船舶LNG加气站建设方案及技术研究

船舶新闻

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概述

        根据国家“十二五”发展规划及《十二五节能减排综合|生工作方案》(国发[2011]26号)要求，要大力推广使用清洁能源节约和替代石油。根据2012年国务院《关于加快长江等内河水运发展的意见》(国发[2011]2号)，将内河水运发展上升为国家战略，提出“要利用l0年左右的时间，建成畅通、高效、平安、绿色的现代化内河水运体系”；交通运输部发布的《公路水路交通运输节能减排“十二五”规划》中明确要求，至“十二五”末，营运船舶单位运输周转量能耗要比2005年下降14％，二氧化碳排放要比2005年下降15％，因此，要大力推进内河航道运输船舶的节能减排、清洁能源替代石油的工。

        LNG具有资源丰富、使用方便和排放清洁等特点，是船舶清洁燃料的首选。利用LNG替代燃油，调整优化水运交通运输的能源结构，既可缓解我国石油供需矛盾，又能达到节能减排、实现绿色航运的目标。“武轮拖302号”、“苏宿货1260号”和“长迅3号”等LNG一柴油双燃料混合动力船试航成功，标志着我国已在内河船舶油改气关键技术上实现突破，长江等内河航道使用天然气的时代已经到来。

       目前我国尚无为船舶配套的LNC加气站，加气设施不配套成为推广LNG作为船用清洁燃料的主要瓶颈，因此船用LNG加气站建设迫在眉睫。就目前条件，我国船舶LNG加气站建设存在以下难点：

①船舶LNG加气站的行政法规、水上和岸上加气站技术标准规范尚未完善，也未形成标准体系，大力推广建设有较大的难度。

②长江、京杭大运河等内河航道为我国黄金水道，其岸线资源有限，不论是岸上还是水上加气站选址都比较困难。

③内河航道特别是长江上游区域枯水季与丰水季水位高差及水域范围变化较大，如长江重庆流域枯水季与丰水季水位变化高差约30m。同时由于水位高差的变化造成江面水域宽度变化较大，岸线水平位置变化可达160m，造成LNG燃料动力船随季节水位不同而无法固定停泊位置，而LNG输送管道均为低温不锈钢管道，不能伸缩变化。因此对LNG加气管道系统的适应性要求远远高于陆上汽车LNG加气和海上LNG运输船装卸系统的适应性。该问题成为内河航道船舶LNG加气站的首要技术难题。

参考规范

由于我国尚未出台船舶LNG加气站设计、施工及验收一系列相关的标准规范，为尽快开展船舶LNG加气站建设选址、设计等前期工作，应依据国家现行的关于LNG储存、运输、加气有关规范及交通运输部海事局、中国船级社有关LNG燃料船舶的规范、要求作为LNG加气站建设的依据。建议采用以下标准规范及要求作为目前条件下船舶LNG加气站建设的主要依据：

GB 50028-2006《城镇燃气设计规范》；

GB 50156-2012《汽车加油加气站设计与施工规范》；

GB 50016-2006《建筑设计防火规范》；

国家能源局NB／T l001-2011《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》；

交通运输部JTS l65—5q009《液化天然气码头设计规范》；

交通部海事局(<LNG燃料动力试点船舶技术要求》(2012年)；

交通部海事局《LNG燃料动力试点船舶关键设备技术要求》(2012年)；

中国船级社《内河散装运输液化气体船设备与构造规范》(2008年)；

中国船级社《气体燃料动力船检验指南》(2011年)。

船舶LNG加气站建设规模

依据

①根据<<LNG燃料动力试点船舶技术要求》，以液化天然气或液化天然气／燃油为燃料的国内航行钢质船舶上所设LNG储罐容积应不大于20m3，额定充装率为90％，因此确定每艘船充装量≤18m3。

②参照JTS l65-5-2009《液化天然气码头设计规范》要求，LNG大型船舶不宜在夜间进行进出港和靠离泊作业，且在同一泊位不能同时进行加气和卸气作业。

目前我国内河航道尚未允许运输LNG的大型船舶通行。对内河航道中以LNG为燃料的运输船，其加注LNG燃料的要求参考该规范执行。

③考虑到内河航道为黄金水道，其岸线资源有限，LNG加气站按满足5000t级船舶的一个泊位考虑建站规模。

④参照JTS l65-5-2009《液化天然气码头设计规范》及交通部海事局要求，大风、大雾等恶劣作业条件时，不得进行加气和卸气作业，因此每年作业时间按330天考虑。

建设规模确定

我国内河航道行驶船舶主要为1000～5000t级运输船，目前已经实现了拖轮、散货船等船舶的LNG-柴油双燃料改装试验，并试航成功。

根据对长江等内河航道行驶船舶现状燃油加注情况的调查，3000～5000t级船舶加注燃油时间约为1h，其中靠泊、离岸时间约30min，燃油加注时间约30min。参照燃油加注时间，LNG燃料船舶的停靠及加注时间也应控制在1h以内，实际LNG加注时间约30min。

LNG加气只能在白天作业，每天加气按12艘船考虑，每艘船加气量为18m3，则日LNG加气规模为216m3／d。按一年工作330d考虑，年LNG加气规模为7.12×104m3／a(折合LNG 3.2×104t／a)。

　船舶LNG加气站建设方案

　概述

　水上LNG气站方案

1  水上加气站流程

2  水上加气站主要设施及布置

3  水上加气站方案技术要点

岸上LNG加气站方案

岸上加气站流程

方案比较

LNG管道输送措施

输送方案

LNG真空绝热低温管道

　结语

本方案以长江重庆流域LNG加气站建设为例，进行船舶LNG加气站建设方案的对比分析，建议建设岸上LNG加气站，提出船用LNG加气站技术核心问题，积极采用新技术、新材料，为建设船用LNG加气站提出具有可操作性的技术方案，突破了内河航道推广利用LNG这一优质、清洁能源的瓶颈。同时进一步延伸了LNG的利用领域，为节能减排提供新的技术措施。

来自湖南海事