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全球首部LNG加注船规范问世

新闻来源:中国船检    浏览量:1657 张向辉 2015-11-17
        虽然国内LNG动力船的尝试起步较晚,但近年来推进速度可谓后来者居上。日前,中国船级社(CCS)在武汉召开了《液化天然气燃料加注船舶规范》评审会,该规范将于2015年9月正式发布,届时,将成为全球首部LNG加注船规范。可以说,在LNG动力船舶规范标准的制定上,无论是技术方面还是安全方面,CCS充分发挥主力军的作用,为LNG动力船的健康发展保驾护航。
LNG燃料的优势
        液化天然气(LNG)用作船舶燃料起源于北欧,其主要目的就是应对排放控制区的严格要求。作为一种清洁燃料,LNG相对于柴油具有非常显著的环保优势,设计先进的LNG-柴油机双燃料发动机和纯LNG燃料发动机,较传统柴油机NOx排放降低约80%(满足IMO Tier III排放标准),CO2降低约20%,CO降低约75%,基本没有SOx排放和PM排放。在世界范围内,对于船舶排放要求日趋严格,使用天然气为燃料是一种较优选择。天然气作为船用燃料具有巨大的社会效益,对于节能减排具有重大意义。近年来,随着我国内河船舶运输业的快速发展,燃油消耗不断增加,雾霾天气频现、PM2.5严重超标等环境问题日益突出。随着“气化长江”、“长江绿色物流创新工程”等内河LNG燃料动力船项目的逐步推进,LNG作为一种经济、绿色、安全的新型能源逐渐为人们所熟知,并成为业内公认的未来船舶绿色能源的首选。
       交通运输部发布的《“十二五”水运节能减排总体推进实施方案》中明确提出,要重点开展鼓励使用有利于节能减排的能源的政策研究,在“十二五”期间逐步增加新节能减排技术的应用试点,并根据试点应用经验确定推广应用项目,推动水运节能减排技术的应用。内河柴油和LNG混合动力船舶技术正是五项试点新技术之一,该技术的广泛应用,将有利于优化调整内河航运能源结构,符合国家能源产业政策和节能减排要求,具有较好的社会效益和广阔的市场前景。目前,环保部和交通运输部正在制定新的船舶发动机排放标准,以及更严格的船舶燃油硫含量限值,有望于2017年正式出台。新标准中,不仅NOx排放限值较原标准大幅降低,同时将新增加HC、CO、PM排放限值。为满足未来新标准的要求,柴油机需要安装价格昂贵的尾气后处理系统(如EGC、SCR等)。如果使用LNG为燃料,并对发动机进行合理设计,将能直接满足新标准要求,无需后处理系统。而且,LNG基本不含硫,也能满足新的船舶燃油硫含量限值要求。随着欧美地区排放控制区(ECA)的生效,中国也将加快建立制定ECA区的步伐。交通运输部正着力推进我国沿海水域(长三角、珠三角、环渤海)船舶排放控制区的设立研究工作,今后将在我国沿海重要港口及水域逐步实施更加严格的船舶排放要求和燃油硫含量限值,使用LNG作为船舶燃料具有天然的竞争优势。未来我国的LNG动力船舶将从目前以内河船舶为主向海船发展转化。由此带来的将是LNG动力船发展的船型多样化、大型化的发展趋势。尽管当前油价下跌,天然气作为船用燃料经济性不明显,但长远来看,天然气的价格也将下降,经济效益明显。2015年全球共有7个液化天然气项目计划建成投产,其中仅高庚、格拉斯通和亚太等位于澳大利亚的新建LNG项目产能就超过4000万吨。而LNG产能提升将使亚洲LNG价格持续下降,同时给亚洲市场带来激烈的争夺市场份额的压力。全球LNG产能提升将导致中国进口LNG价格走低,并通过消费市场内在的定价机制进行传导,有利于促进中国天然气市场价格的整体降低。近年来,随着美国页岩气革命的成功,以及其经验在全球范围内的积极推广,中国也特别重视发展页岩气资源。但从开发成本上说,中国远高于美国,更需要依赖国家政策支持和相对较高的天然气市场价格环境。
        不言而喻,天然气是船舶清洁燃料的一种发展趋势,长远看具有经济性。LNG燃料动力船舶对降低我国内河及沿海水域船舶大气污染、推动相关规范标准不断提升具有积极的促进作用,对国家实施航运业节能减排的战略具有重要意义。
规范背后的故事
        与较为成熟的陆上LNG加注技术相比,水上LNG加注技术仍处于刚刚起步阶段。如何将结合陆上LNG加注技术和安全理念,结合水上运用特点,在船用领域进行适用和推广是一大难题。而放眼全球,在船用LNG加注方面,也并没有太多的国外经验可以借鉴。针对目前国内外暂无LNG燃料加注船安全技术标准的情况,CCS课题组直面困难,勇于创新,采用风险分析的方法,对LNG燃料加注船及作业过程进行了定性与定量风险分析研究,并提出了相应的风险控制措施与技术要求,在全球范围内具有技术创新性。
        针对LNG燃料加注船的船型特点,在规范编制过程中,课题组紧密联系工业界,在理论研究和试验研究的基础上提出了船舶布置、围护系统、加注系统、动力系统、安全系统、电气设备、消防等方面的规范要求,满足了LNG燃料加注船安全控制要求。在整个规范研发做到了以研究为基础,密切联系业界共同研发,抓住技术核心,最终形成了适应和引领我国水上LNG加注发展需要的规范。
        据中国船级社武汉规范所所长罗肖峰介绍,此项研究成果,一方面为其客户提供技术指导与服务;另一方面积极推动了行业技术进步,增强了我国船用LNG技术的国际竞争力,促进了水上LNG应用健康、安全发展,提高了中国船级社提供入级服务的能力,更好地服务船用LNG燃料清洁化需求,引导LNG应用向正确方向发展。同时,规范对落实《交通运输部关于推进水运行业应用液化天然气的指导意见》的要求,促进我国水上LNG燃料加注的安全与发展具有积极作用。
       CCS规范标准的研发和制定,离不开相关工业界的帮助,而最终目的是要推动工业界的应用。为了更好地做好LNG加注规范的研发工作,课题组先后到设备制造厂、设计公司、船厂进行调研;与设备制造厂、科研院所等单位开展合作和技术交流;派员参加ISO制定船舶加注标准、赴国外参加国际加注技术交流会议等活动。在规范编制过程中,CCS借助国内LNG工业界合作平台,课题组开展了一系列的深入调研和试验研究工作。为掌握LNG加注操作工艺流程和辨识作业过程中的风险源,对LNG加注现场进行了调研,对新奥公司为挪威NORLINE公司国际远洋LNG动力船的整个加注过程、操作步骤、系统监测、应急预案等方面进行了详细研究。为制定合理的技术要求,课题组与中集圣达因公司联合开展了一系列的LNG试验研究,通过具体试验研究来验证我们规范条款的合理性和可操作性。CCS在行业发展初期就锁定了LNG水上应用全产业链,包括储存、运输、分销、终端船舶应用等多个环节,涵盖了全领域、全过程、全技术、全应用,开启了全面研发模式先河。从第一艘内河天然气动力船到第一艘天然气动力海船;从我国第一艘LNG加注趸船到第一艘移动LNG加注船;从设备厂商到科研院所;从船厂到高校……一串串“接地气”的研究,一项项“长底气”的国家项目,成为制定技术标准、开展市场服务、辅助政府决策的基础,大大提升了CCS的技术积累和服务能力。
       目前,LNG加注船在建设过程中面临两个问题,一是加注船需要按照运输船要求进行运力审批,实际上LNG加注船类似于加油服务船,其主要功能不是运输贸易。但LNG加注船在淡季时可能涉及从事运输贸易,从而导致无法判定船舶的属性。二是建造完成后投入营运的监管问题,主管机关尚未制定LNG加注船的安全监督管理规定,按照LNG运输船的要求,其随船移动的安全间距非常大,在内河水域基本无法执行。因此,交通部委托CCS开展了一项“内河LNG运输船风险评估及预防措施研究”课题,该课题拟解决内河LNG运输船和加注船航行安全问题。随着课题的结题,预计不久主管机关将颁布内河LNG运输船与加注船航行安全的监督管理规定,届时将会促进内河LNG加注船的进一步发展。
 建设LNG水上全产业链
        尽管航运业应用LNG燃料的时间并不长,但是LNG作为船舶燃料在航运公司、港口码头及能源公司等方面均已取得进展,CCS参与研发、设计、建造和运营的LNG动力船越来越多,这显示LNG动力船的发展已经取得了很大进步,同时也获得了业界越来越多的关注。CCS为国内首制LNG双燃料全回转港作拖轮“海洋石油521”和“海洋石油522”提供入级服务,两艘船舶于2013年12月在广州顺利交船。CCS为国内首艘纯LNG动力全回转港作拖轮“海洋石油525”提供入级服务,该船于2015年7月在镇江顺利交船,另外一艘姊妹船正在建造中。作为绿色低碳环保的高技术船舶,该项目在技术上填补了国内海船设计和建造领域的空白,在世界范围内属于业内科技领先产品,具备较大的发展前瞻性。CCS为上海佳豪200艘纯LNG动力货船提供入级服务,首制船于2015年3月在扬中顺利交船。据悉,200艘船舶包括600吨船舶100艘,800吨船舶50艘,1000吨船舶50艘,全部入CCS船级,该项目启动了全国首批纯LNG动力内河货船示范项目的设计和建造工作,得到了中国船级社的积极响应和大力支持。CCS从规范、审图、产品、现场检验等方面提供了及时到位的技术服务,得到了上海佳豪的充分肯定。同时,随着我国能源结构调整和节能减排战略的逐步实施,特别是国际海事组织MARPOL公约对NOx Teri III排放标准即将于2016年生效,诸多航企在新建船舶上预留了LNG燃料的功能需求。对此,CCS推出了LNG Fuel Ready附加标志,并推出了LNG Ready实施指南。去年,CCS针对30.8万吨油轮(VLCC)船型、40万吨矿砂船(VLOC)船型、19000TEU集装箱船开展了相关研究,从双燃料推进方案及设备初步选型(主机、辅机、锅炉、燃料舱、供气系统等)、采用LNG Fuel Ready概念的初步方案、LNG燃料的加注方案、采用双燃料新造方案经济性分析(基于投资回收期法)、LNG Fuel Ready服务流程以及船厂建造能力等方面探讨采用燃油/LNG双燃料综合解决方案,为船东详细评估了采用双燃料的技术可行性和投资回收情况。
        目前,LNG高压供气系统核心技术和制造厂均集中在国外,国内尚属空白,为了打破我国LNG燃料储存与供给系统技术水平低下的局面,形成关键技术战略储备,提高我国在LNG动力船及产业链的竞争力,有效配合国家能源战略调整、保障能源战略安全实施提供技术支持。CCS与湖北迪峰等单位联合申报成功工信部“船舶LNG发动机燃料储存及供给系统关键技术研究”项目,通过研发具有自主知识产权的LNG燃料动力船舶发动机燃料储存及供给系统,提升我国船舶装备制造业的技术水平,使我国船舶制造的创新能力和国际竞争力跃上一个新台阶,变“中国制造”为“中国创造”。
        另外,CCS继续在LNG水上应用研究方面取得突破性成果,着力建设LNG水上全产业链的服务能力,开展了以定量风险评估为重点的基础研究和以深冷设备为重点的试验研究,在世界范围内尚属全新领域。开发了适用于LNG项目的定量风险评估服务产品,具备开展LNG加注作业风险评估、LNG场站选址评估、LNG事故调查等全产业链的综合解决方案能力,可极大促进我国LNG水上应用的安全健康发展。截止目前,先后为新奥集团、中海油洋浦船务有限公司、上海佳豪船舶工程设计股份有限公司、法国GTT公司、安吉物流上海安盛汽车船务有限公司、交通运输部水运科学研究院等提供了技术解决方案。
        目前CCS研发的水上LNG应用技术标准,已初步涵盖了LNG运输、补给和应用等环节,陆续颁布了《散装运输液化气体船舶构造与设备规范》、《天然气燃料动力船舶规范》、《液化天然气燃料水上加注趸船入级与建造规范》以及即将生效《液化天然气燃料加注船舶规范》等规范标注,但对于FLNG、FSRU、海上浮体加注、LNG燃料加注作业指南、船用LNG风险评估应用导则以及有关深冷设备的核心技术急需填补空白和完善。“水上LNG行业的发展涉及到很多方面,这是一条很长的产业链,水上加注只是其中一个部分,还有很多方面需要研究和完善。”罗所长对记者说。
        为保持在水上LNG应用技术的研发优势,并保持在世界前沿,CCS将持续加大有关专业人才的培养和引进,更新和完善研发手段。为了提供更精确的风险评估结果,CCS已购置国际知名的三维流体计算软件FLACS。CCS还针对水上LNG应用尚属新颖技术,有关使用经验不足的现实,加强了试验研究的力度。目前正在与湖北迪峰联合建立船用LNG试验中心,该试验中心集技术研发、产品制造、试验检测、教学培训为一体,目标为建设成为国内领先、达到国际先进水平的船用燃料(LNG、醇类、醚类)试验中心。将为我国LNG行业发展需求提供解决方案,为新产品的研发提供先进的试验手段和重要的技术支撑。
        LNG动力船前行的步伐已势不可挡,顺势而为者兴,反之,则会失去发展先机。中国船级社联合工业界,乘风破浪,披荆斩棘,在LNG水上应用技术这片有待开垦的领域中,不断研究和探索,填补空白,为LNG动力船的发展注入不竭动力。
 
 
 
 
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