展,正处在一个蒸蒸日上的新阶段,相关的国产LNG系统设备也在不断发展中。
目前,我国有一艘新建的LNG气体燃料动力船,名为珠江LNG动力游览船,在这艘船的主要设计过程中,广州船舶设计院参考和学习了国内外先进的LNG动力船的相关法规,协助国内的主要生产厂家完成了LNG主要设备的研发和制作工作,解决了国产船用LNG燃料的性能分析、系统研究、动力安全及船体安全性等方面的一系列主要问题。
(二)船用LNG燃料的益处及优势
第一,LNG的安全性能较高。LNG是一种低温液化气,如果发生了泄漏事故,LNG会很快转化成天然气,不会有更多的残留物存在。天然气的自身密度要小于空气,能够在空气中迅速地挥发及扩散。天然气在空气之中的最小着火点以及相应的着火温度都要高于柴油、汽油及LPG,瞬间的着火速度也要比油類燃料要慢。所以,在安全性能这一方面,LNG要比油类燃料安全很多。
第二,船用LNG燃料,可以改善相应的水气环境。国际海事组织早已发布相关规定,从2012年开始,在全球范围之内,船用燃料的内在油硫含量的上限从4.5%降到了3.5%。如果船体使用LNG燃料,与使用油类燃料相比,含硫氧化物的排放及相关颗粒物的排放会相应降低60%至70%左右,二氧化碳的实际排放量会降低20%至28%,相应的氮氧化物的排放量会降低35%左右。由此可以看出,船体使用LNG燃料,会减少有害气体的排放,改善船体经过的相应水气环境。
第三,船用LNG燃料的经济性能较好。长江流域上有一艘总吨位达到1800t左右的巨型货轮,此前使用的是两台柴油发电机,每台发电机的功率为440kw。在对船体进行改造以后,将柴油发电改成了LNG与柴油混合发电,并进行了7个航次共计14000km的试验。具体的试验结果可以看出:该船在改造成了LNG与柴油混合发电后,与改造之前相比,燃料成本随之下降了至少20%至30%,具体的改造费用回收期大概为2年,该船的运营水平得到了很大提升。由此可见,LNG燃料作为船体主要燃烧原料,具有良好的经济效益。
图1 某LNG燃料动力船示意图
二、船用LNG燃料的发展问题及主要趋势
(一)LNG燃料用于船体的主要问题
1、配套设施不够完善
从全世界范围来看,燃油船舶的供应系统及相应设施较为完善和普及,但全球的LNG接收站却仅仅只有70个左右,没有建立起相对完善的LNG供应网。在我们国家,LNG船舶需要加快配置和完善相应的基础设施建设,但是LNG配套的基础设施需要耗费较大投入,所以很少有行业内部企业及相关部门给予重视。
2、船体改造成本过高
LNG燃料技术用于船体,相应的存储系统比较复杂,在布局上存在很大困难,安装LNG存储罐也会减少部分货物的运输及存储空间。燃油船舶想要改造成LNG船舶,就要对燃料舱和主机进行相应改动,LNG压力罐自身所需空间是柴油舱所需空间的4倍左右。这样一来,船体的改造成本至少要增加8%至20%,相应的维护及保养成本也要随之增加。如果降低LNG船体的改造成本,就会导致整个船体的续航能力严重下降,无法满足长途航行的要求。
3、LNG船体加气有难度
LNG船体的加气问题,不仅是中国需要面对的,也是世界范围内的一个技术难题。我国政府部门严格禁止在内河及相应堤坝建造LNG储气站,这样就无法实现气体存储及配送的一体化流程建设。此外,我国主要内河每一年的水位落差相对较大,而LNG气体要使用低温管道进行具体运输,这种管道伸缩性和延展性都不是很强,所以在岸上设立加气站存在相应的管道连接问题。
(二)对船用LNG燃料未来发展的建议
第一,发展相应的配套设备。船用LNG燃料的相关配套设备,主要包括燃料的存储、动力设备及安保设备等,这些设备都是LNG船舶内部的核心设备。国内要想大力发展LNG技术在船体上的运用,就要做好这些相关配套设施的建设,给LNG的使用提供便利条件。
第二,严格规范船体改造技术。燃油船在改造成LNG船舶的过程中,目前出现了多种改造技术,这就导致进气方式和具体进气压力有很大区别。我国要想让LNG燃料安全有序的发展下去,就要严格规范改造技术,避免出现安全隐患。
结语
船用LNG燃料可以较好缓解现存的环境压力,既能满足环保要求,又能解决成品油燃料成本过高的问题,因此具有很大的发展潜力。我国在发展LNG的过程中要注意存在的实际问题,做好配套设施建设,真正实现LNG技术的良性发展。
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