試論內河LNG船的發展前景及相關問題

摘 要：本文在分析內河LNG船發展的基礎上，探討了內河LNG運輸船的船型優化設計，以及內河LNG燃料船設計等方面問題，希望能夠切實提高內河LNG船的發展。

關鍵詞：內河LNG船；發展問題；船型優化設計；對策

中圖分類號：U674.925；U698.7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 14-0000-01

當前，人們越來越關注氣候異常、全球變暖等環境問題，越來越多國家已經認識到節能減排和綠色環保的重要性。在這樣的背景下，國際社會已經越來越關注船舶所造成的污染問題，在全球航運業發展的背景下尤為重要。在我國，一系列的節能減排措施在作為第三造船大國中實施，重點落實內河水運發展工作。力求能夠使得港口二氧化碳排放量下降到10%以上，二氧化碳排放量下降16%以上，營運船舶單位運輸周轉量生產單位吞吐量綜合能耗下降8%以上。其中，LNG燃料船、LNG運輸船能夠滿足相應的經濟效益和社會效益問題，能夠滿足社會上發展可持續能源發展、節能減排、發展綠色經濟的要求，具有明顯的發展趨勢和市場。

一、內河LNG船發展分析

當前，LNG船的迅速發展將會在兩年內產生，但是，LNG船存在一定的瓶頸問題，比如，加氣困難、加氣網點少等，相關的問題的解決則會在未來幾年實現。航運市場的熱點則是將來會有500多艘LNG雙燃料。同樣，為了保證一定規模的在內河船舶中LNG應用，就應該把相應的規范、標準和政策應用到海事部門、船級社、國家等相關部門的產業化和規模化，應該出臺一系列的政策規范文件。更加明確規定相關的氣體燃料發動機、電氣設備、控制監測和安全系統、操作和培訓要求、系統布置、氣體管路設計、材料布置、氣體燃料分配和充裝、這些有望解決柴油-LNG混合動力船舶行業標準問題[1]。

另外，為了使得我國在LNG燃料在傳播上進行大規模的應用，國家還從各個方面進行節能減排免稅、調整國家燃料結構等相關政策扶持。應用過程中，較好的社會效益能通過采用環保染料實現，另外，還能得到國家的政策經濟扶持。

由于國家的節能問題越來越嚴重，對于內河LNG船的市場的爭奪則顯得非常必要，這些決定了對于LNG船的需求則越來越多。

二、內河LNG運輸船的船型研究

主要運載天然氣LNG的交通運輸船則稱為LNG運輸船。其中，考慮到橋梁高速、航道水深等限制問題，有許多獨特設計在此方面[2]。

（一）船型選擇。單底、全電焊鋼制結構、雙舷和單甲板則是船型選擇的主要結構，一般2只LNG液貨儲運罐設置在中部的液貨區，系統中存在首、尾樓，其中，3到4層甲板室則在尾樓上。

在進行總體布置過程中，一方面，則需要相對集中的工作區和生活區，要求具備較好的駕駛室的視野；另外一方面，為使得艙容利用系數以及船舶的載貨能力，要求具備液貨罐的長度和容積有所增加，使得液貨艙的長度盡可能有效增加。

（二）液貨艙型式分析。當前，薄膜型和獨立型則是兩種常見的LNG運輸船的液貨艙形式。其中，在薄膜型的液貨艙中分為TGZ型和GT型，在獨立型液貨艙中則分為MOSS型、SPB（IHI）型和Conch型，上述都是在大型的LNG運輸船中使用。

C型的壓力式的獨立液貨艙往往在短途運輸的內河LNG運輸船中使用，一般具有不超過1萬m3的液貨罐容積。其中，臥式圓筒型壓力容器則是C型的獨立液貨艙形式。相比于圓柱形液貨罐系統來說，貨物圍護系統由雙聯圓柱形液貨罐組成系統則具有較高的造價，但具有較好的穩定性，能夠有效降低液貨罐高度。

其中，液貨罐設計中的管體材料具有9%鎳鋼、鋁合金、奧氏體鋼、奧氏體鐵-鎳合金等，一般工作溫度在-163℃。前后兩個鞍座來支撐每個液貨罐，利用合適位置設立相應的防搖和止浮作用。

（三）線性及性能優化分析。其中，衡量船舶設計優化重要性能指標之一則為快速性。對于內河的LNG運輸船來說，其屬于中速船的范疇，一般的佛氏數則為0.21～0.23之間。球鼻首則是采用在中速貨船的首部，這樣能夠有效使得興波阻力有所降低。通過球鼻首的作用，主船體和首橫波形和球鼻首的興波能有形成有利的干擾，這樣就能較大程度降低興波阻力，總阻力在合理的球鼻首設計下能夠滿足阻力下降10%-15%的要求。

考慮到航道吃水限制則是內河LNG運輸船的特點，一般則采用雙尾鰭線型以及雙尾，能夠產生較大的有效平均伴流；同時，內側水流能夠沿著縱刨線超著尾部流動，外側水則是按照較小的夾角能夠流向相應的螺旋槳，使得延遲尾流和斜流能夠有效分離，使得船身效率提高，阻力降低。

（四）推進系統。當前，新型的雙燃料電力推進系統在廣泛應用中。數臺燃料中速柴油機組成的電力推進系統中，燃料則是燃氣或者燃油，這樣能夠使得電能在中壓發電機中產生，分配過程則是由電網、電站系統進行。在相關的變頻器、變壓器的作用下，使得用于推進的電力能夠有效地推進入電動機，在齒輪箱的減速作用下，船舶的航行通過軸系驅動螺旋槳完成。

三、內河LNG燃料船設計分析

從理論上來說，一般所有船型都能夠改造成LNG燃料船，但是，在實際中，考慮到各種限制因素，一定要充分考慮內河航運的特點，才能有效進行LNG燃料船的設計。第一，考慮到密度較低的LNG特點，需要利用在船上設置一定的存儲空間，利用低溫壓力容器來進行LNG燃料的存儲。另外，相應的安全隔離和保溫隔熱則應該在LNG儲罐和其燃料系統中設置，也需要考慮一定的空間。對航程較短的內河船來說，由于需要的容積不大的儲罐，往往容易采用雙燃料發動機和LNG燃料發動機。第二，盡量采用圓柱形和圓形的儲罐設計。LNG則是低溫液態形式存儲，其粘度和密度等特性使得其容易產生晃動，再加上相應的隔板的設置，造成其晃動程度超過其他的存儲液體。這種晃動情況則會在矩形罐中更加明顯，造成大量LNG氣體的蒸發，在不能夠及時排除的情況下，存在較大的安全隱患問題。通過圓柱形的LNG儲罐，則能夠有效使得重心高度降低，要求能夠實現緊鄰甲板的布置。第三，充分考慮船舶運輸的實際情況，合理選擇LNG燃料發動機或者雙燃料發動機。LNG燃料發動機具有碳氫化合物、氮氧化合物排放量低，較高的燃燒效率等特點，具有很大的環保特點，具有較好的調速性能，配合定螺距槳和可調螺距槳使用。價格較高則是其缺點，還要求一定數量的LNG加氣點需要設置在航線沿岸。另外，對于價格較為便宜的雙燃料發動機來說，不收上述現則，可以同時使用柴油，使用較為廣泛，但是，其存在調速性能差，燃氣模式下的動態響應遲緩等方面的問題。

四、結束語

本文僅僅介紹了相關的內河LNG船的發展情況，以及相應的船型優化、提高LNG利用率等方面的問題，能有效促進現代化內河水運體系的建設，有利于更好提高內河LNG船舶技術發展水平。

參考文獻：

[1]夏中垠.內河柴油-LNG雙燃料動力船舶應用分析[J].中國水運（上半月），2013（06）.

[2]石兵.關于內河船用LNG加注站建設的思考[J].中國海事，2013（06）.