【文章內(nèi)容簡介】 規(guī)。這樣的戰(zhàn)略正是韓國今年得以在新造船市場上“攻城掠地”的主要原因。與韓國相比，日本造船界在高技術(shù)船舶研發(fā)上走的更遠，主要船企近兩年將目光聚焦于概念船型的預(yù)研，其中三菱重工研發(fā)出采用其新型蒸汽渦輪發(fā)動機的LNG 船、采用空氣潤滑等環(huán)保技術(shù)的集裝箱船 “MALS14000CS”；商船三井研發(fā)出采用新能源的“ISHINI”汽車運輸船、“ISHINII”渡船、“ISHINIII”鐵礦石運輸船；大島造船與DNV聯(lián)合開發(fā)的“ECOShip 2020”項目， 海員之家已推出環(huán)保型敞艙口散貨船設(shè)計方案；石川島播磨聯(lián)合海事開發(fā)了低環(huán)境負荷型的13000TEU集裝箱船“eFuture 13000C”，以及同系列的豪華游船“eFuture 310T”、散貨船“eFuture 56B”。業(yè)內(nèi)專家分析，經(jīng)過這一輪新技術(shù)研發(fā)，日本造船界很有可能再次發(fā)力，在新造船市場奪回一定份額。通過對比日韓可以發(fā)現(xiàn)，在此次船舶市場需求結(jié)構(gòu)調(diào)整的過程中，中國造船界顯然沒有很好地應(yīng)對，不少船企忙于當前的生產(chǎn)任務(wù)，在新船型尤其是高附加值、環(huán)保船型研發(fā)方面力度不足，進而影響了新訂單的承接。要改變這一現(xiàn)狀，中國造船界必須盡快行動起來，一方面做好現(xiàn)有船型的升級工作，在提升效率、節(jié)能減排方面大力開展研發(fā)，進一步鞏固中國在三大主流船型市場的地位；另一方面應(yīng)形成合力，使骨干船企、科研院所等單位在高端船型研發(fā)領(lǐng)域不斷實現(xiàn)突破，搶占市場制高點。不僅如此，隨著船舶市場需求結(jié)構(gòu)的變化，船配市場也將隨之發(fā)生改變，未來船東對節(jié)能高效的新型動力系統(tǒng)及壓載水處理系統(tǒng)、高端鋼材、涂料等配套產(chǎn)品的需求將會不斷增加。為此，我國船舶配套行業(yè)也須有所作為，在盡快提高我國配套設(shè)備裝船率的基礎(chǔ)上，開展高技術(shù)、高附加值產(chǎn)品研發(fā)，為做強中國船舶工業(yè)夯實基礎(chǔ)。鑒于船用燃油價格存在上漲空間 船員招聘網(wǎng) ，加上國際法規(guī)對海運環(huán)保的要求越來越嚴格，LNG作為船用燃料的優(yōu)勢在逐步顯現(xiàn)：與船用柴油與重油相比，其價格較低；能夠使二氧化碳等廢氣及顆粒物的排放量大幅減少；不僅如此，LNG的長期供給穩(wěn)定。而在技術(shù)層面，不僅新建船舶可以使用LNG，在航船舶也能夠通過改裝，使用LNG或者采用LNG/柴油雙燃料。因此，未來5～10年間，以LNG為燃料的船舶的數(shù)量將持續(xù)增加；預(yù)計10年后，以LNG為燃料的船舶所占的市場比例有望達到10%～15%。 現(xiàn)有船舶改裝技術(shù)可行現(xiàn)有船舶要以LNG或者LNG/柴油為燃料，海員招聘 則必須加裝LNG儲存艙等裝置。TGE Marine公司––一家總部位于德國、從事船舶氣體處理系統(tǒng)及儲罐供應(yīng)業(yè)務(wù)的企業(yè)負責人表示，通常情況下，在船舶改裝過程中，加裝的主要裝置為LNG儲罐和氣體處理系統(tǒng)。此外，船上還需安裝一些輔助系統(tǒng)，如氣體加熱系統(tǒng)、惰氣系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、遙控閥門及安全系統(tǒng)、自控系統(tǒng)等。典型的船舶使用LNG方案為：LNG通過氣體處理系統(tǒng)氣化，天然氣通過主控閥供給燃氣發(fā)動機，進而使船舶獲得動力。與會專家介紹，最易于改裝的船型包括LPG船、近海成品油船/化學(xué)品船，改裝難度較大的船型為客船、渡船、集裝箱船，難度更大的船型則為大型集裝箱船、散貨船和超大型油船（VLCC）等遠洋船舶。目前，在船舶“油改氣”項目過程中，最大的挑戰(zhàn)主要有兩點：一是如何布置好儲罐以及其他氣體燃料系統(tǒng)的子系統(tǒng)；二是燃料系統(tǒng)如何滿足船舶二沖程或四沖程主機的工作要求。舉例來說，曼柴油機與透平公司的MEGI雙燃料發(fā)動機在燃用天然氣的模式下，需要氣體以 250～315巴（barg）的高壓注入，則在船舶改裝的過程中，就需要考慮在儲罐中加裝罐內(nèi)增壓泵及罐外的高壓泵，則LNG通過加壓后，再經(jīng)過高壓氣化器和高壓加熱器處理，最終供給發(fā)動機。據(jù)了解，在一些已經(jīng)實施的船舶改裝項目中，主機廠商也積極參與相關(guān)工作，確保項目順利完成。目前TGE Marine正與挪威船級社（DNV）、曼恩柴油機與透平公司等合作，開展德國“Reederei Stefan Patjens”號5000TEU集裝箱船的改裝項目，項目在2012年完成后，該船將成為全球首艘使用液化天然氣燃料的集裝箱船。 新船型積極采用LNG燃料DNV可謂應(yīng)用LNG燃料的“先鋒”，在2001年就率先制定了LNG燃料有關(guān)的船舶規(guī)范。在此次峰會上，DNV介紹了與日本大島造船有限公司聯(lián)合開發(fā)的 “ECOShip 2020”項目。該項目的第一階段已經(jīng)結(jié)束，完成了敞艙口散貨船的概念設(shè)計。該型船集成了多項創(chuàng)新解決方案，其中最引人注目的便是該船是一艘完全使用 LNG、不使用其他任何燃料，也不使用電力推進系統(tǒng)的商船。該船配備有4個C型高壓儲存?zhèn)}，共能儲存LNG3000立方米。羅爾斯﹒羅伊斯公司為該船提供了2臺四沖程中速燃氣發(fā)動機，單機功率為4000千瓦。加上應(yīng)用了廢熱回收、空氣潤滑等其他節(jié)能技術(shù)，該船滿足IMO Tier III廢氣排放標準要求，其硫化物排放量為零，氮氧化物排放量可下降90%，二氧化碳的排放量可下降50%以上。此外，DNV還在此次會議上展示了另一款未來船型：營運于澳大利亞至中國航線的環(huán)保概念礦砂船（The ecofriendly ore carrier）“Ecore”號。該船使用了靈活的燃料方案，采用了曼柴油機與透平公司的二沖程MEGI燃氣發(fā)動機，能夠使用柴油機與天然氣兩種燃料。值得關(guān)注的是，該船采用了優(yōu)化的設(shè)計方案，只設(shè)1個置中的貨艙，其C型LNG儲罐則位于船尾的駕駛艙下，這一方案有助于充分利用船體空間，確保LNG 儲罐不會占用貨艙空間及減少貨運量。除了上述船型，近期DNV還在研發(fā)環(huán)保型VLCC。據(jù)稱，該船將配備雙燃料發(fā)動機；為配合使用LNG燃料，還將安裝兩個C型儲罐，每個儲罐的容積將達 13500立方米。德國勞氏船級社（GL）近期公布的“阿芙拉型油船優(yōu)加”設(shè)計概念也為安裝天然氣儲罐預(yù)留了空間，可采用天然氣燃料。此外，羅爾斯羅伊斯公司推出的環(huán)保型船舶設(shè)計理念（Enviroship Concept），也把LNG作為集裝箱概念船等船型的燃料。 氣體發(fā)動機技術(shù)較為成熟在船舶動力系統(tǒng)領(lǐng)域，國際幾大發(fā)動機生產(chǎn)商經(jīng)過多年的技術(shù)研發(fā)，其產(chǎn)品已經(jīng)能夠滿足船舶應(yīng)用LNG燃料的需要。在此次會議上，瓦錫蘭集團、曼柴油機與透平公司分別介紹了其雙燃料發(fā)動機技術(shù)。瓦錫蘭集團目前推出了包括20DF、34DF和50DF型機在內(nèi)的DF系列機，并已成功在多艘船舶上應(yīng)用。據(jù)介紹，與燃油模式相比，處于燃氣模式的DF發(fā)動機可使船舶的一氧化碳排放量減少75%，二氧化碳排放量減少20%，氮氧化物的排放量減少80%，并實現(xiàn)硫化物的零排放，從而滿足國際海事組織（IMO）Tier III標準。目前，DF雙燃料發(fā)動機已成功應(yīng)用在LNG船、近海供應(yīng)船、FPSO、化學(xué)品船等船型上，其累計商業(yè)應(yīng)用的時間已經(jīng)超過了150萬小時。而瓦錫蘭自2005年至今獲得的船用發(fā)動機訂單中，DF雙燃料發(fā)動機的訂單占比達到了45%。MAN發(fā)動機與透平公司則在其傳統(tǒng)MEC發(fā)動機的基礎(chǔ)上，研發(fā)出了型號相對應(yīng)的MEGI系列低速二沖程雙燃料電噴發(fā)動機。今年5月18日，該公司在其位于哥本哈根的柴油機研發(fā)中心舉行了MEGI雙燃料發(fā)動機的首發(fā)儀式。MEGI發(fā)動機能夠燃用任何比例的天然氣和柴油，甚至能燃用液化石油氣或重油，可用作LNG船、LPG船、集裝箱船等多種商用船舶的主推進系統(tǒng)。其中，在4T50MEX型發(fā)動機基礎(chǔ)上研發(fā)成功的4T50MEGI 燃氣發(fā)動機進行了一系列海試，已通過了各項性能驗證測試。此外，DNV的環(huán)保概念礦砂船“Ecore”號就使用了2臺該公司的 。除了上述兩家企業(yè)，羅爾斯羅伊斯公司則于2007年開始推出卑爾根船用燃氣發(fā)動機，并實船應(yīng)用到挪威5艘近海客渡船上。該型機可以減少92%的氮氧化物以及23%的二氧化碳的排放，并能完全消除硫氧化物及顆粒物，其燃料消耗效率可在現(xiàn)有雙燃料發(fā)動機的基礎(chǔ)上提高8%。 采用小型LNG船進行燃料補給船舶尤其是大型遠洋船舶如何進行LNG燃料補給是海事界十分關(guān)注的問題，目前，海上供氣裝置的缺乏是制約海運行業(yè)推廣使用LNG的一大瓶頸。就目前成功的一些船舶改裝項目和一些以LNG為燃料的概念船的設(shè)計方案來看，在缺少海上供氣裝置的條件下，船舶供氣是一種較為可行的方案。根據(jù)目前挪威的一些成功案例，以LNG為燃料的船舶在靠泊，可通過岸上的管道補充燃料；而當船舶在海上營運時，則可通過小型的LNG船來實現(xiàn)燃料補給。不僅如此，一些新概念船型也采取類似的供氣方案。此次DNV介紹的環(huán)保概念礦砂船“Ecore”號就采用了類似的解決方案，有燃料供給船來為該船提供液化天然氣和燃油補給。“Ecore”號的LNG儲量為4000立方米，燃料供給船通過直徑6～8英寸的軟管進行供給，補給時間為9～15小時。以LNG為燃料不僅能夠使船舶符合IMO Tier III等廢氣排放標準，也是幫助船舶滿足EEDI的一個有效途徑，且海事業(yè)現(xiàn)有技術(shù)已能夠滿足船舶使用LNG的要求。為此，有業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，到2015 年，以LNG為燃料的船舶有望增加到800～1000艘。目前一些國際組織已準備起草LNG燃料補給船相關(guān)接口、操作方面的規(guī)范、標準。而根據(jù)DNV等機構(gòu)的預(yù)測，今后海上LNG補給裝置也有望進一步增加?？梢灶A(yù)計，在這些利好因素的推動下，未來LNG燃料在海運業(yè)的應(yīng)用范圍將會得到不斷拓展。 LNG動力系統(tǒng)目前的成功應(yīng)用LNG燃料早在1964年就開始應(yīng)用于LNG運輸船，但直到2000年才開始應(yīng)用于其他類型船舶。據(jù)統(tǒng)計，2000～2010年全球采用LNG作為燃料的船舶共22艘（不包括LNG運輸船）。與其他船用燃料相比，LNG燃料最主要的優(yōu)點是對環(huán)境的影響較小，排放量最小。但LNG作為船用燃料，則要改變主機和燃料艙的設(shè)計布置，圓柱形壓力罐所需空間約為等量柴油所需空間的3～4倍，特殊的儲氣罐和艙室結(jié)構(gòu)增加了LNG儲存的重量，使建造成本增加約8%～20%，同時維護成本也會隨之增加。目前，建造最多的LNG燃料船舶是渡船，其中包括車/客渡船、滾裝船、客滾船等，因為這些船舶多屬于短途沿海航行，對LNG儲氣罐大小的要求較低。下面介紹幾種LNG動力系統(tǒng)的船舶。 世界首艘LNG燃料渡船挪威作為LNG生產(chǎn)大國，為了提高挪威氣體燃料技術(shù)和獲得良好的環(huán)境效應(yīng)，1996年挪威議會決定分別建造采用CNG和LNG作為燃料的兩種類型車/客渡船。2000年，世界首艘采用LNG為燃料的渡船“M/F Glutra”號由阿克爾船廠建造完工。通過采用LNG燃料，該船可以減少80%的NOX排放量，總成本比采用柴油燃料的渡船高30%，但船廠和運營商認為由于屬于新技術(shù)的首次應(yīng)用，費用的提高在可接受范圍內(nèi)。圖41 LNG燃料渡船“M/F Glutra”號該渡船的LNG燃料推進原理是LNG從卡車儲氣罐注入到船上的不銹鋼儲氣罐，該不銹鋼儲氣罐布置在甲板下的雙壁不銹鋼容器中。LNG通過發(fā)動機冷卻劑蒸發(fā)后進入4臺超稀薄燃燒天然氣發(fā)動機中。每臺發(fā)電機與對應(yīng)的發(fā)動機相匹配，通過變頻器將電能供應(yīng)到1000kW的異步電動機，該電動機驅(qū)動位于船尾的雙槳，以提供較好的操縱性。LNG儲存在2個真空、珍珠巖絕熱不銹鋼低溫儲氣罐中，該儲氣罐由AGACryoAB公司提供。每個LNG儲氣罐容積約為32m3，最大填充率為85%。儲氣罐的外層是不銹鋼容器，該容器為雙壁結(jié)構(gòu)，中間填充礦物纖維。不銹鋼容器可以防止LNG逸出，還避免低溫液體對船體鋼板的冷卻侵蝕。對于氣體系統(tǒng)的要求之一是當船舶以最高速度與碼頭發(fā)生碰撞時不會出現(xiàn)任何損壞。2個儲氣罐設(shè)置在位于主甲板下的兩個獨立艙室，每個艙室還配有蒸發(fā)器，蒸汽通過雙管輸送至壓力為4bar的主機艙。為了安全起見，發(fā)動機的布置遠離LNG儲氣罐，位于汽車主甲板上的一個狹小舷邊甲板。發(fā)動機采用4臺三菱GS12RPTK型超稀薄燃燒天然氣發(fā)動機，轉(zhuǎn)速為1500r/m時單機功率為675kW，發(fā)動機在滿載時的熱效率為37%。4臺發(fā)動機分布在4個不同的、通風(fēng)性好的機艙，可以通過一套系統(tǒng)中的多個氣體檢測器進行監(jiān)控，能夠確保在氣體濃度超過某一水平時依靠截流閥切斷氣體流動。泄漏的氣體通過管道進入桅桿頂部。當任一機艙中的氣體混合物達到最低爆炸水平（LEL）的20%時，氣體檢測器會發(fā)出報警并且在發(fā)動機達到60%LEL時自動切斷氣體供應(yīng)。機艙的爆炸分析表明：在最壞的情況下，主機的兩扇窗格門（sasheddoor）將爆裂并立即釋放壓力而不影響其他主機室。在正常操作下，2臺主機可以為推進和其他能量消耗提供足夠的功率，第3臺發(fā)電機作為備用或用于增速或用于惡劣天氣條件下。第4臺發(fā)電機為其他主機維護時使用。通過這種配置，該船能夠進行2～3年的全年持續(xù)航行。船上LNG燃料的補給由Statoil公司的卡車供應(yīng)，通過舷側(cè)開口進行補給?？ㄜ噧?nèi)的LNG在1臺空氣加熱蒸發(fā)器的壓力作用下輸送到渡船LNG儲氣罐。補給過程一般在夜間及無人登船的情況下進行，每次補給47m3或16t的LNG，耗時2個小時，補給周期約為每5或6天一次。據(jù)了解，F(xiàn)jord1集團目前共運營10艘LNG燃料船舶，該公司表示，通過多年的運營采用LNG作為燃料的渡船具有良好的環(huán)保性，可以減少19%的CO91%的NOX、100%的SO2和顆粒物，而且噪聲污染較低。不過建造費用可能會增加15%～20%，維護成本比柴油主機高。 瓦錫蘭65000噸級LNG燃料旅游船圖42瓦錫蘭65000噸級豪華旅游船圖43 65000噸級豪華旅游船雙燃料推進布置圖2011年，瓦錫蘭公司公布了65000噸級LNG燃料豪華旅游船的設(shè)計方案。該船長260米，船寬34米，船員650人，客艙780間，載客能力為1900人，航速19節(jié)。船上安裝3個465m3的瓦錫蘭LNGPacs儲氣罐，LNG每天消耗量為45t，自持力為12天。35米長的C型儲氣罐安裝在游泳池甲板下面的艙壁甲板上，這種布置既不影響水密艙壁，還能夠通過船尾戶外甲板進入艙室。該船裝有2臺瓦錫蘭6L50DF型和2臺8L50DF型雙燃料發(fā)動機，主機總功率為27300kW，LNG為主燃料，柴油為備用燃料，有2個8000kW的電動機。燃料補給站布置在船尾貯存柜附近，既減少了管路長度，又可以保證安全。由于LNG儲氣罐容積較大，船舶的補給將通過駁船或者小型LNG運輸船完成。此外，2009年STX集團和法國Stirling國際設(shè)計公司推出一型新概念旅游船EOSEAS，該船設(shè)置類似于LNG船上的儲氣罐，采用LNG作為燃料