船舶发动机天然气应用的关键技术

　　随着全球对于节能环保的突出重视以及世界船舶行业的不断发展，伴随油价的上涨以及石油资源的匮乏，许多船舶的运营商为了节约成本开始运用天然气发动机来作为船舶运行的动力。本文主要探讨船舶发动机天然气应用的关键技术。

　　《船舶物资与市场》本刊是权威报道国内外造修船市场、舰船材料和配套设备方面的政策研究、市场走向、新材料、新设备、生产管理、流通技术等发展趋势以及船舶物资和配套企业的新闻及内容。

　　天然气船舶的应用不可以有效的节约船体的燃料成本，同时还能有效的减少对环境的污染，所以天然气船舶将会因其巨大的优势将在未来拥有更广阔的发展空间，众多的相关的技术研究也将进进一步的发展，不论是船舶发动机的电路系统控制还是天然气输送管道和天然气舱室的设置和安装等，都将得到更加深入的发展。

　　天然气船舶更是“绿色船舶”建设的重点。船舶体型巨大，需要发动机的能量供应较高，相应的需要的燃料空间也非常大，所以天然气发动机技术的发展和探究也是一个重大的难题。本文对天然气船舶的发展状况以及应用技术进行概述，然后对关键技术的应用进行探析。

　　船舶运输是重大货物贸易的重要交通支撑，因此在国内外的经济贸易中占据重要的地位，据数据统计船舶行业的废气排放量达到飞机排放的两倍之多，到2020年世界航运的燃油需求量将达到4亿多吨，但是世界的石油燃料正呈现逐渐减少的趋势。我国更是一个贫油国家，但是石油的消费量却占世界的前列，所以越来越多的可替代清洁能源被应用开来，如乙醇、天然气、太阳能、液化石油气等。其中天然气的资源最为丰富。现今在船舶上主要采用柴油和天然气混合的动力发动机，并且天然气的应用占有量逐渐增加，这都将大大的减少船舶的燃料成本，有效的减少船舶对环境的污染，因此天然气发动机船舶的技术应用的研究也得到深入的发展。

　　1 液化天然气的概述和天然气船舶应用

　　1.1 液化天然气的特点

　　液化天然气是以液态的形式存在的天然气，当天然气的气压低至零下162℃的状态就会成为液体，现今在船舶发动机的燃料应用中多采用液化天然气，具体的天然气的特点有：(1)成本低，液化天然气因为资源丰富，在世界许多国家都存在大量的天然气资源，并且采集难度不大，因此成本较低。(2)绿色环保，天然气资源是一种无色、无为、无毒的能源，应用到发动机中排除的气体不会对环境造成影响，因此具有绿色环保的特点。(3)使用安全，天然气可以直接在动力发电机中进行运用不需要转换，同时天然气的密度要比空气轻，因此在泄露后可以快速的散发，不会产生污染。

　　1.2 液化天然气成为船舶燃料的经济性

　　从我国总体的船舶发展来看，绝大多数依然采用柴油燃料，船舶燃料成本较高，污染严重。运用天然气作为船舶的动力能源最大可以代替80%的柴油资源，并且可以完全的满足船舶的运行需求，可以将原有的船舶燃料费用的成本降低到25&左右。同时运用天然气能源可以有效的减少废气的硫化物的排放，有效的减少对空气的污染，再者船舶的噪声污染也相应减弱。因此具有强大的经济性特征。

　　1.3 天然气发动机船舶的发展前景

　　国家港口贸易进一步发展，中国已经成为了世界规模最大港口集群地，并且数据显示我国的沿海区域污染较为严重，国家在“十二五”规划中明确提出要大力推动节能减排船舶的发展，重点发挥液化天然气对柴油燃料的替代作用，我国河湖众多，内河航运也相应的发展起来，因此天然气船舶的发展将有一个更加广阔的发展前景。

　　2 浅析船舶发动机天然气应用的关键技术

　　大型的液化天然气船舶在国内外将得到更大的推广空间，天然气船舶是集资金密集型、技术密集型、知识密集型于一身的制造产业，因此需要强大的技术作为支撑。在这之中有许多关键的技术需要进一步的研究以深化发展。

　　2.1 天然气船舶的电子控制系统技术探析

　　天然气船舶运用双燃料发动机，在这之中有效的电子控制系统是发动机正常运作的重要支撑。船舶的电子控制系统主要分为三个部分包括传感器、控制器以及执行器。传感器的作用是把船舶发动机的运行信号转变成电信号元件，然后传达到控制器，控制器可以对船舶的运行状态进行控制分析，在转化成控制信号传达到执行器中，执行器根据具体情况使船体运行达到最佳状态。这一个整体的过程有许多的技术构成，如天然气喷射阀的驱动电路设计，传感器的型号选择与安装等。

　　2.2 天然机发动机舱室的设计技术

　　天然气船舶的舱室是整个船体的核心，尤其是在大型的船舶中更是占据重要的地位，在双燃料发动机中一般要安装两个或者两个以上的发动机舱室，对发动机舱室的设计和安排也需要运用精密的技术分析。如在设置发动机舱室时要尽量的使舱室面积达到最小，舱室的壁体一般不能出现漏缝通风的现象。在船舶的舱室还应该安装一定的机械式通风机，这样对泄露的气体进行快速的排除。还有管路的气体探测系统的设计和配置，要发挥探测器的有效性，需要在探测器安装时考虑气流对探测器的影响。这些都需要强大的技术支持。

　　2.3 气体燃料管的安装技术

　　气体燃料管的作用是把液货仓的液态天然气传输到发动机的机舱，在气体燃料管进行安装时，不应该将燃料管设置在人群较密集的起居活动室货船舶服务区以及控制站，这样就需要将气体燃料管绕开这些地区而延伸到这些场所以外的地区，如果燃料管的连接部分在开合的甲板上，就需要用运用全焊透的对接焊接头，同时要用100%的射线进行检查，这样就对船舶的焊接技术提出了较高的要求。

　　2.4 天然气船舶的发动机应用技术

　　天然气船舶的发动机是船体正常运行的动力工作装置，在双燃料发动机中，会经常进行气体的转换，在转换的过程中要保持发动机的稳定，并且不能使发动机的推进电路中断，为了完成这项工作需要对发动机的曲轴箱安装单独的透气管，曲轴箱需要安装探测仪器或者等效设备。同时在发动机的排气总管上应该安装安全阀和奇特的防爆设备。这些都需要有强大的技术支撑。

　　2.5 船体运行的控制和监测技术

　　天然气船舶的正常运行需要对船体的整体动力运行进行监测和控制，避免出现气体泄漏或者运行不正常的现象，从而保证船舶的运行安全。因此要在船舶中建立一个安全监测系统，根据CCS《规范》的具体要求进行监测设备的设置。设立相关的安全预警系统。

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