船舶LNG加氣站13.9.22課件

中國市政工程華北設計研究總院

2013年9月船舶LNG加氣站

建設方案及技術(shù)研究

主要內(nèi)容1.船舶LNG加氣站建設背景2.參考的主要規(guī)范3.船舶LNG加氣站建設規(guī)模4.船舶LNG加氣站建設方案5.關鍵技術(shù)問題的解決措施1.船舶LNG加氣站建設背景

因此要大力推進內(nèi)河航道運輸船舶的節(jié)能減排、清潔能源替代石油的工作。1.1政策支持根據(jù)國家《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》要求，要大力推廣使用清潔能源替代石油；

根據(jù)2011年國務院《關于加快長江等內(nèi)河水運發(fā)展的意見》，長江等內(nèi)河水運發(fā)展已上升為國家戰(zhàn)略,提出“要利用十年左右的時間，建成暢通、高效、平安、綠色的現(xiàn)代化內(nèi)河水運體系”；交通運輸部發(fā)布《公路水路交通運輸節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》中明確要求：至“十二五”末，船舶運輸單位周轉(zhuǎn)量能耗要比2005年下降14%，二氧化碳排放要比2005年下降15%。1.2LNG作為船舶燃料的優(yōu)勢環(huán)保性LNG作為一種清潔能源，燃燒不產(chǎn)生任何硫化物、懸浮顆粒物、芳香烴和烯烴，替代柴油時能減少二氧化碳排放約20%，減少氮氧化物排放約90%。動力性目前較成熟的LNG動力船舶為LNG-柴油雙燃料混合動力，

LNG替代約70%的燃油，LNG：柴油=7:3，混合動力性能與純柴油為燃料的動力性能相當。經(jīng)濟性采用LNG-柴油雙燃料混合動力與用純柴油相比，節(jié)約燃料費用約25%。2010年8月，我國內(nèi)河第一艘LNG-柴油雙燃料混合動力船舶--武漢輪渡“302”號拖輪在武漢粵漢碼頭試航成功，實現(xiàn)了我國內(nèi)河船舶“油改氣”零的突破。

1.3LNG燃料船舶及加氣站發(fā)展現(xiàn)狀1.3.1LNG燃料船舶“0”的突破序號船名改造技術(shù)改造/建造情況1武漢輪渡拖302單點噴射2010年8月完成改造2蘇宿貨1260單點噴射2010年9月完成改造3長迅3號單點噴射2011年3月完成改造4贛撫州貨0608單點噴射2011年6月完成改造5紅日166單點噴射2011年7月完成改造6魯濟寧貨2535單點噴射2011年12月完成改造7“漓江山水34號”游船單點噴射2011年1月完成改造83100噸LNG雙燃料動力船單點噴射新建船,即將進行航行試驗

試點改造LNG燃料船實例1.3.2船舶LNG加氣站現(xiàn)狀目前我國暫無投運的船舶LNG加氣站；試驗改裝LNG燃料船舶加注方式船舶LNG加氣站標準、規(guī)范尚未出臺（正在編制）1.4市場前景

LNG-柴油雙燃料混合動力船的試航成功，標志著我國已在內(nèi)河船舶油改氣關鍵技術(shù)上實現(xiàn)突破，長江等內(nèi)河航道使用天然氣的時代已經(jīng)到來；加氣設施不配套成為推廣LNG作為船用清潔燃料的主要瓶頸，船舶LNG加氣站的建設迫在眉睫；我國有內(nèi)河運輸船約30萬艘，在長江水域?qū)⒔?0余萬艘，京杭大運河約3萬艘，而這些船舶目前主要以柴油為燃料。船舶LNG加氣市場前景廣闊。

枯水季與豐水季航道水位高差及水域范圍變化較大，考慮航道要求，加氣船舶隨季節(jié)水位不同而無法固定停泊位置，而LNG輸送管道本身不能伸縮變化。因此，船舶加氣對LNG管道系統(tǒng)的變化調(diào)節(jié)適應性要求遠遠大于陸上汽車LNG加氣和海上LNG運輸船裝卸系統(tǒng)的適應性要求。LNG輸送管道變化調(diào)節(jié)的適應性問題是內(nèi)河航道船舶LNG加氣站的技術(shù)難題。1.5建設難點船舶LNG加氣站標準、規(guī)范尚未完善；LNG在內(nèi)河航道的運輸問題尚未解決；2.主要參考規(guī)范《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范 》GB50028《建筑設計防火規(guī)范》

GB50016《LNG燃料動力試點船舶技術(shù)要求》2012交通部海事局《氣體燃料動力船檢驗指南》2011中國船級社《內(nèi)河散裝運輸液化氣體船舶構(gòu)造與設備規(guī)范》2008中國船級社《液化天然氣碼頭設計規(guī)范》JTS165-5

《液化天然氣燃料水上加注設施入級及建造規(guī)范》（建議稿）交通部海事局《液化天然氣加注碼頭設計規(guī)范》已委托中交四航院開始制定3.船舶LNG加氣站建設規(guī)模3.1建設依據(jù)

根據(jù)《LNG燃料動力試點船舶技術(shù)要求》，船舶上所設LNG燃料儲罐總?cè)莘e不得大于20米3,充裝系數(shù)為90%，每艘船充裝量≤18米3；參照我國《液化天然氣碼頭設計規(guī)范》要求，LNG運輸船舶不宜在夜間行進出港和靠離泊作業(yè)，在同一泊位不能同時進行加氣和卸氣作業(yè)；由于內(nèi)河航道岸線資源有限，建議LNG加氣站按一個1000~5000t級船舶的泊位考慮建站規(guī)模。3.2加氣參數(shù)加氣時間:1小時每天加氣船舶數(shù)量：12~14艘船（白天加氣）單船加氣量：

≤18米33.3建設規(guī)模日加氣(LNG)規(guī)模：216米3/天（按每天加12艘船計）年加氣(LNG)規(guī)模：7.12萬米3/年

（按330天計，折合LNG3.2萬噸/年）儲存(LNG)規(guī)模：500~600米3（2~3天）4.船舶LNG加氣站技術(shù)方案豐水季枯水季枯水季與豐水季水位高差較大（約30米），江面水域?qū)挾茸兓?/p>

較大（約160米）；考慮航道通航要求，LNG燃料動力船隨季節(jié)水位不同而無法固定停泊位置。水域變化范圍約160m高差約30m結(jié)合長江上游重慶地區(qū)具體建設項目，進行內(nèi)河航道LNG加氣站建設方案研究：--水上加氣站（船上儲氣、船上加氣）--岸上加氣站（岸上儲氣、船上加氣）比選方案：4.1水上加氣站方案

將LNG的裝卸、儲存、加氣設施及配套的控制系統(tǒng)、供配電設施、消防設施均設在位于河道的LNG躉船上，岸上設置LNG槽車回車場、生產(chǎn)輔助用房等設施。進行船上儲氣、船上加氣。

水上加氣站總平面布置圖LNG回車場區(qū)生產(chǎn)輔助區(qū)岸上輔助區(qū)架空斜坡道及纜車LNG躉船岸上占地面積：~12000m2岸上區(qū)域水上區(qū)域LNG槽車LNG儲罐LNG加氣機LNG燃料船BOG調(diào)壓設施BOG儲罐LNG加氣臂水上加氣站流程示意圖增壓氣化器增壓氣化器躉船上自用BOG換熱器LNGBOGNGLNG泵LNG躉船上設施LNG槽車岸上工藝設施斜坡道及纜車LNG槽車卸車區(qū)LNG躉船LNG儲罐區(qū)LNG加注區(qū)水上加氣站LNG槽車運輸示意--LNG槽車由纜車承載從岸上沿斜坡道（坡度19.4%）下行至LNG躉船；--在LNG躉船上進行卸車、儲存，--卸車完成后，LNG槽車由纜車承載沿斜坡道從LNG躉船上行至岸上；--在躉船上，通過LNG泵、LNG加氣機、加氣臂向船舶加注LNG；豐水季枯水季岸上區(qū)域纜車承載LNG槽車1.躉船隨水位變化方便,適應性強，加氣操作方便；2.LNG管道短，管道LNG損耗較??；3.岸上占地面積較小。LNG儲存于航道上的躉船上，安全風險大；接收氣源受限，只方便接收水上運輸來的LNG氣源, 但目前內(nèi)河航道尚未允許運輸LNG；接收陸上運輸?shù)?LNG氣源風險很大；LNG儲存于躉船上，加氣與卸氣不可同時進行，加氣

規(guī)模受限制；4.投資較高。水上加氣站優(yōu)點：水上加氣站缺點：

將LNG的裝卸、儲存及配套的總控制系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)設在岸上的LNG站區(qū)內(nèi)，水上的躉船上不設LNG儲罐，只設LNG加氣機、加氣臂等加氣設施及相應配套設施，進行岸上儲氣、船上加氣。

4.2岸上加氣站方案岸上LNG加氣站鳥瞰圖水上區(qū)域岸上區(qū)域LNG管道LNG工藝裝置區(qū)生產(chǎn)輔助區(qū)LNG站區(qū)架空斜坡道加氣機、加氣臂岸上LNG加氣站總平面圖LNG加氣躉船岸上占地面積：~18000m2LNG儲罐區(qū)LNG槽車LNG儲罐LNG加氣機LNG燃料船BOG調(diào)壓BOG儲罐LNG加氣臂岸上加氣站流程示意圖卸車增壓氣化器儲罐增壓氣化器站內(nèi)外用戶BOG換熱器LNGBOGNGLNG泵LNG加氣躉船設施岸上設施斜坡道上LNG管道岸上加氣站LNG輸送示意圖豐水季岸上管道--LNG槽車在岸上進行LNG卸車、儲存，--LNG由岸上儲罐區(qū)的LNG泵加壓后沿斜坡道敷設的LNG管道輸送至LNG躉船，--通過躉船上LNG加氣機、加氣臂向船舶加注LNG燃料；--通過斜坡道上BOG管道將LNG燃料船加氣過程中的BOG返回到岸上?？菟綥NG、BOG管道LNG加氣機、加氣臂岸上加氣站優(yōu)點：岸上加氣站缺點：儲氣罐布置于岸上，安全可靠性強；且有

現(xiàn)行國家規(guī)范作為依據(jù)；便于接收陸上、水域運輸?shù)腖NG氣源；岸上LNG卸氣與船上LNG加氣可同時進行；投資較省。航道水位發(fā)生較大變化時，LNG管道需隨水位

變化調(diào)整接口位置，操作較復雜；LNG輸送管道長，對管道材料及保冷要求高，

管道中有少量BOG產(chǎn)生，管道有LNG損耗；岸上占地面積較大。

推薦方案：從運行安全可靠、節(jié)省投資、結(jié)合目前LNG運輸條件及工程具體條件考慮，推薦：

岸上儲氣、船上加氣方案。5.關鍵技術(shù)問題及解決措施5.1LNG管道輸送措施關鍵技術(shù)難點：

由岸上LNG站區(qū)至隨水位變換位置的LNG加氣躉船的LNG輸送

豐水季躉船枯水季躉船LNG、BOG管道岸上設施--岸上LNG設施通過斜坡道上的工藝管道與加氣躉船上的工藝管道連接。斜坡道上的工藝管道設置分段閥門；--LNG加氣躉船設置鋼引橋與斜坡道搭接，鋼引橋可適應一定高度的水位變化，鋼引橋兩端為不銹鋼軟管；--當航道水位變化超出鋼引橋可調(diào)整的范圍時，需要移動LNG加氣躉船；上行時關閉現(xiàn)接口處及擬接口處的2道分段閥門，并將該段管道內(nèi)的LNG用氮氣置換，然后移動躉船使躉船上LNG、BOG管道與斜坡道上相應位置的LNG、BOG支管閥門連接，從而實現(xiàn)LNG、BOG輸送管道接口隨水位變化而調(diào)整，下行反之。LNG、BOG管道鋼引橋真空軟管真空軟管架空斜坡道上位于鋼引橋管道接口以下的LNG管道、BOG管道經(jīng)置換后管內(nèi)介質(zhì)為氮氣，位于水下的工藝管道中介質(zhì)始終為氮氣，保證運行安全。一般航道水位的變化屬于季節(jié)性的變化，因此LNG、BOG管道變換接口亦是季節(jié)性的，無需每日頻繁操作。

為保證斜坡道上的LNG工藝管道在水下環(huán)境的絕熱保冷性能，LNG、BOG管道采用真空絕熱不銹鋼管道。加氣躉船的鋼引橋兩端設置真空絕熱不銹鋼軟管.5.2工藝管道

船舶LNG加氣機已研發(fā)；5.3LNG加注設施

采用LNG加氣機、LNG加氣臂聯(lián)合設置方式；

LNG加氣臂不同于LNG接收站用海上LNG碼頭用的LNG裝卸臂，已研發(fā)。

岸上下斜坡道前工藝管道設置緊急切斷閥;5.4特殊安全措施躉船上的LNG加氣臂設置拉斷閥；鋼引橋與斜坡道接端的LNG、BOG真空絕熱軟管上設置拉斷閥;斜坡道上LNG、BOG分段閥門及支管閥設置防水罩。緊急切斷閥拉斷閥拉斷閥防水罩

結(jié)合長江上游LNG加氣站建設的工程實