占雷

摘 ?要： 對(duì)新型混合動(dòng)力燃料（LNG）船舶檢驗(yàn)中的難點(diǎn)、重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了探討，結(jié)合最新的LNG燃料動(dòng)力船規(guī)范，重點(diǎn)對(duì)采用本質(zhì)安全型機(jī)艙船舶的檢驗(yàn)要求做了具體敘述。

關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力 ?LNG ?船舶檢驗(yàn)

最近幾年隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變和我國(guó)“節(jié)能減排”政策的實(shí)施，LNG替代傳統(tǒng)燃油作為船舶動(dòng)力燃料已經(jīng)引起造船和航運(yùn)界廣泛關(guān)注，我國(guó)混合動(dòng)力燃料（LNG）船舶技術(shù)也取得了積極進(jìn)展，天然氣燃料動(dòng)力船舶規(guī)范、內(nèi)河天然氣燃料動(dòng)力船舶法定檢驗(yàn)暫行規(guī)定于2013相繼生效，標(biāo)志著混合動(dòng)力燃料（LNG）船舶建造檢驗(yàn)工作邁出了實(shí)質(zhì)性的一步，但由于目前此類(lèi)船舶建造在國(guó)內(nèi)尚屬摸索階段，技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)、檢驗(yàn)重點(diǎn)可能在建造檢驗(yàn)工作中不能充分有效把握，存在很多隱患和不確定因素，下面筆者就自身經(jīng)驗(yàn)本對(duì)建造檢驗(yàn)中存在的難點(diǎn)、重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的探討。

混合動(dòng)力燃料（LNG）船舶簡(jiǎn)介

93.8m混合動(dòng)力燃料（LNG）內(nèi)河貨船圖紙于2014年8月審批通過(guò)，10月份在蕪湖市皖南船舶制造有限公司開(kāi)工建造，驗(yàn)船師正在承檢該船檢驗(yàn)工作，現(xiàn)對(duì)船船舶基本參數(shù)介紹如下：

混合動(dòng)力燃料（LNG）船舶建造注意事項(xiàng)

由于LNG超低溫特性，達(dá)到零下-162℃，公司提出該船供氣管路選用304不銹鋼管，該鋼管的正常使用溫度在-196℃～800℃，滿足LNG燃?xì)夤苈返囊?，具體的材質(zhì)、法蘭加工精度和尺寸、焊接材料、焊接方式、熱處理工藝等檢驗(yàn)工作應(yīng)有序進(jìn)行。現(xiàn)結(jié)合93.8m混合動(dòng)力（LNG）內(nèi)河貨船針對(duì)以下四大系統(tǒng)（圖一）檢驗(yàn)要點(diǎn)進(jìn)行探討：

圖1

1、LNG充裝系統(tǒng)部分

該船圖紙?jiān)O(shè)計(jì)充裝站布置在艉樓二層開(kāi)敞甲板處，整個(gè)開(kāi)敞甲板危險(xiǎn)區(qū)域劃分圖是指導(dǎo)電氣設(shè)備和電纜等級(jí)、通風(fēng)導(dǎo)管、主機(jī)進(jìn)排氣管位置、船員艙室的門(mén)窗設(shè)置位置等依據(jù)，驗(yàn)船師應(yīng)特別關(guān)注危險(xiǎn)區(qū)域劃分圖，注意檢查是否滿足審批圖紙的要求;電氣設(shè)備防爆類(lèi)別和溫度組別應(yīng)不低于IIA，T2，充裝操作站應(yīng)布置在危險(xiǎn)區(qū)域以外適當(dāng)位置，增配至少兩臺(tái)便攜式防爆等級(jí)滿足環(huán)境要求的甚高頻無(wú)線電話，操作站通過(guò)本質(zhì)安全型電路對(duì)氣罐壓力、溫度和液位進(jìn)行監(jiān)控，遙控截止閥的控制是通過(guò)充裝操作站的電磁閥控制壓縮空氣來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切斷功能，充裝管路與燃料供應(yīng)方管路接地，法蘭的搭接要按照要求。

2、LNG儲(chǔ)存罐體以及供氣管系

該船LNG儲(chǔ)存罐體屬于C型罐體，布置在艉樓二層開(kāi)敞甲板，設(shè)有氣罐連接處所（冷箱），氣罐壓力釋放閥排氣口的位置應(yīng)結(jié)合危險(xiǎn)區(qū)域劃分圖充分考慮。現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)船師一定要搞清楚氣罐主閥，主氣體燃料閥，因?yàn)闅夤拗鏖y和主氣體燃料閥的控制功能要求非常多，對(duì)做效應(yīng)試驗(yàn)?zāi)芷鸬胶艽蟮膸椭?

供氣管路進(jìn)入機(jī)艙后所有的閥件都布置在閥件處所內(nèi)（閥箱），該船機(jī)艙設(shè)計(jì)為本質(zhì)安全型機(jī)艙，進(jìn)入機(jī)艙內(nèi)的供氣管路采用雙壁管形式，外管采用防爆風(fēng)機(jī)通風(fēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)管的環(huán)圍保護(hù)，核對(duì)機(jī)艙外氣罐連接處所（冷箱）的通風(fēng)風(fēng)機(jī)的功率，滿足通風(fēng)次數(shù)的要求。氣罐主閥、主氣體燃料閥應(yīng)能在機(jī)艙、駕駛室、控制站等位置人工關(guān)閉，機(jī)艙低壓供氣管路進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)空氣進(jìn)氣總管可免除雙壁管的要求，需增設(shè)氣體探測(cè)器的要求。閥箱空間不大于2 m3時(shí)可作為雙壁管通風(fēng)導(dǎo)管的一部分，可免除閥箱處所的可燃?xì)怏w探測(cè)器的設(shè)置。

機(jī)艙設(shè)置固定火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)，燃?xì)夤┙o控制系統(tǒng)應(yīng)能有主電源和應(yīng)急電源兩路供電。設(shè)置機(jī)艙機(jī)械通風(fēng)：可燃?xì)怏w探測(cè)裝置的聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)報(bào)警應(yīng)布置在駕駛室和機(jī)艙控制處所;配置一套便攜式可燃?xì)怏w按測(cè)器;氣體探測(cè)器及保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作應(yīng)滿足規(guī)范功能;艙風(fēng)機(jī)應(yīng)與雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)燃?xì)饽Ｊ竭\(yùn)行連鎖，風(fēng)機(jī)開(kāi)啟10min以后，發(fā)動(dòng)機(jī)才能采用燃?xì)膺\(yùn)行;風(fēng)機(jī)故障，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成燃油模式;進(jìn)出風(fēng)口設(shè)置以及可燃?xì)怏w探測(cè)器設(shè)置位置，風(fēng)道內(nèi)設(shè)置故障安全型自動(dòng)防火風(fēng)閘;報(bào)警點(diǎn)的設(shè)置，駕駛室、控制站和機(jī)艙;風(fēng)機(jī)和氣體探測(cè)器工作指示燈設(shè)置;氣體燃料加熱器燃料出口處的溫度監(jiān)控;氣體探測(cè)器的自檢功能;熱交換器水泵的功率應(yīng)計(jì)入電力負(fù)荷計(jì)算書(shū);

3、雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)（ECU）

發(fā)動(dòng)機(jī)ECU應(yīng)持有CCS證書(shū)。其工作狀態(tài)和工作模式，在駕駛室、機(jī)艙集控室和操縱臺(tái)設(shè)置指示器。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU應(yīng)能由主配電源和應(yīng)急電源供電。該船機(jī)艙為本質(zhì)安全型機(jī)艙，采用雙壁管機(jī)械通風(fēng)對(duì)進(jìn)入機(jī)艙的燃料供應(yīng)管路進(jìn)行環(huán)圍保護(hù)，燃料供應(yīng)管路氣體壓力小于1MPa，屬于低壓供氣系統(tǒng)，氣罐處所、充裝站布置在艉樓開(kāi)敞二層甲板處，未進(jìn)入機(jī)艙前供氣管路上的閥件布置在“冷箱”內(nèi)，進(jìn)入機(jī)艙所有閥件布置在“閥箱”內(nèi)，主機(jī)采用國(guó)內(nèi)最新的缸內(nèi)多點(diǎn)噴射雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。

要求燃?xì)夤?yīng)管路材質(zhì)必須是耐低溫材質(zhì)，鋼管應(yīng)持有船檢認(rèn)可的船用產(chǎn)品證書(shū)，管材的加工工藝，焊接工藝，熱處理工藝，安裝工藝需經(jīng)過(guò)船檢認(rèn)可，存在LNG泄漏風(fēng)險(xiǎn)的位置應(yīng)設(shè)置集液盤(pán)，該船在氣罐供氣管路設(shè)有“冷箱”，冷箱可以替代集液盤(pán)，充裝處所的集液盤(pán)所在位置應(yīng)進(jìn)行有效的隔熱，并應(yīng)通過(guò)一根向下并靠近水面的排放管排出舷外水面以上的位置，避免泄露后對(duì)人體和船體帶來(lái)低溫傷害，排放管材質(zhì)應(yīng)為耐低溫材料制成，可以在充裝操作時(shí)臨時(shí)設(shè)置，所有耐低溫材料必須提供船檢認(rèn)可產(chǎn)品證書(shū)，經(jīng)檢驗(yàn)人員確認(rèn)合格后才能上船安裝。

由于少量LNG液態(tài)燃料能氣化為大量氣體。1體積LNG大致能夠轉(zhuǎn)化為600-625體積氣體，若控制不當(dāng)引起泄漏會(huì)造成超壓或氣體大量聚集的危險(xiǎn);規(guī)范4.3.1.4指出低壓供氣管路通風(fēng)導(dǎo)管的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)不低于供氣管路的最大工作壓力，因此供氣通風(fēng)管路、“冷箱”以及“閥箱”的強(qiáng)度要求較高，上船后供氣管路、通風(fēng)導(dǎo)管、“冷箱”以及“閥箱”強(qiáng)度試驗(yàn)可以通過(guò)氣密試驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為避免供氣管路燃?xì)庑孤谕L(fēng)導(dǎo)管出口設(shè)有燃?xì)馓綔y(cè)器，實(shí)時(shí)對(duì)整個(gè)供應(yīng)管路監(jiān)控，避免燃?xì)庑孤┰斐蓹C(jī)艙氣體聚集的危險(xiǎn)。

LNG可燃性和爆炸性。一般環(huán)境條件下，5%-15%（體積比）天然氣和空氣混合是可燃的，由于泄漏會(huì)引起燃燒或爆炸;①通風(fēng)導(dǎo)管出口處和主機(jī)上方均設(shè)有燃?xì)鈾z測(cè)傳感器，對(duì)燃?xì)庑孤┠軌蚱鸬郊皶r(shí)監(jiān)控作用，該船機(jī)艙設(shè)計(jì)為本質(zhì)安全型機(jī)艙，但在發(fā)動(dòng)機(jī)上方增設(shè)燃?xì)馓綔y(cè)器來(lái)免除空氣進(jìn)氣總管雙壁管的要求，滿足規(guī)范要求;②防止供氣管路上的回火，應(yīng)在燃?xì)夤?yīng)管路上混合器之前加裝回火阻燃器，防止回火導(dǎo)致的安全事故;③發(fā)動(dòng)機(jī)排氣總管防爆閥的安裝位置確定，排氣總管中會(huì)有一部分新鮮空氣與天然氣的混合氣體在掃氣的過(guò)程中被廢氣帶出，造成排氣總管內(nèi)存在一定濃度的天然氣，防止混合氣體燃燒爆炸，故在排氣總管適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)有安全閥，安全閥的位置應(yīng)設(shè)置合理，避免造成船員傷害。

4、混合動(dòng)力燃料（LNG）船舶監(jiān)控系統(tǒng)

如圖1所示，閥件的控制點(diǎn)，液位、溫度、壓力傳感器的監(jiān)測(cè)點(diǎn)多達(dá)32處，所有閥件的控制是通過(guò)危險(xiǎn)區(qū)域外的充裝控制站電磁閥控制壓縮空氣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，大大降低設(shè)備的成本，提高了監(jiān)控系統(tǒng)的安全系數(shù)，同時(shí)大量的監(jiān)控項(xiàng)目對(duì)檢驗(yàn)人員如何做功能試驗(yàn)也提出了更高的要求，承建方應(yīng)提供切實(shí)可行試驗(yàn)大綱方案經(jīng)檢驗(yàn)人員認(rèn)可，并能夠準(zhǔn)確、完整的完成監(jiān)控系統(tǒng)的功能試驗(yàn)。

其他

危險(xiǎn)區(qū)域的劃分。尤其注意風(fēng)管的進(jìn)出口、透氣閥的出口位置的設(shè)置，盡量減小危險(xiǎn)區(qū)區(qū)域的范圍。遙控閥閥件盡量通過(guò)電磁閥在安全區(qū)域控制壓縮空氣來(lái)達(dá)到遙控的功能，防爆遙控閥成本非常高，基本依靠進(jìn)口。特別考慮艉燈、岸電箱等的設(shè)置位置，建議岸電箱供電通過(guò)變壓器隔離供電船舶。

控制和監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有多處氣體探頭、各種傳感器、報(bào)警指示燈等，應(yīng)提供詳細(xì)的布置圖。增強(qiáng)型機(jī)艙互鎖閥其中靠近上游的自動(dòng)截止閥位置設(shè)置，互鎖閥還應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的正常停車(chē)。

監(jiān)控系統(tǒng)分成三部分：①充裝監(jiān)控控制系統(tǒng);②氣體燃料監(jiān)控控制系統(tǒng);③主機(jī)ECU監(jiān)控控制系統(tǒng);充裝站、駕駛室和機(jī)艙控制處監(jiān)控的具體項(xiàng)目;依據(jù)規(guī)范43-45頁(yè)設(shè)計(jì)具體監(jiān)控功能表。

規(guī)范未涉及到LNG動(dòng)力船的配電系統(tǒng)要求，依據(jù)此類(lèi)船舶與汽油船危險(xiǎn)系數(shù)相當(dāng)，理應(yīng)設(shè)置三相三線制絕緣系統(tǒng)，并應(yīng)設(shè)置連續(xù)的絕緣監(jiān)控裝置。規(guī)范對(duì)充裝監(jiān)控系統(tǒng)的供電要求未說(shuō)明，依據(jù)規(guī)范對(duì)供氣控制系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的供電要求，理應(yīng)為主電源和應(yīng)急電源兩路供電。

建議本質(zhì)安全型機(jī)艙氣罐連接處所和機(jī)艙處所之間的供氣管路也設(shè)置雙壁管，可共用通風(fēng)導(dǎo)管風(fēng)機(jī)并減少風(fēng)機(jī)進(jìn)出口數(shù)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)海事局，內(nèi)河天然氣燃料動(dòng)力船舶法定檢驗(yàn)暫行規(guī)定于（2013）.

[2]中國(guó)船級(jí)社，天然氣燃料動(dòng)力船舶規(guī)范（2013）.

（作者單位：安徽省皖江船舶檢驗(yàn)局）