渔船双燃料改造在天津探路

2013-12-24 16:33 | 中国渔业报 船舷内外


渔船使用LNG(液化天然气),天津是“第一个吃螃蟹的”。自2011年,天津市启动了50艘渔业船舶双燃料改造示范项目以来,在两年的时间里,在质量和数量上,都取得了相当可观的成绩。

探索推广应用渔船节能减排新技术意义重大

天然气是常用能源的重要组成部分,与煤炭、石油并列为目前世界能源的三大支柱。比较而言,天然气是一种清洁能源,其主要成分为甲烷,燃烧后所产生的温室气体为煤炭的1/2,石油制品的2/3。世界已探明的石油储量,按现在的消耗速度,仅能支撑40年~70年。而已探明的天然气储量按目前的能源需求则可使用200年。因此,天然气是继石油制品之后的无可争议的替代性能源。

LNG作为天然气的深加工产品,以其优越的环保特性、使用便捷特性以及高能量转换密度,越来越被各国所重视。将LNG作为车、船动力燃料已是先进国家推广环保理念、实现战略性能源转换的重要举措。我国国家海事局、中国船级社近几年也动作频频,不断推进LNG动力船舶及相关技术装备、设计规范、检验规则的研究工作,并取得一些成绩,这些可以在渔船使用LNG的改造过程中借鉴。但是,考虑到我国几十万条机动渔船不可能在短期内,将所使用的柴油机更换为LNG单燃料发动机,这样既不现实,也不经济。因此,对现有船装柴油机进行技术改造,使LNG尽可能多地替代柴油作为船舶动力燃料,从而达到渔船节能减排的目的,成为一条符合国情的可行之路。

2011年10月,农业部渔业船舶检验局与中海油气电集团在北京市签订战略合作协议,共同提出“LNG上渔船”这一响亮口号,希望携手推动我国渔业船舶节能减排、能源转换事业快速发展。而今年发布的《国务院关于促进海洋渔业持续健康发展的若干意见》,也对加快渔船更新改造和加强公益性基础设施以及经营性服务设施提出了要求,升级改造海洋捕捞渔船,逐步淘汰老、旧、木质渔船,发展钢质渔船,鼓励发展选择性好、高效节能的捕捞渔船。重点加强渔港防波堤、护岸、码头和渔政执法设施等公益性基础设施建设,同步建设和完善港区渔需物资供应、船舶维修、海水产品加工、市场等经营性服务设施。形势非常有利,业界对LNG上渔船也是普遍看好。

据天津市渔业船舶检验局船检处副处长周亚新介绍,按照农业部渔业局的统一部署,天津市于2012年启动了50艘渔业船舶双燃料改造示范项目。至2012年底,已改造完成20艘。渔船产业“借道”绿色能源升级换代动力系统符合国家支农惠农政策,有利于渔船节能减排、降本增效和推进我国现代渔业建设,也给了渔民切实的实惠。“LNG上渔船”符合国家清洁能源政策,跟上了我国乃至世界船舶动力燃料技术的发展步伐,意义重大。

实践LNG替代优势明显

为了贯彻落实农业部渔业船舶检验局的工作部署,天津市渔检局通过收集筛选近年来国内外船舶新技术有关资料,经过反复比对,认为将LNG作为渔船动力燃料,对渔船降低燃料成本和减少有害气体排放具有立竿见影、事半功倍的显著效果。

2011年7月,天津渔检局与中海油气电集团、天津大学内燃机研究所、天津环洁车船能源技术有限公司、天津德赛海洋船舶工程技术有限公司等单位共同组建“渔船柴油—LNG混燃技术项目工作组”,研究柴油—LNG混燃技术在渔船应用的技术可行性及安全保障性。天津渔检局负责项目开展过程中的组织协调、安全把关及质量检验。中海油气电集团负责落实项目资金、解决LNG供给加注方面存在的问题。天津大学内燃机研究所、天津环洁车船能源技术有限公司负责柴油—LNG混燃装置技术研发,开展台架试验和实船试验。天津德赛海洋船舶工程技术有限公司依据CCS发布的《气体燃料动力船舶检验指南》负责改造设计。项目组的技术路线确定为:通过台架试验、改造设计、安全评估、实船试验、专家鉴定等程序,解决技术可行性、性能可靠性及安全保障性等方面的问题。

2011年8月,柴油—LNG混燃发动机台架试验在天津大学内燃机研究所实验室圆满完成。试验数据证明:柴油替代率大于70%,燃料费用(按柴油、LNG市场价格计算)降低20%以上,有害气体排放量显著减少。

2011年9月,项目组选择津汉渔04203船进行实船改造试验。该船为老旧木质渔船,船长16.6米的机舱可用空间狭窄,项目组认为由于该船技术状况在我国现有渔船中具有一定程度的代表性,其改造成功与否,从技术层面看,对实现我国现有渔船大规模双燃料改造具有重要意义。实船改造设计方案由天津德赛海洋船舶工程技术有限公司完成,经中国安全生产技术研究院评估合格。天津环洁车船能源技术有限公司进行改造施工,天津渔检局参照CCS《气体燃料动力船舶检验指南》对船舶改造方案、使用设备、材料及施工质量进行审核检验。

实船试验在专家组鉴证下进行。试验结果表明:对被改造船而言,柴油—LNG混燃装置安装工艺简单,对船舶机舱布置及柴油机改动需求极少。单纯柴油与柴油—LNG混燃状态间转换便捷可靠。混燃状态下主机功率发挥正常,船舶航速、拖力略有提高。柴油替代率、有害气体降低率与台架试验数据基本一致。LNG泄漏报警装置、LNG供给系统自动切断装置反应灵敏。实船改造试验取得圆满成功。

为了进一步加快“LNG上渔船”工作步伐,提高气体燃料动力渔船建、改造技术水平,确保气体燃料动力渔船安全作业,在农业部船检局的委托下,天津市渔检局已经着手研究编写《双燃料动力渔船检验指南》。与此同时,还组织有关单位编制《渔船用LNG钢瓶技术条件》及《柴油—LNG双燃料混燃装置技术条件》等行业技术标准,目前已完成初稿。

据周亚新介绍,天津塘沽地区现有21艘船舶安装LNG,分别是塘沽木质休闲渔船20艘和中国渔政12018执法船。改造后,每艘渔船可节省22%的燃油开销,船舶航速和拖力还略有提高,加装的天然气钢瓶容积375L(110KG),动力约等效于300升柴油,木质渔船可行驶150海里,按照混燃比例计算,渔民全年节省燃油开销3万元以上。

思考亟待基础设施的完善和政策的大力扶持

在被问及LNG渔船的使用效果时,天津市塘沽区北塘渔民于兆礼说:“这个船速度快,马力足,性能特别好,也不用担心安全问题。如果能解决跑气的问题,就更好了!”

于兆礼所说的“跑气”问题,指的是渔船出海捕鱼机动性较大,出航计划不准确,而LNG对储存的温度和压力要求较高,无法长时间储存在容器中,容易随着温度升高而气化,压力增加,如果不能够及时使用,长时间在常温下停靠的渔船就会出现“跑气”现象。

现阶段,制约渔船节能减排发展之路的障碍还有许多,可谓是任重而道远。

第一,目前我国沿海尚没有建立配套的加气站,渔船不能做到随用随加,用多少,加多少。渔民也会算一笔经济账,如果不能随用随加,跑气的成本也要算到总成本里,那么极有可能不如用柴油划算,油改气必然受到影响。

第二,在我国大力推行节能减排的大背景下,天然气的供货量越发紧俏,呈现了供不应求的局面,如果无法保证天然气的供应,那么渔船又将面临无气可加的状况,直接制约了渔船油改气的步伐。

第三,LNG气化后的二次冷却再利用,成本较高,实际操作起来困难很大,渔民很难做到。

天津市渔检局总结前一阶段工作认为,目前以CCS颁布的《气体燃料动力船舶检验指南》为技术依据,开展渔业船舶双燃料改造具备一定的可行性。但应注意以下几方面问题:一是加强机舱、气瓶存储舱室通风效能的审核、检验。二是注意可燃气体泄露报警装置的安装位置,一定要安装在可能形成“气井”的位置。三是注意气化器气化能力与发动机需求的匹配计算,防止未经气化的LNG进入供气管路。四是根据“用多少加多少”的原则,合理配置LNG容器,避免LNG在船上长期存放。五是为每一艘双燃料动力船舶配备操作规程,船员必须进行安全操作培训。

周亚新建议,农业部渔业船舶检验局应尽快开展LNG钢瓶、双燃料混燃装置、双燃料发动机等相关产品的检验认可工作。他还认为,首先,为了达到渔民自愿、自主改造渔船的意愿,应该进一步出台相关政策措施,补贴渔船改造,尤其是可以在燃油补贴中规定“谁改造,谁多补贴”;同时,挂钩现有政策,将渔船双燃料发动机的改造纳入到渔机补贴中。其次,在天然气越发紧俏的形势下,应该加快加注站的配套建造。对现有渔船发动机进行双燃料改造工作,根据不同机型相匹配,应统计筛选出全国渔船使用率最高的几种发动机机型,有针对性地研发双燃料控制机型。再其次,由于CNG(高压天然气)更适合储存,不存在排气问题,也不受温度影响,不必使用专用容器储存,也减少了成本,因此小型渔船更适合推广CNG。

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关键词: 渔船双燃料改造


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