藍(lán)利雄

（汕頭造船廠有限公司，廣東 汕頭 515041）

在國內(nèi)，船舶燃料供應(yīng)一直以來是制約動力燃料推廣應(yīng)用的重要瓶頸，自 LNG 船舶出現(xiàn)以來，一直處于試驗階段。LNG 作為清潔、高效、低成本的船舶能源之一，在環(huán)保和節(jié)能方面具有明顯優(yōu)勢。目前LNG船用動力系統(tǒng)已經(jīng)成熟、可靠地應(yīng)用于各類船舶和公務(wù)船。而隨著我國內(nèi)河LNG 船舶使用技術(shù)的不斷成熟，相關(guān)證書將逐步得到承認(rèn)和認(rèn)可?；诖朔N情況及現(xiàn)狀，本文在總結(jié)目前檢驗經(jīng)驗的基礎(chǔ)上討論了相關(guān)問題。當(dāng)前國內(nèi)外多家科研機(jī)構(gòu)致力于為遠(yuǎn)洋油輪研發(fā)新型燃料。在這種背景下，多家船企相繼推出系列適用于LNG 船用的設(shè)備、系統(tǒng)、部件。此外，隨著近年來我國航運(yùn)業(yè)持續(xù)發(fā)展以及《中華人民共和國海商法》《船舶安全檢驗條例》等法律法規(guī)出臺之后，我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也日趨完善和健全。因此，我國目前船舶工業(yè)研發(fā)力度不斷加大，已有多艘遠(yuǎn)洋郵輪完成了系統(tǒng)的設(shè)計，并投入運(yùn)營。

1 新型動力燃料（LNG）船舶建造及檢驗路徑

船舶所有設(shè)備都應(yīng)該在其相應(yīng)的技術(shù)文件中體現(xiàn)，因此，要保證設(shè)備運(yùn)行正確。同時，為保證設(shè)備可靠運(yùn)行，設(shè)備的操作性能要符合設(shè)計要求。在進(jìn)行 LNG船舶輪機(jī)與電氣項目施工時，主要檢驗的內(nèi)容包括：機(jī)械性能參數(shù)是否符合設(shè)計要求，機(jī)械設(shè)備和電氣設(shè)備的性能是否滿足設(shè)計要求；機(jī)電設(shè)備在試運(yùn)行時應(yīng)該具有良好的使用狀態(tài)和操作性能；電氣設(shè)備在試車或正常運(yùn)行時需要具有良好的電氣性能和操作性能[1]。例如發(fā)電機(jī)的性能與電壓等級選擇問題；發(fā)電機(jī)工作時是否設(shè)置了相應(yīng)的安全保護(hù)裝置；發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時是否有自動停機(jī)現(xiàn)象；電機(jī)運(yùn)行是否有明顯振動，有無噪聲；發(fā)電機(jī)是否存在超負(fù)荷運(yùn)行情況等。對于設(shè)備的設(shè)計安裝是否符合規(guī)定要求、電氣設(shè)備、機(jī)械設(shè)備安裝是否符合施工圖紙要求、電機(jī)運(yùn)行是否滿足安全標(biāo)準(zhǔn)等都是現(xiàn)場檢驗要重點(diǎn)檢查的內(nèi)容。

2 LNG 船舶管路檢驗

LNG 是一種清潔能源，其在生產(chǎn)制造過程中不會對環(huán)境造成任何影響，而且其能量的利用率很高；同時，在燃燒過程中不會產(chǎn)生任何有害物質(zhì)，這些優(yōu)點(diǎn)讓LNG 船舶能夠在世界范圍內(nèi)得到廣泛使用。據(jù)統(tǒng)計，我國的石油消費(fèi)量約占世界石油消費(fèi)總量的一半左右，而LNG 所占比例則是一半左右；國家將其列為重要的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)；同時我國的LNG 進(jìn)口也呈現(xiàn)出逐年上升狀態(tài)，這對于保護(hù)我國海洋環(huán)境安全具有非常重要之用。在船舶設(shè)計建造過程中，相關(guān)技術(shù)人員要在確保質(zhì)量和安全可控的前提下優(yōu)化設(shè)計方案且不斷完善其安全性能設(shè)施建設(shè)。船舶設(shè)計工作作為船舶產(chǎn)品研發(fā)過程中的基礎(chǔ)性工作之一，海事主管部門對LNG 技術(shù)質(zhì)量以及安全性進(jìn)行監(jiān)督檢驗是保證船舶系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性和可靠性的重要手段。LNG 管道系統(tǒng)通常由注入管路、供氣管路、透氣管路和排氣管路（或充惰管路）組成。管道在制造、安裝、密封性、使用等方面都要按照核準(zhǔn)的圖紙檢查、試驗[2]。對管道系統(tǒng)進(jìn)行檢驗，其要點(diǎn)如下：（1）在布置管道時，要考慮管道熱變形，船體部件移動所產(chǎn)生的過大應(yīng)力。（2）膨脹接頭應(yīng)避免過大膨脹與擠壓，對其鄰近管道應(yīng)進(jìn)行正確的支撐與緊固。對于膨脹式波紋管接頭應(yīng)避免機(jī)械損壞；對凸緣連接應(yīng)設(shè)防松墊片以防螺絲帽松動。（3）當(dāng)儲氣箱或者管道與船體結(jié)構(gòu)之間絕緣隔離的時候，管道與儲氣箱之間必須電氣接地。管道接口處應(yīng)電氣接地。（4）空氣供應(yīng)管道時，應(yīng)盡量減小軟管和法蘭數(shù)量，不應(yīng)采用滑動伸縮連接方式。（5）LNG 管路系統(tǒng)應(yīng)遠(yuǎn)離船外板800 毫米。（6）LNG 管道系統(tǒng)要有足夠柔性，一般采用U 型或者直角式擴(kuò)張彎曲方式，以免管道擴(kuò)張受壓。（7）LNG 管線上必須采用統(tǒng)一彩色標(biāo)志。標(biāo)識顏色應(yīng)明顯區(qū)別于周邊艙壁和設(shè)備，例如黃和紅色。（8）LNG 管一般采用耐寒不銹鋼管，常用奧氏體不銹鋼304,308,316。不銹鋼管件焊接工藝須提交驗證。施工時，不銹鋼管材必須經(jīng)過運(yùn)輸、貯存、加工等各環(huán)節(jié)保護(hù)，以防晶間腐蝕。（9）LNG 管道焊縫須經(jīng)認(rèn)證并達(dá)到規(guī)定要求進(jìn)行非破壞性檢測。

3 充裝系統(tǒng)及檢驗

裝設(shè)于尾樓兩層敞開式甲板內(nèi)，全開放式甲板危險區(qū)域劃分圖為表示電氣設(shè)備及電纜級別，通風(fēng)管道，主機(jī)進(jìn)排氣管部位，船員艙室門窗部位等信息的重要依據(jù)。電器設(shè)備防爆級別及溫度等級不低于IIA,T2。裝填操作站應(yīng)設(shè)于距危險區(qū)較遠(yuǎn)的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，加裝2 部便攜式W 高頻無線電話以滿足環(huán)境需求，操作站利用基本安全電路監(jiān)測氣罐壓力，溫度及液位，遠(yuǎn)程截止閥控制由充裝在操作站內(nèi)的電磁閥自動閉合壓縮空氣，充油管道和燃料管道的聯(lián)接、法蘭聯(lián)接應(yīng)滿足要求[3]。

4 氣罐系統(tǒng)及檢驗

氣罐場所主要由氣罐、換熱設(shè)備以及部分管路等組成，主要有以下幾種危險：一種是因氣罐與換熱設(shè)備漏氣而發(fā)生“冷脆”，造成結(jié)構(gòu)垮塌；另一種是因氣罐，熱交換設(shè)備和管道泄漏產(chǎn)生易燃?xì)怏w和著火源造成火災(zāi)危害。現(xiàn)有LNG 動力船舶都是按壓力容器標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的C 型儲罐，一般采用如下措施：一是純真空；二是用玻璃纖維繞制并真空填充；三是用珍珠巖。其中使用最多的有玻璃鋼、真空等。儲氣罐（冷柜）接口處：儲氣罐可置于敞開甲板或密閉處。如果儲罐的接頭、閥件等不設(shè)置在敞口甲板上，則應(yīng)保護(hù)在用耐寒材料制造的地方，俗稱“冷箱”。檢測時應(yīng)注意：（1）按批準(zhǔn)的圖紙及公認(rèn)的安裝工藝要求檢驗氣罐是否安裝好并固定好。煤氣罐應(yīng)采用支撐部件（鞍架）和兩個鞍架。（2）船體強(qiáng)構(gòu)件（如：強(qiáng)橫梁、縱桁、實(shí)肋板、龍骨）裝有鞍座，鞍座之間必須相互牢固連接。真空隔熱槽內(nèi)其鞍座通常用作儲罐產(chǎn)品。（3）氣瓶與船體連接應(yīng)牢靠。（4）要注意鞍座底板和船體底座之間的連接強(qiáng)度，如用螺釘連接時，要注意螺釘預(yù)緊力。（5）為減小船體變形給油缸帶來的沖擊，油缸和船體的聯(lián)接并不堅硬，也就是一頭鞍座固定一頭滑動。（6）就海上船只而言，包括管道和閥門部件在內(nèi)的儲罐或儲罐與船舷之間的距離不小于B/5（B 是船最大寬度，米）。除客輪和多體船外，其他船舶可以不超過B/5，但無論如何，這一距離不得小于0.8 米。在內(nèi)河中，氣瓶或氣箱（它由管道及閥門部件組成）與船舷之間的距離至少為B/10。如果儲氣罐在船尾甲板上，要采取適當(dāng)防護(hù)措施以免追尾造成氣罐損壞。對于內(nèi)河船舶，如果船體與船尾甲板線相交的切線與水平線的夾角不超過50 度，則應(yīng)視為采取了保護(hù)措施[4]。

氣關(guān)罐接頭處檢查內(nèi)容大致分以下幾個部分：（1）罐體接頭處，法蘭和閥門若未布置于敞口開甲板處，則要與罐體接頭處封閉。（2）儲罐接頭處的設(shè)備必須能承受低溫液體泄漏且不喪失功能。氣罐的接頭處一定要用耐寒材質(zhì)制成，一般為奧氏體不銹鋼。（3）罐體連接位置的限位接口包括出口（如果設(shè)置），應(yīng)為密封型式。（4）空氣盒包括第二屏幕（如果設(shè)置），并且不能靠近機(jī)械設(shè)備和其他容易發(fā)生火災(zāi)的地方。如果用隔板分隔，隔板應(yīng)至少寬900 毫米。對于真空隔熱C 型儲氣箱，如果儲氣罐與艙壁之間的距離不小于900 毫米，則儲氣罐可以作為隔離室使用，但如果儲氣罐設(shè)置在機(jī)械設(shè)備或其他容易發(fā)生火災(zāi)的危險區(qū)域上方。（5）若在氣罐連接處設(shè)置進(jìn)出口，門檻應(yīng)不低于300 毫米，或按液化天然氣泄漏后液面等級確定。

5 機(jī)械處所及檢驗

機(jī)械設(shè)備主要有發(fā)動機(jī)、電子控制單元以及燃?xì)夤艿赖?，其中發(fā)動機(jī)、電子控制模塊以及燃?xì)夤艿缹儆诎l(fā)動機(jī)以及管道泄漏產(chǎn)生易燃?xì)怏w。同時發(fā)動機(jī)燃油特性變化還可能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)爆燃、拉缸和磨損等失效。此外，中央控制室為燃油供應(yīng)中心，因此其危險性主要表現(xiàn)在可靠性、與發(fā)動機(jī)配合工作性能等方面。

機(jī)械設(shè)備內(nèi)空氣供應(yīng)：實(shí)質(zhì)上安全機(jī)艙內(nèi)必須使用雙層管道，所以，它有二種形式，一種為同心管，位于內(nèi)筒和外筒中間，安裝一個大于內(nèi)筒的惰性氣體并在檢測出惰性氣體后報警；另一種是將空氣管道置于通風(fēng)管道上，管內(nèi)裝有吸風(fēng)機(jī)。

ECU 就是在一定條件下用電氣來控制汽油與燃料的系統(tǒng)。本裝置能夠?qū)姎饬髁?、空燃比、點(diǎn)火時間和噴油量（有時）進(jìn)行控制，并且能夠靈活調(diào)節(jié)燃?xì)獍l(fā)動機(jī)各系統(tǒng)參數(shù)以達(dá)到對外數(shù)據(jù)交流的目的。它的檢查需要：（1）對船舶駕控系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)進(jìn)行信息交流。（2）電源中某條線出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)能自動轉(zhuǎn)換至其他線。（3）故障仿真最大程度檢驗相關(guān)電氣控制系統(tǒng)報警及監(jiān)測功能。

引擎ECU 必須具有CCS 認(rèn)證。所述駕駛室、機(jī)艙集控室、操縱室內(nèi)均設(shè)置有顯示裝置。引擎ECU 要有主備和應(yīng)急供電能力。油罐處所及充裝站位于尾樓開放的二層甲板上，未進(jìn)入艙內(nèi)空氣供給管線閥門部件位于“冷箱”內(nèi)，進(jìn)入艙內(nèi)閥門部件位于“閥箱”內(nèi)，主機(jī)為國產(chǎn)最新型氣缸式多點(diǎn)噴射雙燃料發(fā)動機(jī)。管道須使用耐低溫材料且有船檢批準(zhǔn)船舶產(chǎn)品認(rèn)證，其制造工藝、焊接工藝、熱處理工藝和安裝工藝應(yīng)通過船檢批準(zhǔn)，有氣體泄漏風(fēng)險的地方要安裝集液盤，船舶在氣罐供氣管線上安裝“冷箱”，冷箱可以替代儲液盤使用，儲液盤位置要絕緣性好，并且通過垂向海面附近的排水管從艙口以上流出，以防漏水后低溫傷害人及船體，排氣管宜選用耐寒材料。液化氣體體積小，可產(chǎn)生大量氣體。1 立方米LNG 可轉(zhuǎn)化為體積約為600-625 的氣體，若操作不當(dāng)將引起超壓或氣體大量積聚：規(guī)范4.3.1.4 規(guī)定，低壓供氣管道的設(shè)計壓力應(yīng)不小于供氣管道的最大工作壓力，因此，對供氣通風(fēng)管道、“冷箱”“閥箱”等都有較高的強(qiáng)度要求，在上船后，對供氣管道、通風(fēng)管道都有較高的要求、“冷箱”“閥箱”強(qiáng)度試驗均可通過氣密性試驗進(jìn)行。為避免煤氣管道發(fā)生泄漏，管道出口安裝氣體檢測器實(shí)時監(jiān)控整個供給管道，避免煤氣泄漏造成艙內(nèi)氣體聚集[5]。

此外，CCS 也提出“強(qiáng)化安全設(shè)備場所”這一概念，它要求設(shè)備所處管道為焊接形式，滿足I 級管路的要求（全焊透），一切閥件及配件均應(yīng)圍蔽于氣密閥箱中，其檢測及通風(fēng)均應(yīng)按照危險處對待。燃?xì)獍l(fā)動機(jī)分為1 臺和2 臺。根據(jù)噴油壓力能否大于一兆帕可分為高壓燃?xì)獍l(fā)動機(jī)與低壓燃?xì)獍l(fā)動機(jī)兩大類。天然氣進(jìn)氣方式?jīng)Q定著燃?xì)夤?yīng)形式，極大地影響著天然氣經(jīng)濟(jì)性、動力性和排放性。系統(tǒng)進(jìn)氣模式如下：（1）進(jìn)氣量總管進(jìn)氣量，又可以分為增壓前進(jìn)氣量和增壓后進(jìn)氣量兩種；（2）通過進(jìn)氣管或者進(jìn)氣管向汽缸內(nèi)混入空氣；（3）高壓直噴氣缸內(nèi)。目前MAN B&W MEGI 發(fā)動機(jī)屬于高壓進(jìn)口型直噴型發(fā)動機(jī)；瓦錫蘭DF 引擎使用分支進(jìn)氣管，內(nèi)河改型引擎均為前進(jìn)氣道，由于未對引擎做過多優(yōu)化，致使引擎效率與排放性能均差強(qiáng)人意。

6 結(jié)語

就LNG 燃料船本身技術(shù)發(fā)展而言，LNG 在貯存、運(yùn)輸、補(bǔ)給和安全方面都較常規(guī)柴油船有較大變化，主要表現(xiàn)在LNG 儲罐和動力裝置兩個方面。在LNG 燃料船舶的建造過程中，燃料補(bǔ)給和其他方面是主要工作，此外還需要對通風(fēng)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、可燃?xì)怏w探測系統(tǒng)以及氣體燃料控制系統(tǒng)進(jìn)行考察。LNG 動力船舶在我國的使用和推廣有著很好的前景，對國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、環(huán)境質(zhì)量改善、節(jié)約能源和國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展都有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。國內(nèi)LNG 動力燃料船建造檢驗起步較晚，大部分都是由傳統(tǒng)船廠建造完成，船檢機(jī)構(gòu)從船東獲取的資料和相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，缺乏船企之間的溝通，使得船檢工作不能滿足船舶規(guī)范要求，難以為船東及船檢機(jī)構(gòu)提供必要的技術(shù)支持。同時因為不同船舶標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求不一，船檢人員對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范掌握得不夠全面，導(dǎo)致部分檢驗結(jié)果偏差大、與建造檢驗實(shí)際不符等問題仍然存在。所以在加強(qiáng)對于LNG 動力燃料船舶在研發(fā)過程中相關(guān)研究的同時更應(yīng)該注重實(shí)踐中可能存在的問題，并積極尋求解決之道。一方面應(yīng)該認(rèn)真學(xué)習(xí)國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，了解LNG 航運(yùn)技術(shù)的發(fā)展動態(tài)以及我國具體情況，制定相應(yīng)措施，并在建造檢驗過程中將其應(yīng)用于實(shí)際之中，保證其合理有效。另一方面應(yīng)充分借鑒傳統(tǒng)船型建造過程中積累下的經(jīng)驗及做法。在理論研究中對相關(guān)理論進(jìn)行充分闡釋后方能應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中。另外，還可以加強(qiáng)對新型LNG 船進(jìn)行型式審查與相關(guān)規(guī)范研究，對我國 LNG 動力燃料新型船舶進(jìn)行規(guī)范化生產(chǎn)監(jiān)管。同時加強(qiáng)人才培養(yǎng)和技術(shù)支持力度，并鼓勵企業(yè)積極探索符合中國實(shí)際經(jīng)驗的理論和新技術(shù)應(yīng)用方法，建立健全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，以滿足新能源船舶設(shè)計和制造的特殊要求?？傊?，在當(dāng)前新能源船舶產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展階段，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況建立完善各種體系，為新能源船舶提供專業(yè)的技術(shù)支持與保障。