我們國內(nèi)在LNG船用標(biāo)準(zhǔn)方面的里程碑也好或者大事記也好，08年發(fā)布了氣體燃料動力船檢驗指南，當(dāng)時涵蓋了CNG、LNG等等氣體燃料，在2010年時候我們國內(nèi)首艘武漢零度302和蘇宿貨1260進(jìn)行了改造，2011年在08年基礎(chǔ)上進(jìn)行了改版，在2012年國內(nèi)首艘動力板3000噸在湖北的鄂州進(jìn)行建造。在2013年的9月底中國船級社發(fā)布了天然氣燃料動力規(guī)范，基于之前使用的經(jīng)驗以及國際方面最新的在天然氣動力船方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，和兩本指南在業(yè)界使用3、4年經(jīng)驗和大家的反饋意見進(jìn)行編制，同年交通部海事局頒布了天然氣燃料船舶法定檢驗暫行規(guī)定。
去年有一艘船500匹動力的CCS由我們進(jìn)行檢驗，去年年底中國船級社和法西蘭(音)知名的廠家研發(fā)了110箱LNG動力的集裝箱船，今年中海油湖南還要建造兩艘單一動力船，也是650千瓦，明年完工，這是LNG船用國內(nèi)基本發(fā)展?fàn)顩r，這是6500匹馬力是拖輪，所以動力非常大，所以是6500馬力，這個圖是燃料供應(yīng)系統(tǒng)，LNG儲罐支撐壓系統(tǒng)等等，這是燃料灌布置在機艙隔壁，叫氣罐倉內(nèi)。這是透氣系統(tǒng)，LNG燃料雙料發(fā)動機，在國內(nèi)聽到所謂的雙燃料發(fā)動機，和國外的雙燃料發(fā)動機的概念從本質(zhì)上來說不一樣，因為國內(nèi)的雙燃料發(fā)動機就是氣體和柴油進(jìn)行混合工質(zhì)燃燒在氣缸內(nèi)，國外的發(fā)動機當(dāng)時的目的應(yīng)對國際上排放控制區(qū)的概念，在排放控制區(qū)內(nèi)必須使用油含量低的燃料氮氧化物滿足標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)在排放區(qū)內(nèi)燒LNG，因為LNG有清潔特性，滿足排放的要求，過了排放區(qū)以后燒柴油，要么燒氣，要么燒油。國內(nèi)30%油和70%氣混在一起燒，國內(nèi)沒有優(yōu)化，所以存在很多問題。
首先看看國外的發(fā)動機是什么樣的?國外的發(fā)動機名字叫氣體柴油模式下，在柴油模式下發(fā)動機就是柴油機壓輪點火，白色的氣進(jìn)去。第二階段就是壓縮，溫度比如說達(dá)到400、500度，這個時候?qū)⒉裼鸵愿邏旱男问綕B入到氣缸內(nèi)就燃燒，再排氣，這就是我們常規(guī)的柴油機的運行的過程，在這個過程中這種有一個差，氣體燃料沒有的，在這個模式下只有柴油在工作，這四個過程搞發(fā)動機應(yīng)該很清晰。我們再看看雙燃料模式下在氣體模式下發(fā)動機怎么工作的?剛才在柴油模式下只有柴油，在氣體模式下是不是像國內(nèi)的混燒?首先還是氫氣的過程，白色從空氣進(jìn)入到氣缸，綠色部分是天然氣從這個地方和空氣一起被吸入到進(jìn)入氣缸，進(jìn)入到氣缸之后第二個過程就是壓縮過程，壓縮到上面過程，因為天然氣自然溫度到600度左右，僅僅靠壓縮不能點燃天然氣，必須要有輔助的天然工具，可以是火花塞點火，也可以噴入非常少量的柴油，比如1%或者更少的點燃柴油，所以柴油這一塊打開，打開之后看到在這個地方噴入一定的柴油，起到點火作用，其他的過程跟做工、排氣工程一樣。
2011年9月份交通部頒布了船用節(jié)能減排實施方案，把LNG和柴油混合工質(zhì)動力列為五種試點技術(shù)之一，2012年發(fā)改委對天然氣發(fā)布了政策，2013年交通部頒布了關(guān)于推進(jìn)水運行業(yè)應(yīng)用液化天然氣的指導(dǎo)意見，LNG在內(nèi)河總消耗比例達(dá)到2%，2020年達(dá)到10%，提出目標(biāo)，為了配合這樣的目標(biāo)，交通部給補貼，包括交通部“十二五”的補貼，還有它的若干意見，大家在網(wǎng)上可以查到，尤其在今年2014年4月9號交通部和內(nèi)河部關(guān)于印發(fā)內(nèi)河船型標(biāo)準(zhǔn)化補貼資金管理辦法的補貼標(biāo)準(zhǔn)，按照鼓勵大家新建LNG動力船，在明年3月31號之前，完成了LNG動力船按照300千瓦以上補多少錢，在300千瓦以下補貼多少，越往后補貼越少，因為鼓勵大家快點推LNG。為什么把LNG天然氣燃料動力船的補貼辦法放在內(nèi)河船型標(biāo)準(zhǔn)化資金管理辦法?跟這個有什么關(guān)系?國內(nèi)內(nèi)河船型標(biāo)準(zhǔn)化是交通部重點工作，在“十二五”期間國家對內(nèi)河船型標(biāo)準(zhǔn)化，主要當(dāng)時提出的目的針對三峽或者三峽船提出的船型標(biāo)準(zhǔn)化，“十二五”有補貼辦法，這筆錢因為“十二五”馬上結(jié)束了還沒有完全用完，所以交通部急著把這筆錢用出去，正好有天然氣節(jié)能減排的項目促進(jìn)它的發(fā)展，所以放在內(nèi)河船型標(biāo)準(zhǔn)化的資金辦法里面實施，據(jù)我了解上海地區(qū)比如家豪(音)在明年3月1號之前，在上海地區(qū)建200艘渣土運輸船，800噸、3型為LNG作為燃料也是補貼的政策。
第二個簡要看一下LNG燃料動力船的關(guān)鍵技術(shù)，在座可能陸地上LNG專家比較多，船用或者水上相對少一些，我們簡要看看LNG燃料動力船作簡要介紹，LNG燃料動力船在LNG產(chǎn)業(yè)鏈下游，因為是終端用戶，LNG動力船有四大塊組成，第一個是沖缸部分，船的加油口地方，并不是單獨的處所或者很大的一塊地方，只不過是布置沖頭的地方，第二大塊是儲存，船上要儲存，類似于車子的油箱或者船上的燃料倉，采用C型，第三塊是燃料的供應(yīng)系統(tǒng)，包括相應(yīng)的管路和閥鍵，包括汽化器，因為低壓發(fā)動機先加熱汽化之后再輸送到發(fā)動機，所以要完成LNG向下的轉(zhuǎn)變以及相應(yīng)的流量和溫度控制，第四塊是LNG天然氣和發(fā)動機這一塊。
結(jié)合四大塊和常規(guī)船舶，和常規(guī)的柴油船舶有什么區(qū)別?第一個低溫保護(hù)，常規(guī)的柴油不需要低溫保護(hù)，第二應(yīng)急切斷，萬一有什么問題應(yīng)急切斷，第三個嚴(yán)格的控制程序，在燃料儲存方面和柴油有什么區(qū)別?首先體現(xiàn)在耐低溫材料方面，船上翻譯成維護(hù)，在船上對于LNG來說需要低溫防護(hù)，柴油不需要低溫防護(hù)的。
第二塊高絕熱要求，第三塊蒸發(fā)氣需處理，從燃料輸送也有常規(guī)過程，燃料的供應(yīng)需要燃料泵部件或者氯氣，但是對于LNG燃料需要在輸送過程中完成相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，所以必須要設(shè)置汽化器，不管是高壓發(fā)動機還是低壓發(fā)動機都需要汽化器，對燃料進(jìn)行處理，比如壓縮、增壓，增加到300多高壓對于增壓泵提出了很高的要求。
第四塊在燃料利用方面，我們柴油機型號一樣，無非就是高壓的或者低壓的，船用存在單一燃料發(fā)動機和雙燃料發(fā)動機，單一燃料發(fā)動機靠火花塞點燃或者靠點火油，雙燃料發(fā)動機是兩種模式，既要照顧油的模式，又要照顧氣的模式，點火方式火花塞，高壓發(fā)動機直接噴上氣，低壓發(fā)動機靠低壓吸入到氣缸，但是吸壓的位置不同，天然氣發(fā)動機優(yōu)勢在于硫氧化物和顆粒物排放比較好，在動力系統(tǒng)可靠性和安全性方面，氣體發(fā)動機控制系統(tǒng)包括管制控制系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于柴油控制系統(tǒng)，同時氣體可壓縮，氣體發(fā)動機工程熱力學(xué)和柴油機控制系統(tǒng)存在不同，在低壓方面有點欠缺，比如出租車，司機說燒氣的時候油門比較軟，速度比較慢，動態(tài)個性比較慢一些，動態(tài)個性存在不足。
第二個四大系統(tǒng)，就是充裝系統(tǒng)、儲存系統(tǒng)、風(fēng)險系統(tǒng)和利用系統(tǒng)，四大系統(tǒng)之間靠電光系統(tǒng)做整體的連接，這是我們最早的認(rèn)識就是四大系統(tǒng)或者以前叫做四大部件，三點一線四大部件，隨著認(rèn)識加深，包括和業(yè)界的探討分為兩大系統(tǒng)，供氣系統(tǒng)、用氣系統(tǒng)，更簡單化，發(fā)動機前是供氣系統(tǒng)，發(fā)動機后是用氣系統(tǒng)。首先供氣系統(tǒng)是低壓供氣系統(tǒng)和高壓供氣系統(tǒng)，它們差別在哪里?低壓供氣系統(tǒng)通過泵抽出來之后直接汽化再加熱，高壓發(fā)動機先增壓，液體加壓比氣體加壓容易多了，先把液態(tài)進(jìn)行增壓，增壓之后通過高壓的加熱器或者汽化器直接汽化，汽化之后直接高壓發(fā)動機，在供氣系統(tǒng)涉及到罐子的儲存，主要根據(jù)現(xiàn)行的規(guī)范包括運輸規(guī)范和動力規(guī)范，分為獨立性和薄膜性，獨立性自己支撐自己，不需要船體結(jié)構(gòu)支撐，薄膜型運輸靠雙層薄膜進(jìn)行保護(hù)，通過隔熱材料進(jìn)行保護(hù)，目前船上用的最多的是C型，相對于船舶動力來說不算大，所以都是采用C型，陸地上所說就是低溫容器。
隨著船舶大型化，包括將來遠(yuǎn)洋船舶，C型浪費的空間比較大，比如我們的空間放一個C型罐邊角不能照顧到，空間有限，將來A型、B型艙比較多，這是老外的分析，C型是壓力容器，承受一定壓力，A型、B型不能耐壓，不是和船體結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)角載荷不能算，A和B區(qū)別在哪里?A是老外提出，是傳統(tǒng)計算公式進(jìn)行設(shè)計，B型隨著技術(shù)發(fā)展通過有限源通過驗證的，實際上是一樣，隨著將來大型化，C型艙隨著容量有限，目前做到1000方，同時倉位浪費比較大，將來做A型、B型，和船體形狀很好適應(yīng)的結(jié)構(gòu)受到青睞。所以我提出個人對未來LNG燃料維護(hù)系統(tǒng)，就是罐子，就是燃料艙或者燃料罐，第一個集成化、模塊化設(shè)計，不光造罐子，把后面的加熱汽化器、相應(yīng)的閥鍵布置，第二個空氣優(yōu)化，避免LNG的陶藝或者無謂的浪費或者排放，第三個A、B、C型的需求，第四個隨著大型化需求，對于LNG空氣品質(zhì)，壓力、溫度、流量控制之外，還需要考慮到大型船LNG使用比較長，隨著成分的變化導(dǎo)致它的品質(zhì)發(fā)生變化，比如說甲烷制變化，對發(fā)動機有影響。這是儲存系統(tǒng)。
下面看看用氣系統(tǒng)，在用氣系統(tǒng)我們目前用的最多的是雙燃料發(fā)動機，但是將來我們認(rèn)為還是可能以單一發(fā)動機燃料為主，雙燃料發(fā)動機有一個好處在于，萬一汽油有什么問題了可以燒油，在燃料方面一個壞了還有一個，所以船舶安全性比較好，這是去年頒布天然氣動力規(guī)范以及國際上IGF規(guī)則，氣體燃料規(guī)則和動力船燃料規(guī)則，里面提到了氣體燃料包括管路、通風(fēng)很多，一旦切斷供氣保證燃油的推進(jìn)和動力性，對于單一性在燃料方面沒有游刃有余，萬一氣斷了船沒有動力，沒有動力了很危險，一般設(shè)置多臺發(fā)動機，設(shè)兩臺或者幾臺發(fā)動機，萬一氣切斷了還有，或者設(shè)置了一臺燃料發(fā)動機，需要完全獨立的供氣系統(tǒng)，包括管子、供氣管路、汽化器，所有的發(fā)動機都要獨立。如果還不行起用PDA動力發(fā)電系統(tǒng)，通過馬達(dá)都可以。
第二個大的工業(yè)密度發(fā)展，高PE壓力，大家可以看看國外發(fā)動機和國內(nèi)發(fā)動機有典型的區(qū)別，同樣的功力都是200，國外知名品牌發(fā)動機比國內(nèi)要小，你需要170，人家200都可以做到，因為密度大，同樣的尺寸下別人的功力大，搞發(fā)動機很經(jīng)典的圖，黃色區(qū)域爆燃區(qū)域或者撬缸區(qū)域，爆震發(fā)生燃燒，這個是失火區(qū)，橫坐標(biāo)是空氣和燃料比，對于氣體來說，獲得高的PE，功力越大同樣比例越大，必須在很窄的空間運行，對于你的控制要求非常高，所以國外發(fā)動機一般選用在這個區(qū)間內(nèi)工作，國內(nèi)區(qū)間壓力比較低，雖然對控制系統(tǒng)要求不嚴(yán)，但是機器的空氣密度比較小。
第三個對甲烷陶藝的控制，就是發(fā)動機沒有完全燃燒的甲烷或者發(fā)動機同時打開都要控制，還有良好的控制排放指標(biāo)，包括氮氧化物控制指標(biāo)和顆粒物控制指標(biāo)。
第三個介紹一下CCS在LNG方面的工作，從06年開始做了很多工作，正好06年我也正好進(jìn)入CCS，中國船級社在這一塊做了工作，在2012年我們承擔(dān)了國家海事局和國家能源局從事了LNG燃料動力船舶應(yīng)用安全研究，我們承擔(dān)了四個，這是我們目前的標(biāo)準(zhǔn)，第一個標(biāo)準(zhǔn)是氣體燃料動力船規(guī)范，這個規(guī)范從去年9月1號生效，第二個LNG加工燈船規(guī)范，目前做的是LNG加注船，移動加注船的規(guī)范，預(yù)計在明年頒布，現(xiàn)在正在做，我們跟中石油做了海上SS加注船，下面是我們的報告，包括中石油、中海油，現(xiàn)在內(nèi)河小型LNG運輸船報告和評估，在今年年底結(jié)束，它的成果作為交通部決策機關(guān)決策的支撐，同時我們還參加了國際方面的工作，包括國際海事組織的氣體燃料以及低閃點燃料動力船安全規(guī)則，9月份開會討論規(guī)則最終定稿，同時參加了X，就是中國船級社協(xié)會，我們船級社有一個協(xié)會，我們在LNG方面做了標(biāo)準(zhǔn)。
目前四個PT工作組項目組，一個項目組支持MO，成員國組織，在技術(shù)方面需要有專業(yè)機構(gòu)支持。第二個雙燃料發(fā)動機的低壓雙燃料發(fā)動機，因為高壓雙燃料發(fā)動機之前有要求了，我們正在做低雙燃料發(fā)動機，最近剛剛成立的兩個項目組，一個是LNG燃料動力船項目評估組，包括中國船級社在內(nèi)都有氣體燃料船有標(biāo)準(zhǔn)，但是在風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)方面沒有恒定標(biāo)準(zhǔn)方法，這一塊X需要做統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方法，同時剛剛成立了LNG加注指南的項目組，由法國船級社、中國船級社、英國船級社、挪威船級社一起做，指南講的是船加注的指南，這是梳理LNG發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈，包括水上、陸上，從中游運輸?shù)较掠蔚睦�，跟船相關(guān)列出來了，我們看看已經(jīng)開展的工作，黑色框比如大型運輸船我們有規(guī)范，加注船規(guī)劃明年出來，小型運輸船也有規(guī)劃，還有氨基加注站，還有加注燈船已經(jīng)頒布了，還有一種形式比較怪，比如重慶或者三峽不太好布置加注船，把案子放在山上，把管路放在燈船上從山上引下來。
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