來源：中國船舶集團 日期：2021-10-20 字體：
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隨著我國“碳達峰”“碳中和”戰(zhàn)略目標的確立，船舶工業(yè)對減少污染和溫室氣體排放的重視達到前所未有的高度，船舶節(jié)能環(huán)保技術(shù)尤其是清潔燃料技術(shù)正日益展現(xiàn)出巨大的市場潛力。
今天的科普船舶，船次方就來說一說船舶動力的“明星”——液化天然氣（LNG）燃料。
大家熟知的中國船舶“綠巨人”天團就是LNG雙燃料系統(tǒng)的超大型集裝箱船，相比其他動力，LNG做燃料有何優(yōu)勢？LNG超低溫，但卻易燃易爆，怎么讓它“老實”干活呢？……
中國船舶集團七〇八所民船部高級工程師 鄭健為您解答。
LNG燃料比傳統(tǒng)燃油好在哪兒？還有其他更環(huán)保的燃料嗎？
隨著船舶尾氣氮氧化物、硫氧化物、二氧化碳等環(huán)保減排的要求，常規(guī)燃油動力船舶逐漸難以勝任。
LNG主要成分是甲烷，是目前應用最廣泛的低碳清潔能源之一，相比于燃油，可以減排氮氧化物90%以上，硫氧化物99%，固體顆粒物99%，二氧化碳20%以上。在應對2030年“碳達峰”以及更加嚴苛的環(huán)保要求，LNG屬于現(xiàn)階段最佳替代燃料選擇之一。
為進一步滿足2060年“碳中和”的目標，船舶行業(yè)潛在的替代燃料包括：氨燃料、氫燃料、生物甲醇等多種潛在選擇，但目前均為探索階段，遠未達到LNG燃料這種市場供應成熟、經(jīng)濟性好的程度。
備注:“碳達峰”就是我國承諾在2030年前，二氧化碳的排放不再增長，達到峰值之后再慢慢減下去；而到2060年，針對排放的二氧化碳，要采取植樹、節(jié)能減排等各種方式將之抵消掉，這就是“碳中和”。
純LNG燃料船比雙燃料船、多燃料船更先進嗎？
相比于燃油/LNG雙燃料船舶，采用純LNG燃料動力的船舶沒有任何燃油，更加清潔環(huán)保。當然，沒有燃油作為LNG的備用燃料，對LNG燃料系統(tǒng)要求會更加嚴格，除需兩套獨立LNG燃料系統(tǒng)作為冗余備份外，對安保系統(tǒng)的要求也更加嚴苛。
多燃料船舶一般用于運輸特定貨物的船舶，同時以燃油、LNG或者運輸貨物作為燃料，比如乙烷運輸船、LPG運輸船、甲醇運輸船等均可以以貨物作為燃料。
看來純LNG燃料真是船舶動力的一支生力軍！
了解了LNG燃料的優(yōu)勢，下面來說說它的安保系統(tǒng)。為何單獨說安保？因為LNG燃料的危險系數(shù)極高，沒有什么比安全穩(wěn)定更重要的了。
這些風險的具體表現(xiàn)是？安保系統(tǒng)又是如何起作用的？
LNG燃料是零下160多度的易燃易爆品，不要說轉(zhuǎn)換為動力，即便是普通運輸，安全問題都是重中之重。
LNG專門存儲在耐低溫的容器內(nèi)，小容積通常采用雙層不銹鋼的真空罐儲存。（如下圖）
LNG燃料在充裝、儲存、供應和利用環(huán)節(jié)都有風險，主要集中在“三點一線，四大部件”上：即氣罐處所、機器處所、充裝處所三個點和管系一線，以及發(fā)動機、氣罐、熱交換設備和中央控制單元四大部件上。具體表現(xiàn)為低溫燃料泄漏、可燃氣體泄漏、燃料罐超壓、燃料罐液位過高導致液體熱膨脹溢流、火災、通風失效、供氣溫度壓力異常等等。安保不到位會導致極其嚴重的后果。
安保系統(tǒng)用于出現(xiàn)上述緊急情況下，可提供可靠、準確、及時的安全保護切斷，使LNG燃料系統(tǒng)及船舶處于安全、合適的保護狀態(tài)，避免危險進一步擴大。
看完這些隱患，真心覺得安保系統(tǒng)真是必備神器！
結(jié)合最近七〇八所自主研發(fā)設計的LNG燃料系統(tǒng)試驗樣機和LNG燃料控制及安保系統(tǒng)，成功完成了液氮低溫聯(lián)調(diào)試驗，已達到實船應用水平。船次方對LNG燃料控制及安保系統(tǒng)
進行了詳細了解。
請問LNG燃料系統(tǒng)試驗樣機是做什么用的？
為LNG燃料罐、LNG燃料系統(tǒng)、LNG燃料控制及安保系統(tǒng)做整體聯(lián)調(diào)測試，是統(tǒng)籌一切的存在，而這一整套系統(tǒng)已經(jīng)完全屬于我國自主研發(fā)的技術(shù)！
原來為了安保試驗，還要專門設計一套機器……
LNG燃料為什么要用液氮做試驗？
LNG燃料為零下160多度低溫液體，且具有易燃易爆特性，試驗階段直接采用LNG燃料那可太危險了。但LNG燃料系統(tǒng)又屬于低溫深冷系統(tǒng)，必須在低溫條件下才能完成實際功能的測試與設計驗證，而液氮為負196度的低溫不燃液體，就成為了LNG燃料的完美代替試驗介質(zhì)。
為“挺身而出”的液氮點個贊！
常溫與低溫的聯(lián)調(diào)試驗分別對實船應用有什么幫助？
我們知道，任何實驗或測試，都有著嚴謹?shù)牟襟E和規(guī)范，不能走捷徑。
常溫聯(lián)調(diào)試驗就像低溫試驗前的“模擬考試”，就是為了避免直接低溫試驗時發(fā)生風險。
低溫聯(lián)調(diào)試驗是模擬船上真實情況測供氣系統(tǒng)的各項功能，試驗的成功標志著驗證設計的各項指標合格，證實了系統(tǒng)的可靠性，具備了從樣機到實際產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的條件，達到實船應用的水平。
這段話理解就是，模擬考取得優(yōu)異成績，高考就離清華北大不遠嘍！
安保系統(tǒng)“零故障”屬于什么樣的存在？
首先，“零故障”在國內(nèi)已屬領(lǐng)先水平。安保系統(tǒng)屬于LNG燃料系統(tǒng)安全部分的重要組成部分，也是船東、船廠、船級社檢驗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其它環(huán)節(jié)也許會出現(xiàn)少許的缺陷或BUG，但安保系統(tǒng)必須要求可靠。安保系統(tǒng)“零故障”表明硬件質(zhì)量可靠、軟件成熟度高，達到實船應用水平。
安全，必須做到萬無一失！
消息中說，七〇八所全新開發(fā)的LNG燃料控制系統(tǒng)可實現(xiàn)LNG罐內(nèi)壓力的精準調(diào)控，確保日常加注與供氣全周期BOG零排放，請問BOG零排放是什么意思？
LNG屬于低溫液體，LNG罐體在自然環(huán)境會持續(xù)漏熱，加注期間通過外部管道也會帶入大量熱量，這些都會導致罐內(nèi)LNG液體升溫并產(chǎn)生蒸發(fā)氣（boil-off gas），也就是BOG。
BOG的合理控制與處理，避免BOG直接排放到大氣中，是LNG燃料系統(tǒng)的關(guān)鍵之一，BOG零排放意味著除緊急情況以外，在船舶正常的加注、供氣、停泊等運營期間LNG罐不對外排放任何BOG，既避免燃料的浪費、降低風險，也避免甲烷溫室氣體的排放，保護環(huán)境。
連蒸發(fā)氣都不放過，優(yōu)秀！
LNG燃料優(yōu)勢明顯又可控，我們是不是要大力推廣？
是的，我們的目標是先從國內(nèi)內(nèi)河LNG動力船舶著手，進行升級換代。船舶航行在城市之間，排出的尾氣直接關(guān)系到居民健康，而且我國內(nèi)河船舶數(shù)量龐大且整體較為落后，相比于海船對人民的健康危害更大、更直接。后續(xù)還會進一步推廣至全國沿海、近海及遠洋船舶上。
期待更多“綠色”船舶蕩漾在碧水清波上……
| 策 劃：船次方工作室X七〇八所
| 通訊員：鄭 健/段雪瓊
| 責 編：王 琦
| 校 對：高紅梅
| 審 核：項 麗/甘豐錄
