船舶LNG加气站13922

1、1. 1. 船舶船舶LNGLNG加气站建设背景加气站建设背景2. 2. 参考的主要规范参考的主要规范3. 3. 船舶船舶LNGLNG加气站建设规模加气站建设规模4. 4. 船舶船舶LNGLNG加气站建设方案加气站建设方案5. 5. 关键技术问题的解决措施关键技术问题的解决措施1.1.船舶船舶LNGLNG加气站建设背景加气站建设背景 因此要大力推进内河航道运输船舶的节能减排、清洁能源替代石油的工作。因此要大力推进内河航道运输船舶的节能减排、清洁能源替代石油的工作。1.1 1.1 政策支持政策支持 根据国家根据国家“十二五十二五”节能减排综合性工作方案节能减排综合性工作方案要求，要求，要大力推广使

2、用清洁能源替代石油； 根据根据20112011年国务院年国务院关于加快长江等内河水运发展的意见关于加快长江等内河水运发展的意见，长江等，长江等内河水运发展已上升为国家战略内河水运发展已上升为国家战略, ,提出提出“要利用十年左右的时间，建成畅通、高效、平安、绿色的现代化内河水运体系”； 交通运输部发布交通运输部发布公路水路交通运输节能减排公路水路交通运输节能减排“十二五十二五”规划规划中明确中明确要求：要求：至“十二五”末，船舶运输单位周转量能耗要比2005年下降14%，二氧化碳排放要比2005年下降15%。1.2 1.2 LNGLNG作为船舶燃料的优势作为船舶燃料的优势环保性环保性LNGLN

3、G作为一作为一种清洁能源，燃种清洁能源，燃烧不产生任何硫烧不产生任何硫化物、悬浮颗粒化物、悬浮颗粒物、芳香烃和烯物、芳香烃和烯烃，替代柴油时烃，替代柴油时能减少二氧化碳能减少二氧化碳排放约排放约20%20%，减减少氮氧化物排放少氮氧化物排放约约90% 90% 。动力性动力性目前较成熟的目前较成熟的LNGLNG动力船舶为动力船舶为LNG-LNG-柴油双燃料混合动力柴油双燃料混合动力， LNGLNG替代约替代约70%70%的燃油，的燃油，LNGLNG：柴油：柴油=7:3=7:3，混合动力性能与纯柴油为燃料的动力性能相当。混合动力性能与纯柴油为燃料的动力性能相当。经济性经济性采用采用LNG-LNG-

4、柴油双燃料混合动力与用纯柴油相比，节约柴油双燃料混合动力与用纯柴油相比，节约燃料费用约燃料费用约 25%25%。 2010 2010年年8 8月，我国内河第一艘月，我国内河第一艘LNG-LNG-柴油双燃料混合柴油双燃料混合动力船舶动力船舶-武汉轮渡武汉轮渡 “302302”号拖轮在武汉粤汉码头试号拖轮在武汉粤汉码头试航成功，航成功，实现了我国内河船舶实现了我国内河船舶“油改气油改气”零的突破。零的突破。 1.3 LNG1.3 LNG燃料船舶及加气站发展现状燃料船舶及加气站发展现状1.3.1 LNG1.3.1 LNG燃料船舶燃料船舶“0 0”的突破的突破序号序号船名船名改造技术改造技术改造改造/

5、建造情况建造情况1 1武汉轮渡拖武汉轮渡拖302302单点喷射单点喷射20102010年年8 8月完成改造月完成改造2 2苏宿货苏宿货12601260单点喷射单点喷射20102010年年9 9月完成改造月完成改造3 3长迅长迅3 3号号单点喷射单点喷射20112011年年3 3月完成改造月完成改造4 4赣抚州货赣抚州货06080608单点喷射单点喷射20112011年年6 6月完成改造月完成改造5 5红日红日166166单点喷射单点喷射20112011年年7 7月完成改造月完成改造6 6鲁济宁货鲁济宁货25352535单点喷射单点喷射20112011年年1212月完成改造月完成改造7 7“漓江

6、山水漓江山水3434号号”游船游船单点喷射单点喷射20112011年年1 1月完成改造月完成改造8 831003100吨吨LNGLNG双燃双燃料动力船料动力船单点喷射单点喷射新建船新建船, ,即将进行航行试即将进行航行试验验 试点改造试点改造LNGLNG燃料船实例燃料船实例1.3.2 1.3.2 船舶船舶LNGLNG加气站现状加气站现状目前我国暂无投运的船舶目前我国暂无投运的船舶LNGLNG加气站；加气站；试验改装试验改装LNGLNG燃燃料船舶加注方式料船舶加注方式船舶船舶LNGLNG加气站标准、规范尚未出台（正在编制）加气站标准、规范尚未出台（正在编制）1.4 1.4 市场前景市场前景 LN

7、G-LNG-柴油双燃料混合动力船的试航成功，标志着我国已在内河柴油双燃料混合动力船的试航成功，标志着我国已在内河船舶油改气关键技术上实现突破，船舶油改气关键技术上实现突破，长江等内河航道使用天然气的长江等内河航道使用天然气的时代已经到来；时代已经到来；加气设施不配套成为推广加气设施不配套成为推广LNGLNG作为船用清洁燃料的主要瓶颈，作为船用清洁燃料的主要瓶颈，船船舶舶LNGLNG加气站的建设迫在眉睫；加气站的建设迫在眉睫；我国有内河运输船约我国有内河运输船约3030万艘，在长江水域将近有万艘，在长江水域将近有1010余万艘，京余万艘，京杭大运河约杭大运河约3 3万艘，而这些船舶目前主要以柴油

8、为燃料。船舶万艘，而这些船舶目前主要以柴油为燃料。船舶LNGLNG加气市场前景广阔加气市场前景广阔。 枯水季与丰水季航道水位高差及水域范围变化较大，考虑航道要求枯水季与丰水季航道水位高差及水域范围变化较大，考虑航道要求，加气船舶随季节水位不同而，加气船舶随季节水位不同而无法固定停泊位置，无法固定停泊位置，而而LNGLNG输送管道本身输送管道本身不能伸缩变化。因此，船舶加气对不能伸缩变化。因此，船舶加气对LNGLNG管道系统的管道系统的变化调节变化调节适应性要求适应性要求远远大于陆上汽车远远大于陆上汽车LNGLNG加气和海上加气和海上LNGLNG运输船装卸系统的适应性要求。运输船装卸系统的适应性

9、要求。 LNG LNG输送管道变化调节的适应性问题是内河航道船舶输送管道变化调节的适应性问题是内河航道船舶LNGLNG加气站的加气站的技术难题。技术难题。1.5 1.5 建设难点建设难点 船舶船舶LNGLNG加气站标准、规范尚未完善；加气站标准、规范尚未完善； LNGLNG在内河航道的运输问题尚未解决；在内河航道的运输问题尚未解决；城镇燃气设计规范 GB50028建筑设计防火规范 GB50016 LNG燃料动力试点船舶技术要求2012 交通部海事局 气体燃料动力船检验指南2011 中国船级社 内河散装运输液化气体船舶构造与设备规范2008中国船级社 液化天然气码头设计规范JTS165-5 液化

10、天然气燃料水上加注设施入级及建造规范（建议稿）交通部海事局液化天然气加注码头设计规范已委托中交四航院开始制定 3.3.船舶船舶LNGLNG加气站建设规模加气站建设规模3.1 3.1 建设依据建设依据 根据根据LNGLNG燃料动力试点船舶技术要求燃料动力试点船舶技术要求，船舶上所设，船舶上所设LNGLNG燃料储罐燃料储罐总容积不得大于总容积不得大于2020米米3 3, , 充装系数为充装系数为90%90%，每艘船充装量每艘船充装量1818米米3 3； 参照我国参照我国液化天然气码头设计规范液化天然气码头设计规范要求，要求，LNGLNG运输船舶运输船舶不宜不宜在夜间行进出港和靠离泊作业，在夜间行进

11、出港和靠离泊作业，在同一泊位不能同时进行加气和卸在同一泊位不能同时进行加气和卸气作业；气作业； 由于内河航道岸线资源有限，建议由于内河航道岸线资源有限，建议LNGLNG加气站按加气站按一个一个10005000t10005000t级级船舶的泊位船舶的泊位考虑建站规模。考虑建站规模。3.2 3.2 加气参数加气参数 加加 气气 时时 间间: 1: 1小时小时 每天加气船舶数量：每天加气船舶数量：12141214艘船（白天加气）艘船（白天加气） 单单 船船 加加 气气 量：量： 1818米米3 33.3 3.3 建设规模建设规模日加气日加气(LNG)(LNG)规模：规模：216216米米3 3/ /

12、天天（按每天加（按每天加1212艘船计）艘船计）年加气年加气(LNG)(LNG)规模：规模：7.127.12万米万米3 3/ /年年 （按（按330330天计，折合天计，折合LNG 3.2LNG 3.2万吨万吨/ /年）年）储存储存(LNG)(LNG)规模：规模： 500600500600米米3 3（2323天）天）丰水季丰水季枯水季枯水季枯水季与丰水季水位高差较大（约枯水季与丰水季水位高差较大（约3030米），江面水域宽度变化米），江面水域宽度变化 较较大（约大（约160160米）；米）；考虑航道通航要求，考虑航道通航要求，LNGLNG燃料动力船随季节水位不同而无法固定停泊燃料动力船随季节水

13、位不同而无法固定停泊位置。位置。水域变化范围约水域变化范围约160m160m高差约高差约30m30m 结合结合长江上游重庆地区长江上游重庆地区具体建设项目具体建设项目，进行内河航道，进行内河航道LNGLNG加气站建加气站建设方案研究：设方案研究：-水上水上加气站（船上储气、船上加气）加气站（船上储气、船上加气）-岸上岸上加气站（岸上储气、船上加气）加气站（岸上储气、船上加气）比选方案：比选方案：4.1 4.1 水上加气站方案水上加气站方案 将将LNGLNG的装卸、储存、加气的装卸、储存、加气设施及配套的控制系统、供配设施及配套的控制系统、供配电设施、消防设施均设在位于电设施、消防设施均设在位于

14、河道的河道的LNGLNG趸船上，岸上设置趸船上，岸上设置LNGLNG槽车回车场、生产辅助用槽车回车场、生产辅助用房等设施。进行房等设施。进行船上储气、船船上储气、船上加气上加气。 水上加气站总平面布置图水上加气站总平面布置图LNGLNG回车场区回车场区生产辅助区生产辅助区岸上辅助区岸上辅助区架空斜坡道及缆车架空斜坡道及缆车LNGLNG趸船趸船岸上占地面积：岸上占地面积：12000m12000m2 2岸上区域岸上区域水上区域水上区域水上加气站流程示意图水上加气站流程示意图NGNGLNGLNG趸船上设施趸船上设施岸上工艺设施岸上工艺设施斜坡道及缆车斜坡道及缆车LNGLNG槽车卸车区槽车卸车区LNG

15、LNG趸船趸船LNGLNG储罐区储罐区LNGLNG加注区加注区水上加气站水上加气站LNGLNG槽车运输示意槽车运输示意-LNG-LNG槽车由缆车承载从岸上沿斜坡道（坡度槽车由缆车承载从岸上沿斜坡道（坡度19.4%19.4%）下行至）下行至LNGLNG趸船；趸船；-在在LNGLNG趸船上进行卸车、储存，趸船上进行卸车、储存，-卸车完成后，卸车完成后，LNGLNG槽车由缆车承载沿斜坡道从槽车由缆车承载沿斜坡道从LNGLNG趸船上行至岸上；趸船上行至岸上；-在趸船上，通过在趸船上，通过LNGLNG泵、泵、LNGLNG加气机、加气臂向船舶加注加气机、加气臂向船舶加注LNGLNG；丰水季丰水季枯水季枯水

16、季岸上区域岸上区域缆车承载缆车承载LNGLNG槽车槽车1.1.趸船随水位变化方便趸船随水位变化方便, ,适应性强，加气操作方便；适应性强，加气操作方便；2.LNG2.LNG管道短，管道管道短，管道LNGLNG损耗较小；损耗较小；3.3.岸上占地面积较小。岸上占地面积较小。LNGLNG储存于航道上的趸船上，安全风险大；储存于航道上的趸船上，安全风险大；接收气源受限，只方便接收水上运输来的接收气源受限，只方便接收水上运输来的LNGLNG气源气源, , 但目前内河航道尚未允许运输但目前内河航道尚未允许运输LNGLNG；接收陆上运输的；接收陆上运输的LNGLNG气源风险很大；气源风险很大；LNGLNG

17、储存于趸船上，加气与卸气不可同时进行，加气储存于趸船上，加气与卸气不可同时进行，加气规模受限制；规模受限制；4.4.投资较高。投资较高。水上加气站水上加气站优优 点：点：水上加气站水上加气站缺缺 点：点： 将将LNGLNG的装卸、储的装卸、储存及配套的总控制系存及配套的总控制系统、供电系统、消防统、供电系统、消防系统设在岸上的系统设在岸上的LNGLNG站站区内，水上的趸船上区内，水上的趸船上不设不设LNGLNG储罐，只设储罐，只设LNGLNG加气机、加气臂等加气机、加气臂等加气设施及相应配套加气设施及相应配套设施，进行设施，进行岸上储气、岸上储气、船上加气船上加气。 4.2 4.2 岸上加气站

18、方案岸上加气站方案岸上岸上LNGLNG加气站鸟瞰图加气站鸟瞰图水上区域水上区域岸上区域岸上区域LNGLNG管道管道LNGLNG工艺装置区工艺装置区生产辅助区生产辅助区LNGLNG站区站区架空斜坡道架空斜坡道加气机、加气臂加气机、加气臂岸上岸上LNGLNG加气站总平面图加气站总平面图LNGLNG加气趸船加气趸船岸上占地面积：岸上占地面积：18000m18000m2 2LNGLNG储罐区储罐区岸上加气站流程示意图岸上加气站流程示意图NGNGLNGLNG加气趸船设施加气趸船设施岸上设施岸上设施斜坡道上斜坡道上LNGLNG管道管道岸上加气站岸上加气站LNGLNG输送示意图输送示意图丰水季丰水季岸上管道

19、岸上管道-LNG-LNG槽车在岸上进行槽车在岸上进行LNGLNG卸车、储存，卸车、储存，-LNG-LNG由岸上储罐区的由岸上储罐区的LNGLNG泵加压后沿斜坡道敷设的泵加压后沿斜坡道敷设的LNGLNG管道输送至管道输送至LNGLNG趸船，趸船，-通过趸船上通过趸船上LNGLNG加气机、加气臂向船舶加注加气机、加气臂向船舶加注LNGLNG燃料；燃料；-通过斜坡道上通过斜坡道上BOGBOG管道将管道将LNGLNG燃料船加气过程中的燃料船加气过程中的BOGBOG返回到岸上。返回到岸上。枯水季枯水季LNGLNG、BOG BOG 管道管道LNGLNG加气机、加气臂加气机、加气臂岸上加气站岸上加气站优优

20、点：点：岸上加气站岸上加气站缺缺 点：点：储气罐布置于岸上，安全可靠性强；且有储气罐布置于岸上，安全可靠性强；且有现行国家规范作为依据；现行国家规范作为依据；便于接收陆上、水域运输的便于接收陆上、水域运输的LNGLNG气源；气源；岸上岸上LNGLNG卸气与船上卸气与船上LNGLNG加气可同时进行；加气可同时进行；投资较省。投资较省。航道水位发生较大变化时，航道水位发生较大变化时，LNGLNG管道需随水位管道需随水位变化调整接口位置，操作较复杂；变化调整接口位置，操作较复杂；LNGLNG输送管道长，对管道材料及保冷要求高，输送管道长，对管道材料及保冷要求高，管道中有少量管道中有少量BOGBOG产

21、生，管道有产生，管道有LNGLNG损耗；损耗；岸上占地面积较大。岸上占地面积较大。 推荐方案：推荐方案： 从运行安全可靠、节省投资、结合目前从运行安全可靠、节省投资、结合目前LNGLNG运输条件及工程具体条件考虑，推荐运输条件及工程具体条件考虑，推荐 ： 岸上储气、船上加气岸上储气、船上加气方案。方案。5.1 LNG5.1 LNG管道输送措施管道输送措施关键技术难点：关键技术难点： 由岸上由岸上LNGLNG站区至随水位变换位置的站区至随水位变换位置的LNGLNG加气趸船的加气趸船的LNGLNG输送输送 丰水季趸船丰水季趸船枯水季趸船枯水季趸船LNGLNG、BOG BOG 管道管道岸上设施岸上设

22、施-岸上岸上LNGLNG设施通过斜坡道上的工艺管道与加气趸船上的工艺管道连接。设施通过斜坡道上的工艺管道与加气趸船上的工艺管道连接。斜坡道上的工艺管道设置分段阀门；斜坡道上的工艺管道设置分段阀门；-LNG-LNG加气趸船设置钢引桥与斜坡道搭接，钢引桥可适应一定高度的水加气趸船设置钢引桥与斜坡道搭接，钢引桥可适应一定高度的水位变化，钢引桥两端为不锈钢软管；位变化，钢引桥两端为不锈钢软管；-当航道水位变化超出钢引桥可调整的范围时，需要移动当航道水位变化超出钢引桥可调整的范围时，需要移动LNGLNG加气趸船；加气趸船；上行时关闭现接口处及拟接口处的上行时关闭现接口处及拟接口处的2 2道分段阀门，并将

23、该段管道内的道分段阀门，并将该段管道内的LNGLNG用氮气置换，然后移动趸船使趸船上用氮气置换，然后移动趸船使趸船上LNGLNG、BOGBOG管道与斜坡道上相管道与斜坡道上相应位置的应位置的LNGLNG、BOGBOG支管阀门连接，从而实现支管阀门连接，从而实现LNGLNG、BOGBOG输送管道接口随输送管道接口随水位变化而调整，下行反之。水位变化而调整，下行反之。LNGLNG、BOG BOG 管道管道钢引桥钢引桥真空软管真空软管真空软管真空软管 架空斜坡道上位于钢引桥管道接口以下的架空斜坡道上位于钢引桥管道接口以下的LNGLNG管道、管道、BOGBOG管道经置换后管管道经置换后管内介质为氮气，

24、位于水下的工艺管道中介质始终为氮气，保证运行安全。内介质为氮气，位于水下的工艺管道中介质始终为氮气，保证运行安全。 一般航道水位的变化属于季节性的变化，因此一般航道水位的变化属于季节性的变化，因此LNGLNG、BOGBOG管道变换接口亦管道变换接口亦是季节性的，无需每日频繁操作。是季节性的，无需每日频繁操作。 为保证斜坡道上的为保证斜坡道上的LNGLNG工艺管道在水下环境的绝热保冷性工艺管道在水下环境的绝热保冷性能，能，LNGLNG、BOGBOG管道采用管道采用真空绝热不锈钢管道真空绝热不锈钢管道。 加气趸船的钢引桥两端设置加气趸船的钢引桥两端设置真空绝热不锈钢软管真空绝热不锈钢软管. .5.2 5.2 工艺管道工艺管道 船舶船舶LNGLNG加气机已研发；加气机已研发；5.3 LNG5.3 LNG加注设施加注设施 采用采用LNGLNG加气机、加气机、LNGLNG加气臂联合设置方式；加气臂