船舶LNG加气站13.9.22课件

中国市政工程华北设计研究总院

2013年9月船舶LNG加气站

建设方案及技术研究

主要内容1.船舶LNG加气站建设背景2.参考的主要规范3.船舶LNG加气站建设规模4.船舶LNG加气站建设方案5.关键技术问题的解决措施1.船舶LNG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。1.1政策支持根据国家《“十二五”节能减排综合性工作方案》要求，要大力推广使用清洁能源替代石油；

根据2011年国务院《关于加快长江等内河水运发展的意见》，长江等内河水运发展已上升为国家战略,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《公路水路交通运输节能减排“十二五”规划》中明确要求：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%。1.2LNG作为船舶燃料的优势环保性LNG作为一种清洁能源，燃烧不产生任何硫化物、悬浮颗粒物、芳香烃和烯烃，替代柴油时能减少二氧化碳排放约20%，减少氮氧化物排放约90%。动力性目前较成熟的LNG动力船舶为LNG-柴油双燃料混合动力，

LNG替代约70%的燃油，LNG：柴油=7:3，混合动力性能与纯柴油为燃料的动力性能相当。经济性采用LNG-柴油双燃料混合动力与用纯柴油相比，节约燃料费用约25%。2010年8月，我国内河第一艘LNG-柴油双燃料混合动力船舶--武汉轮渡“302”号拖轮在武汉粤汉码头试航成功，实现了我国内河船舶“油改气”零的突破。

1.3LNG燃料船舶及加气站发展现状1.3.1LNG燃料船舶“0”的突破序号船名改造技术改造/建造情况1武汉轮渡拖302单点喷射2010年8月完成改造2苏宿货1260单点喷射2010年9月完成改造3长迅3号单点喷射2011年3月完成改造4赣抚州货0608单点喷射2011年6月完成改造5红日166单点喷射2011年7月完成改造6鲁济宁货2535单点喷射2011年12月完成改造7“漓江山水34号”游船单点喷射2011年1月完成改造83100吨LNG双燃料动力船单点喷射新建船,即将进行航行试验

试点改造LNG燃料船实例1.3.2船舶LNG加气站现状目前我国暂无投运的船舶LNG加气站；试验改装LNG燃料船舶加注方式船舶LNG加气站标准、规范尚未出台（正在编制）1.4市场前景

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时代已经到来；加气设施不配套成为推广LNG作为船用清洁燃料的主要瓶颈，船舶LNG加气站的建设迫在眉睫；我国有内河运输船约30万艘，在长江水域将近有10余万艘，京杭大运河约3万艘，而这些船舶目前主要以柴油为燃料。船舶LNG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，加气船舶随季节水位不同而无法固定停泊位置，而LNG输送管道本身不能伸缩变化。因此，船舶加气对LNG管道系统的变化调节适应性要求远远大于陆上汽车LNG加气和海上LNG运输船装卸系统的适应性要求。LNG输送管道变化调节的适应性问题是内河航道船舶LNG加气站的技术难题。1.5建设难点船舶LNG加气站标准、规范尚未完善；LNG在内河航道的运输问题尚未解决；2.主要参考规范《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.船舶LNG加气站建设规模3.1建设依据

根据《LNG燃料动力试点船舶技术要求》，船舶上所设LNG燃料储罐总容积不得大于20米3,充装系数为90%，每艘船充装量≤18米3；参照我国《液化天然气码头设计规范》要求，LNG运输船舶不宜在夜间行进出港和靠离泊作业，在同一泊位不能同时进行加气和卸气作业；由于内河航道岸线资源有限，建议LNG加气站按一个1000~5000t级船舶的泊位考虑建站规模。3.2加气参数加气时间:1小时每天加气船舶数量：12~14艘船（白天加气）单船加气量：

≤18米33.3建设规模日加气(LNG)规模：216米3/天（按每天加12艘船计）年加气(LNG)规模：7.12万米3/年

（按330天计，折合LNG3.2万吨/年）储存(LNG)规模：500~600米3（2~3天）4.船舶LNG加气站技术方案丰水季枯水季枯水季与丰水季水位高差较大（约30米），江面水域宽度变化

较大（约160米）；考虑航道通航要求，LNG燃料动力船随季节水位不同而无法固定停泊位置。水域变化范围约160m高差约30m结合长江上游重庆地区具体建设项目，进行内河航道LNG加气站建设方案研究：--水上加气站（船上储气、船上加气）--岸上加气站（岸上储气、船上加气）比选方案：4.1水上加气站方案

将LNG的装卸、储存、加气设施及配套的控制系统、供配电设施、消防设施均设在位于河道的LNG趸船上，岸上设置LNG槽车回车场、生产辅助用房等设施。进行船上储气、船上加气。

水上加气站总平面布置图LNG回车场区生产辅助区岸上辅助区架空斜坡道及缆车LNG趸船岸上占地面积：~12000m2岸上区域水上区域LNG槽车LNG储罐LNG加气机LNG燃料船BOG调压设施BOG储罐LNG加气臂水上加气站流程示意图增压气化器增压气化器趸船上自用BOG换热器LNGBOGNGLNG泵LNG趸船上设施LNG槽车岸上工艺设施斜坡道及缆车LNG槽车卸车区LNG趸船LNG储罐区LNG加注区水上加气站LNG槽车运输示意--LNG槽车由缆车承载从岸上沿斜坡道（坡度19.4%）下行至LNG趸船；--在LNG趸船上进行卸车、储存，--卸车完成后，LNG槽车由缆车承载沿斜坡道从LNG趸船上行至岸上；--在趸船上，通过LNG泵、LNG加气机、加气臂向船舶加注LNG；丰水季枯水季岸上区域缆车承载LNG槽车1.趸船随水位变化方便,适应性强，加气操作方便；2.LNG管道短，管道LNG损耗较小；3.岸上占地面积较小。LNG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LNG气源, 但目前内河航道尚未允许运输LNG；接收陆上运输的 LNG气源风险很大；LNG储存于趸船上，加气与卸气不可同时进行，加气

规模受限制；4.投资较高。水上加气站优点：水上加气站缺点：

将LNG的装卸、储存及配套的总控制系统、供电系统、消防系统设在岸上的LNG站区内，水上的趸船上不设LNG储罐，只设LNG加气机、加气臂等加气设施及相应配套设施，进行岸上储气、船上加气。

4.2岸上加气站方案岸上LNG加气站鸟瞰图水上区域岸上区域LNG管道LNG工艺装置区生产辅助区LNG站区架空斜坡道加气机、加气臂岸上LNG加气站总平面图LNG加气趸船岸上占地面积：~18000m2LNG储罐区LNG槽车LNG储罐LNG加气机LNG燃料船BOG调压BOG储罐LNG加气臂岸上加气站流程示意图卸车增压气化器储罐增压气化器站内外用户BOG换热器LNGBOGNGLNG泵LNG加气趸船设施岸上设施斜坡道上LNG管道岸上加气站LNG输送示意图丰水季岸上管道--LNG槽车在岸上进行LNG卸车、储存，--LNG由岸上储罐区的LNG泵加压后沿斜坡道敷设的LNG管道输送至LNG趸船，--通过趸船上LNG加气机、加气臂向船舶加注LNG燃料；--通过斜坡道上BOG管道将LNG燃料船加气过程中的BOG返回到岸上。枯水季LNG、BOG管道LNG加气机、加气臂岸上加气站优点：岸上加气站缺点：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；便于接收陆上、水域运输的LNG气源；岸上LNG卸气与船上LNG加气可同时进行；投资较省。航道水位发生较大变化时，LNG管道需随水位

变化调整接口位置，操作较复杂；LNG输送管道长，对管道材料及保冷要求高，

管道中有少量BOG产生，管道有LNG损耗；岸上占地面积较大。

推荐方案：从运行安全可靠、节省投资、结合目前LNG运输条件及工程具体条件考虑，推荐：

岸上储气、船上加气方案。5.关键技术问题及解决措施5.1LNG管道输送措施关键技术难点：

由岸上LNG站区至随水位变换位置的LNG加气趸船的LNG输送

丰水季趸船枯水季趸船LNG、BOG管道岸上设施--岸上LNG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；--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LNG加气趸船；上行时关闭现接口处及拟接口处的2道分段阀门，并将该段管道内的LNG用氮气置换，然后移动趸船使趸船上LNG、BOG管道与斜坡道上相应位置的LNG、BOG支管阀门连接，从而实现LNG、BOG输送管道接口随水位变化而调整，下行反之。LNG、BOG管道钢引桥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LNG管道、BOG管道经置换后管内介质为氮气，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LNG、BOG管道变换接口亦是季节性的，无需每日频繁操作。

为保证斜坡道上的LNG工艺管道在水下环境的绝热保冷性能，LNG、BOG管道采用真空绝热不锈钢管道。加气趸船的钢引桥两端设置真空绝热不锈钢软管.5.2工艺管道

船舶LNG加气机已研发；5.3LNG加注设施

采用LNG加气机、LNG加气臂联合设置方式；

LNG加气臂不同于LNG接收站用海上LNG码头用的LNG装卸臂，已研发。

岸上下斜坡道前工艺管道设置紧急切断阀;5.4特殊安全措施趸船上的LNG加气臂设置拉断阀；钢引桥与斜坡道接端的LNG、BOG真空绝热软管上设置拉断阀;斜坡道上LNG、BOG分段阀门及支管阀设置防水罩。紧急切断阀拉断阀拉断阀防水罩

结合长江上游LNG加气站建设的工程实