使用液化天然氣(LNG)作為內(nèi)河船舶燃料,在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、減少污染物排放、促進(jìn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、降低船舶運(yùn)營(yíng)成本等方面都具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)[1]。本文就船舶油改氣的改裝技術(shù)方案及優(yōu)越性進(jìn)行探討。
2 重慶油改氣船舶油改氣改裝技術(shù)方案
進(jìn)入21世紀(jì),氣候變化問(wèn)題已成為影響人類(lèi)社會(huì)發(fā)展和全球政治經(jīng)濟(jì)格局的重大戰(zhàn)略課題,交通運(yùn)輸作為能源消費(fèi)和溫室氣體排放的重點(diǎn)行業(yè)之一,是推進(jìn)節(jié)能減排工作的重要領(lǐng)域。因此,在水運(yùn)交通方面推廣清潔能源對(duì)低碳運(yùn)輸、保護(hù)水質(zhì)具有十分重要的作用和意義。
使用液化天然氣(LNG)作為內(nèi)河船舶燃料,在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、減少污染物排放、促進(jìn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、降低船舶運(yùn)營(yíng)成本等方面都具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)[1]。本文就船舶油改氣的改裝技術(shù)方案及優(yōu)越性進(jìn)行探討。
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重慶油改氣船舶油改氣改裝技術(shù)方案
柴油船舶改裝分為兩種,其燃料分別是LNG單燃料或柴油-LNG雙燃料。為了提高船舶的經(jīng)濟(jì)性,國(guó)內(nèi)柴油機(jī)廠(chǎng)紛紛進(jìn)行LNG單燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的研究,LNG單燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)逐漸成熟,國(guó)內(nèi)廣柴、玉柴等公司均有成品面市。LNG單燃料船舶與柴油-LNG雙燃料船舶相比,LNG能完全替代柴油,還能提高運(yùn)行中天然氣的利用效率,從而進(jìn)一步降低燃料成本。但考慮當(dāng)前船舶LNG加氣站等基礎(chǔ)設(shè)施不健全,船舶加氣得不到保障,一旦燃料補(bǔ)給出現(xiàn)問(wèn)題,船舶就會(huì)停運(yùn),因此LNG單燃料船舶初期推廣難度較大,本文著重介紹柴油-LNG雙燃料船舶的改裝技術(shù)。
3 改裝成柴油-LNG雙燃料船舶技術(shù)方案
以柴油-LNG雙燃料替代柴油單一燃料,船舶改造后,由單獨(dú)用油工作模式改為單獨(dú)用油、油氣摻混使用兩種工作模式。主要需改造和新裝的為發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)的柴油機(jī)、柴油-LNG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、機(jī)艙外的LNG儲(chǔ)氣供氣系統(tǒng)、消防系統(tǒng),各系統(tǒng)或設(shè)備包含的關(guān)鍵設(shè)備或部件、主要功能和狀態(tài)見(jiàn)表1。
① 柴油-LNG雙燃料電控噴射系統(tǒng)
改裝后,船舶保持原有柴油機(jī)主體結(jié)構(gòu)和燃燒方式不變,增加一套LNG儲(chǔ)氣供氣系統(tǒng)和柴油-LNG雙燃料電控噴射系統(tǒng),通過(guò)電子轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),實(shí)現(xiàn)柴油單一燃料燃燒和油氣雙混燃燒兩種運(yùn)行模式的轉(zhuǎn)換。加裝柴油-LNG雙燃料電控噴射系統(tǒng)后,通過(guò)接收各種傳感器信號(hào),柴油-LNG雙燃料電控噴射系統(tǒng)中的電子控制單元(ECU)將嚴(yán)格限制柴油的供應(yīng)量,并同步協(xié)調(diào)控制天然氣的噴射量。
柴油-LNG雙燃料電控噴射系統(tǒng)通過(guò)控制柴油機(jī)原有的燃油泵的輸出限制柴油供應(yīng)量,天然氣經(jīng)過(guò)天然氣噴射閥確計(jì)量后噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道內(nèi)。天然氣噴射量由電子控制單元根據(jù)傳感器信號(hào),通過(guò)控制天然氣噴射閥的有效開(kāi)度來(lái)確定。
安裝柴油-LNG雙燃料電控噴射系統(tǒng)后,在全柴油工作模式時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式與原來(lái)完全相同,不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的供油,供油量與未安裝柴油-LNG雙燃料電控噴射系統(tǒng)前完全一致。
② LNG儲(chǔ)氣系統(tǒng)
LNG儲(chǔ)氣系統(tǒng)包含LNG儲(chǔ)罐(或瓶組)、氣化器以及各種閥門(mén)和安全裝置。LNG儲(chǔ)罐采用雙層金屬、真空結(jié)構(gòu),保冷性能優(yōu)異,同時(shí)配備有各種安全裝置,可確保超壓和碰撞情況下系統(tǒng)的安全。LNG儲(chǔ)罐很大程度上決定了改裝成本,其形式和容積需根據(jù)改裝船舶的構(gòu)造、加氣方式、經(jīng)濟(jì)航速、航程、耗油量等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行選擇。
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