天然气动力船舶气体燃料控制及安保控制系统立项报告

1、天然气动力船舶气体燃料控制及安保控制系统立项报告富地红华动力(武汉)有限责任公司2011年9月目录一、立项目的3二、项目概况及内容3三、组织实施方式4四、核心技术及创新点4五、项目完成后主要技术指标5六、项目负责人及项目主要研发人员信息5七、项目周期、进度安排5八、项目预算5九、审批意见6一、 立项目的近年来天然气作为一种新型能源越来越被重视，天然气燃烧产生的污染物相比柴油大大降低，如使用天然气作为船用发动机主要燃料替代原有的纯柴油将解决柴油机尾气排放污染严重的问题。当柴油机掺烧天然气时，由于天然气在发动机内与空气混合时为气态，混合更均匀，燃烧也更充分。因此，掺烧天然气后发动机与柴油发动机相比

2、可明显降低有害物质的排放，特别是颗粒物排放。另外，它还可以完全消除铅、苯和芳香烃等严重危害物。同时天然气是一种廉价的燃料，而且分布广泛具有良好的资源配置，以天然气作为替代燃料将减少国家对进口石油的依赖程度，因此天然气作为船用发动机能源是传统燃料的理想替代品。近年国家及地方相继出台一系列措施鼓励天然气动力船舶的发展，同时由于燃料费用大大降低，船舶市场上也乐于接受双燃料船舶，天然气船舶成为近来船舶的一种趋势，存在巨大的市场潜力。由于天然气具有一定的危险性，在空气中天然气浓度达到5%15%时被点燃会发生爆炸，同时，天然气在大型船舶上一般以LNG（液化天然气）存在，当LNG泄露接触人体时会造成冻伤。为

3、保证天然气船舶的安全性，必须进行对天然气进行安全有效的控制，同时对船舶上关键处所的天然气浓度进行检测，建立安保控制系统。本次项目的天然气动力船舶气体燃料控制及安保控制系统是针对天然气/柴油双燃料船舶及纯天然气动力船舶开发的，符合天然气燃料动力船规范(2013)。该系统能够有效的控制天然气进气管路的开断，在紧急情况下能够迅速切断天然气的进气管路，并将管路中剩余的天然气排放到放散处所。同时能够对发动机的运行状况，对机舱、气罐处所的天然气浓度进行监测，增加火灾报警控制器，极大地增强了天然气船舶的安全性。二、 项目概况及内容本项目主要是针对天然气/柴油双燃料船舶及纯天然气动力船舶开发的一套气体燃料控制

4、及安保控制系统，其所具备的功能如下：（1） 实现气体燃料供应系统的开断控制；（2） 对发动机工作状况监控；（3） 对气体燃料供应系统状况监控；（4） 监测重要处所的天然气浓度；（5） 在异常状况时进行报警，并自动采取安全措施；（6） 对系统运行数据进行可视化显示。天然气动力船舶气体燃料控制及安保控制系统基本方案如下：采用PLC主机作为控制中心，接收各类传感器信号，经过运算后发出相应指令，使执行器执行正确动作。在发动机燃气进气管路上布置有一系列的气动球阀，控制中心通过控制电磁阀的开断开实现气动球阀的开断，从而实现对燃气的开断控制。在发生紧急情况时，PLC迅速给出指令，关闭燃气进气管路上的气动球阀

5、，同时打开放散管路上的气动球阀，使管路中多余的燃气放散，保证燃气管路的安全。通过在发动机气缸处上布置温度传感器可以实时监控发动机内燃料的燃烧状况，在发动机上安装转速传感器，能监测发动机的转速。在燃料罐上布置液位、温度、压力传感器，在燃料供应管路上布置压力、温度传感器可以监控气体燃料供应系统的运行状况。在发动机处所、发动机曲轴箱内、机舱、气罐处所安装可燃气体探头，可以实时监控重点位置的可燃气体浓度，在天然气浓度超过指定值时系统就会报警。在机舱安装火焰探头、感温感烟探头、火灾报警控制器能够有效监测机舱突发火灾，并在火灾时报警。在本套系统中还布置有显示屏，使操作人员能直观的看到系统的运行数据。并安装

6、有报警器，在系统异常时进行报警。公司现有的研发、生产设备清单见下表公司现有研发、生产设备清单表序号主要生产设备型号名称设备台数1滤纸式烟度计1台2柴油机专用尾气分析仪1台3通创专用排放设备分析软件1台4示波器2台5信号发生器2台6逆变电源5台7质量流量计1台8气密性试验台1台9多功能试验台1台10铸铁平板6台11半自动打包机1台12工具机1台13切割机1台14弯管机1台15氩弧焊1台16X光1台17手压机1台18砂轮机1台19线号机1台20静电工作台AA10台21静电工作台BB9台22钳工工作台13台合计62三、组织实施方式本项目采用独立研究方式进行研究，公司成立天然气动力船舶气体燃料控制及安

7、保控制系统研发小组。该项目小组由一名项目经理、2名工程师构成，公司配备充足的研发资金和先进的实验设备推动研发活动顺利进行。四、核心技术及创新点（1）可视化技术；（2）冗余系统技术；五、项目完成后主要技术指标 （1）符合天然气燃料动力船规范(2013)，顺利通过中国船级社审查。六、项目负责人及项目主要研发人员信息姓名性别专业职称项目任务分工周力男电子科学与技术技术总工项目经理冯铭男机械设计主任工程师机械结构设计陈亚男机械电子主任工程师控制系统设计张琪男机械设计及其自动化机械工程师机械结构设计七、项目周期、进度安排起止时间2013.92014.5（共7个月）阶段主要工作应完成的文档计划阶段调研相关市场，明确市场需求，使产品开发更有针对性市场调查报告对公司人力、财力核算，明确实施该项目的可行性，确定实施项目的方案立项报告开发阶段进行总体方案设计总体方案设计说明书详细方案设计详细方案设计说明书验证阶段样机试制样机采购清单系统验证试验试验大纲、试验报告批量生产阶段列出相关物料清单长周期采购物料清单、物料清单编