内河LNG燃料动力船舶改造技术的探讨范文

摘要：在以“绿色环保”“节能减排”为主要发展理念的当今社会，利用LNG燃料完成动力船舶的改造工作，能够使内河低碳、绿色运输的理想成为现实。文章首先以安全性、经济性以及环保性为切入点，对LNG燃料具有的核心优势加以概括，然后又结合实际情况，提出了基于LNG燃料的内河动力船舶的改造技术，涵盖发动机、检测系统、气体燃料管三个方面，供相关人员参考。

关键词：内河；LNG燃料；动力船舶；改造技术

作为清洁能源的代表，LNG燃料之所以能够在航运界得到广泛应用，主要是因为其在安全性、经济性以及环保性等方面，要明显优于其他能源，也正是因为如此，以基于LNG燃料的动力船舶为主要对象开展的改造工作，成为了全国各地研究的重点。

一、LNG燃料的核心优势

一方面是安全性。由于LNG燃料的主要原料为天然气，柴油燃料的燃点约为220℃，液化天然气的燃点则高达650℃，与柴油燃料相比，液化天然气更难被引燃。另外，柴油爆炸浓度的最低值为0.5％，天然气爆炸浓度的最低值为5％，换句话说，引起爆炸的前提是空气中含有5％的天然气。当然，LNG燃料具有安全性的原因还体现在密度方面，在空气中，天然气的密度约为55％，虽然泄漏后会向空气进行直接扩散，但工作人员可以通过特殊技术对天然气泄漏的趋势进行预测并判断，降低出现安全隐患的几率[1]。另一方面是经济性。改造船舶动力系统的关键是改造控制设备与进气结构，正常情况下，经过改造的船舶动力系统，可以同时使用柴油和LNG两种燃料，对动力系统进行智能化控制，能够在一定程度上提高燃气机运行时的稳定性。例如，经过改造的内河干散货船，1m天然气所生产能量与1.2L柴油生产的能量基本持平，由此可以看出，LNG燃料在经济性方面具有比常规燃料更加明显的优势。

二、基于LNG燃料的内河动力船舶的改造技术

（一）改造发动机

如果想要使现有柴油发动机通过适当的改造，成为LNG燃料发动机，工作人员首先应对现有的供油系统加以保留，在此基础上，增加LNG燃料发动机所需的电子控制以及燃气供应系统。电子控制系统的构成分为三部分，首先是传感器，其次是控制器，最后是执行器。在完成对转速、温度以及位置等传感器的安装工作后，以电子信号为主要形式，将发动机运行工况向控制器进行传递，控制器负责接受、计算并将计算结果向执行器进行传递，接收到相应信号后，执行器便可以做出对发动机系统性能进行调整、对发动机喷油量进行调整等动作，保证发动机能够按照规定完成相应的工作。燃气供应系统指的是将混合器安装在总进气管上，使混合区与天然气的供气管路相连接，那么，储存罐所储存天然气在经过气化、调节和净化的流程后，再与空气进行混合，便可形成具有可燃性的可燃气体，可燃气体由混合器进入气缸，随着活塞行程向压缩终点靠近，在油缸内加入少量柴油保证天然气被成功引燃即可。改造发动机时需要引起重视的内容包括以下三点；第一，无论是燃气喷射阀、燃气混合器还是燃气滤清器，都应当在阀箱内对法兰接头进行布置；第二，将防爆安全阀（如图1）安装在发动机排气管处，并保证安全阀所排出气体不会给人体造成伤害；第三，将防爆抽风机与排气管相结合，如果抽风机在停机时仍旧处于燃气模式，工作人员则需要对可能存在于排气管内部的可燃气体进行扫除。

（二）安装监测系统

除集装箱船内有火警装置以外，在其他船舶内，都没有对监测装置进行设置。LNG燃料以甲烷为主要成分，研究结果表明，甲烷的沸点约为﹣162℃，而爆炸的极限则在5％﹣15％的范围内，不仅易蒸发，更具有易燃易爆的特点，因此，工作人员需要采取相应的措施，对以机舱为代表的密闭场所内天然气提的积聚浓度进行实时监测，一旦出现积聚浓度高于允许值的情况，立即发出警报，通过通风、设备关停等措施保证安全隐患得以消除，这样做能够在很大程度上降低发生天然气爆炸或类似事故的可能[2]。常见的监测设备包括气罐、发动机、燃气管路以及热交换器等，以实际需求为依据，将气体、感烟以及感温探测器进行设置，可以一定程度上降低安全问题出现的几率。

（三）安装气体燃料管

作为保证燃气处理供应工作有序进行的关键，气体燃料管的制作材料应以奥氏体不锈钢为主，这是因为该类材料具有耐低温的特点，在完成在通风导管内对其进行安装的工作后，应保证位于导管和气体燃料管间的气室，以通风为目的安装的抽风机，满足每小时换气三十次以上的要求。管路接头以对接焊为主要形式，保证全焊透焊接的优势得以充分发挥，将气体阀件单元设置在机舱内，并在导管内对燃气阀件和法兰进行安装。经过热交换器的LNG燃料往往已经被气化，此时，再通过设置在管系上的各种截止阀、燃料阀、排空阀流入进气总管，并与进气总管内原有的空气进行混合，便能够完整地展示出自身具有的作用。安装燃料管系时，工作人员应遵循以下原则：首先，供气管路应绕开控制站、起居处所和服务处所；其次，如果有凝结较重的成分混合在气体燃料中，应对气液分离罐头进行安装；接下来，连接管路的方式不应为滑动膨胀接头，法兰螺丝需要设置能够避免螺母松动的放松垫圈；最后，对过闸船舶而言，如果有液态气体燃料存在于隔离管路中，则代表该气体燃料可以被回收。

结论：

综上所述，随着基于LNG燃料的动力船舶改造工作不断推进，以LNG燃料在安全、经济等方面具有的优势为依据，将相关技术进行创新与完善，成为了现阶段工作的重点，这是因为，这样做可以保证改造技术在内河船舶运行领域得到广泛应用，其发展空间无法预估。希望文中讨论的内容能够在某些方面给人以启发，从而加快基于LNG燃料的内河动力船舶的改造速度。

参考文献：

[1]覃汉.内河LNG燃料动力船舶改造技术探讨[J].珠江水运,2015（09）:86-87.

[2]徐自旭.内河LNG燃料动力船舶改造技术研究[J].珠江水运,2017（04）:88-89.

作者：徐春华 单位：上海市嘉定区航务管理所（上海市船舶检验处嘉定检验所）