LNG动力船舶改建检验问题

徐州市地方海事局 段素文

近年来，我国大力推进内河水域船舶的LNG应用，LNG（液化天然气）单燃料、LNG/柴油双燃料动力船的改建和建造项目越来越多。以江苏省徐州市为例，截止至2017年11月15日，共改建完成12艘LNG船舶，其中包括4艘单燃船舶，还有8艘双燃LNG动力改建正在进行，预计年底前改建完成。同时新建完成一艘LNG动力船舶进入航行试验阶段。本文根据检验工作中遇到的问题，结合相关法规和规范的要求，谈谈LNG单燃料、LNG/柴油双燃料动力船的改建和建造中应注意的问题。

LNG的特点

天然气通过脱水、脱硫、去除杂质及重烃类，在常压下冷却至约-162℃时，则由气态转变成液态，称为液化天然气，简称LNG。其主要成分是甲烷（CH4含量75%～99% ），无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积为同量气态天然气体积的1/625，其质量仅为同体积水的45%左右。LNG的燃点为650℃，着火点较高，所以更难点燃；LNG的爆炸极限（LEL）为5%～15%，且汽化后密度很低，只有空气的一半左右，即使稍有泄漏，也会立即挥发扩散，在非受限空间内不存在燃烧、爆炸的可能，安全性好。LNG是液态的天然气，储存压力一般较低，温度零下162度以下。现船舶航行所用燃料主要为柴油和燃料油，通常含有较多的硫、灰分等杂质，燃烧后大气污染物排放量多，对环境造成污染。LNG燃料动力改造是在船舶现有柴油机的基础上实现单纯柴油燃料状态下和油、气双燃料状态下两种运行模式，以LNG燃料逐步替代柴油作为运输船舶的主要动力燃料，具有节能降耗、低碳环保、安全经济的优势，顺应内河运输行业的发展趋势，符合节能减排的政策方向，对改善内河运输用能结构具有重要的促进作用。

双燃料动力船改建检验中应注意的问题

1、甲板室改造采用的形式

储气罐在船上布置的方案中，确定储气罐布置在船的尾甲板上能够满足《规范》关于储气罐布置安全上的要求，方便于改造后储气罐的日常充装和维护，并且该方案改造费用低、船东最容易接受。但实船甲板室后围壁距离船尾封板长度在2m～2.5m之间，而常用的3立方和5立方船用储气罐尺寸分别为Φ1.91m×4.3m和Φ1.6m×5.52m，故实船尾部甲板面积不满足储气罐的布置要求，为在尾甲板布置储气罐，以上船舶均采用割除部分甲板室形成“I型”和“L型”的甲板室，“I型”甲板（方案一）室见下图：

“方案一”是将厨房和将卫生间尺寸都缩小，客厅保持原有的布局和使用功能，且甲板室改造费用最为节省，是船东比较容易接受的方案，更新改造的16艘船舶全部采用这种方案处理。

“方案二”是保留原由厨房，将卫生间放在客厅右舷一角，影响客厅原有的布局和使用功能。且甲板室改造费用较高，该方案船东很难接受。

2、气罐甲板的加强

对于在航营运船舶改建成LNG单燃料、LNG/柴油双燃料动力船，设计方应对待改建船舶气罐基座下的甲板及其骨架和需进行防火分隔处理的舱壁进行测厚；气罐基座区域甲板应敷设宽度应不小于2个肋距、长度不小于1.5倍鞍座长度、厚度不小于鞍座腹板厚度的复板加强。在实际图纸审查、改建检验中应注意基座腹板厚度不小于面板厚度的0.85倍的法规要求。

3、防火分隔的检验

气罐位于开敞甲板，面向气罐的起居处所、服务处所、货物处所、机器处所和控制站的限界面应采用A-60级防火分隔。此种隔热应延伸至驾驶室甲板底面，或舱壁实际高度。实际检验时，应核对其产品质量证明书和产品明细能否满足相应耐火分隔等级，按照安装作业指导书对安装工艺作检验，重点检查隔热材料是否有损坏、受潮现象，如有损坏、受潮，则隔热材料不允许使用，单层材料的厚度、层数、总厚度、碰钉和弹性压圈的布置间距、且每块材料之间应紧密贴合，贴合处不允许有缝隙和明显凹凸现象，端部是否安装到位和敷面的固定情况等。材料上船安装时，允许现场切割，但切割缝隙要平整，切割的断面要用玻璃丝布包敷，以防材料脱落。隔热层在结构的交接点和终止点应处应采取适当措施，以防止导热的危险，一般要求耐火隔热材料在结构交接点和终止点延伸450mm，防止隔热层在交接点和终止点处导热。

4、船体布置检验

检验重点关注气体危险区域的结构布置。确认危险区域无开口贯穿至非危险区域舱室。确认甲板室开口及舱室进气口处于危险区域以外。其距气罐压力释放阀透气口距离不小于5m；距充装接头法兰等危险源距离不小于4.5m。确认储气罐每个压力释放阀与透气总管相连，透气管需垂直向上，出口处设置方形网孔边长不大于13mm的防护网，其结构能够有效防止雨水倒灌，高度距露天甲板不小于3m。确认危险区域内无引起着火危险的甲板机械和设备。在实际检验中发现艉锚机等距离释放阀、冲装口低于4.5米，不满足法规、规范要求；解决办法是更换液压锚机或采取措施满足距离要求。关注空调外机、尾部航行信号灯具等。

5、LNG管路的检验

LNG管路系统一般包括注入管路、供气管路、透气管路及通风管路（或充惰管路）。应按照审批图纸对管路的制作、安装、密性及效用进行检查和试验。管系的检验要求如下：（1）管系的布置，应考虑热变形以及气罐和船体构件的移动而引起过大应力的影响。（2）对双壁管的外管壁所有焊缝进行无损检测，保证焊接质量。（3）当在气罐或管路与船体结构之间采用绝缘隔离时，则对管路和气罐均需采取电气接地措施。管路接头应有电气接地措施。（4）确认气体管路贯穿甲板处应为气密，如不能满足气密要求，其开口应布置于气体安全区域。（5）LNG管系距离船体外板应不少于800mm。（6）LNG管系应采用统一的颜色标识。标示颜色应与周围舱壁、设备等有明显的区别，如黄色、红色。（7）LNG管路一般采用耐低温不锈钢管材制作，常用管材为奥氏体不锈钢。不锈钢管的焊接工艺应提交认可。整个建造期间，在运输、存放、加工的各个环节应加强对不锈钢管的保护，以避免晶间腐蚀。（8）LNG管路的焊接工艺应经认可，无损探伤范围应满足要求。

从LNG燃料船舶本身的技术发展来看，LNG储存、运输、补给、安全性等方面与普通柴油船舶均有较大的变化，涉及的LNG储气罐、动力装置、燃料补给等都属于LNG燃料船舶改建建过程中的检验重点，此外还应重点检查通风系统、消防、可燃气体探测系统、气体燃料控制系统等是否满足要求。LNG燃料动力改造将船舶单一的柴油动力改造为柴油LNG双燃料动力或纯LNG单燃模式，通过采用LNG全部或部分替代柴油燃料，达到节省燃油和降低排放的双重目的。柴油的平均替代率达到60%～70%；航行试验表明：混合动力船在双燃料模式下，硫氧化物减排近100%，氮氧化物减排85%～90%，二氧化碳减排15%～20%，同时噪音、烟尘和废油水的排放也大为降低。并且噪音、烟尘排放也大大降低，具有很强的社会效益和经济效益。随着越来越多的LNG燃料船舶的投入使用，技术会越来越成熟，规范和标准也将越来越完备，更多的设备会推向市场，产品价格回归合理，补给设施逐渐形成网络，使用和推广LNG燃料动力船，前景广阔，对调整国家能源结构、改善环境质量，节能减排和我国经济可持续发展具有十分重要的意义。在不远的将来，LNG燃料必将在船舶运输行业得以实质性地推广使用。