贵柴油改气方案报告2016.6.1课件

贵柴双燃料船用动力解决方案

渔船油改气方案报告第一部分改造背景第二部分改造依据第三部分改造方案第一部分改造背景1.柴油成本的上升天然气相对稳定下图为2015年国内汽、柴油几个变动节点2016年国内主要城市汽、柴油价格各地液化天然气价格IMO根据MARPOL决议MEPC.176/177对NOX排放限制TierDateNOxLimit(g/kWh)n<130130≤n≤2000n≥2000TierⅠ200017.045·n(-0.2)9.8TierⅡ201114.444·n(-0.23)7.7TierⅢ20163.49·n(-0.2)1.962.更高的环保要求温家宝总理在哥本哈根全球气候大会上，中国向世界承诺：到2020年前将CO2排放量比2005年减少40%-45%。说明：目前，国内对柴油机的排放要求，无论是商船、工程船，还是渔船，均已通过发涵的方式作出明确的要求。3.陆用市场日趋扩大和成熟4.相关规范法规日益完善第二部分改造依据1.船检法规颁布机构规范名称农业部渔船检验局1998《钢质海洋渔船建造规范》农业部渔船检验局2003《海洋渔业船舶法定检验规程》农业部渔船检验局2003《渔业船舶法定检验规则》农业部渔船检验局2003《渔业船舶船用产品检验规程》农业部渔船检验局2002《内河、玻璃钢、海洋木质及小型钢质渔业船舶法定检验技术规则》农业部渔船检验局《渔业船舶设计图样及技术文件审查规定》中国船级社（CCS）2007《双燃料发动机系统设计与安装指南》中国船级社（CCS）2010《气体燃料动力船检验指南》中国船级社（CCS）2005《散装运输液化气体船舶构造与设备规范》

为何渔船的改造会涉及CCS的规范？

原因如下：1.目前渔船规范中尚未有对双燃料柴油机用作船舶主推或发电柴油机方面的要求；2.CCS颁布的关于双燃料柴油机的安装和检验指南，具有普遍的适用性，可以作为目前渔船“油改气”的依据；3.对于还需遵循《散装运输液化气体船舶构造与设备规范》，原因在于以上所述的两个指南当中提及相应设备的材料、制造及检验等要求在该规范中作出更为详尽的阐述。2.主要改造设备的设计、制作和检验的依据1)小型LNG储罐执行标准：GB150-1998《钢制压力容器》GB18442-2001《低温绝热压力容器》监察法规：《压力容器安全技术监察规程》焊接规程：JBT4709-2000钢制压力容器焊接规程无损探伤：JB4730[1].2—2005射线检测JB4730[1].3—2005超声检测真空检漏：JB4730[1].5—2005渗透检测JB4730[1].6—2005涡流检测绝热方式：高真空多层绝热第三部分改造方案1.改造概述A对船体、柴油机进行改造；B增设LNG储罐，汽化撬，供气管系，控

制阀组，检测报警和自动控制设备；C对机舱通风和灭火系统进行改造。目前国内通过“油改气”改造投入运营的船舶有，苏宿货1260、长迅3、武汉拖302、红日166、赣抚州货0608等船舶，其中，苏宿货1260货船分别于2010年5月和8月通过了江苏省交通厅组织的发动机混燃台架试验和船舶混燃改造鉴定，使用效果良好，经济效益和环保效益明显。使用贵柴动力的标准船型—贵州航电一号2.船体船体改造取决于储罐的放置位置，一般来说，有三种布置方案：A设于船舶艏部B设于船舶中部C设于船舶尾部A方案特点：适用于吨位较大，艏部有上建的船型；由于艏部直接受到风浪冲击，储罐设于此，危险系数较高；对船体的改造量较小，费用较低，但储罐容积受到限制。A方案B方案特点：不受船型的影响，但要加大船长，总体参数改变，改造工作量大，费用高；储罐设于船中部，晃动相对降低，安全系数高；储罐容积可以根据船东运营情况增加，经济性好。C方案特点：不受船型的影响，是将原尾部的液舱，如压力水舱、淡水舱废除，更改结构后变成储罐舱，不需要加长船长，船体改动量较少；储罐设于船艉部，晃动降至最低，安全系数更高；但是占用了液舱的容积，需要从其他地方补回来，比如说淡水舱，另外罐容积也受到尾部线性的限制，容积不能做大加，经济性略差。小结：比较三种方案，B方案改造成本最高，但获得最大的储罐容积；A方案改造受到的限制最多，但改造成本较少；C方案的改造成本略高，但安全系数最高。所以优先选择C方案。以36.5m拖网渔船为例进行C方案改造主要参数总长Loa36.50m设计水线长Ldwl33.18m垂线间长Lpp31.50m型宽B6.28m型深D3.00m设计吃水d2.30m排水量Δ

275.78t推进功率Pb450kW设计航速Vs12.5kn鱼舱容积Vf105.58m3船员定额P12自持力day7稳性远海航区后面将从柴油机改造、储罐设计以及运营经济性对该船进行分析总布置图3.柴油机A方案不改变柴油机机体结构，只是改造进气岐管，增设一个燃气混合器，进气总管和一套控制系统，适用于小功率柴油机，比如170机型，改造费用较低。两种改造方案B方案改变柴油机机体结构，更换气缸盖，在机体上加设燃气总管，各缸空气进口支管内增设燃气喷嘴，另外增加一套控制系统，适用于较大功率柴油机改造，比如210、250机型，改造费用较高。小结A和B的差别有：B是在气缸进气歧管内设置了燃气喷嘴，喷嘴定时定量地喷出燃气并与空气一起进入气缸内混合，而A则是燃气在机体外就与空气混合，还需经涡轮增压器、总管等，还有经过一段路程；B可以根据单缸的负荷变化，来进行延时或提前变量地喷出燃气，而A无法无法做到这点，而且从本质上，安全性能不及B方案；所以A方案一般用于柴油机的负荷比较稳定的场合。36.5m主推选择是210机型，450kW选择B方案进行改造。储罐设计检验标准如前所述，再重复一下：执行标准：GB150-1998《钢制压力容器》GB18442-2001《低温绝热压力容器》监察法规:《压力容器安全技术监察规程》焊接规程:JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》无损探伤JB4730[1].2—2005射线检测JB4730[1].3—2005超声检测真空检漏：JB4730[1].5—2005渗透检测JB4730[1].6—2005涡流检测储罐型式圆柱型筒体两端带半球形封头的卧式压力容器；双层结构，分内胆和外壳，内胆储存LNG，内胆与外壳形成真空绝热空间；单封头设管口，带储罐增压器（空气汽化器），增压阀组、减压阀组、液位计等。储罐的技术参数储罐容积：10~15m³设计压力：0.6MPa（待定）工作压力：0.5MPa（待定）储罐安全阀最大调定值：0.55MPa设计工作温度：-165℃内胆材质：C304L不锈钢外壳材质：待定绝热型式：真空粉末，珍珠岩日蒸发率：≤0.2%4.储罐1)储罐的基本参数2)储罐的设计（1）内胆圆筒的壁厚计算（36.5m拖网渔船）按照GB150-1988钢制压力容器进行设计制造。本压力容器为内压圆筒型压力容器。本船有两个压力容器，每个压力容器都设有真空低温绝热压力容器，设计温度下圆筒的设计厚度按计算如下：基本参数：内胆：直径1800mm长度4800mm（2）设计温度下内胆材料应力的校核（36.5m拖网渔船）（3）设计温度下内胆最大工作压力的校核2)储罐的设计2)储罐的设计（4）内胆封头壁厚计算（36.5m拖网渔船）（5）内胆容积计算2)储罐的设计（6）外壳壁厚计算（36.5m拖网渔船）外壳主要承受内胆和储存介质的重重力载荷以及绝热层的真空负压。2)储罐的设计（7）储罐空重（36.5m拖网渔船）经计算，储罐毛重约为8t。（8）储存的LNG重量：约为4.43t/船（8）储液简图：5.经济性分析5.经济性分析5.经济性分析管系设计标准如前所述，再重复一下：2007《双燃料发动机系统设计与安装指南》2010CCS《气体燃料动力船检验指南》散装运输液化气体船舶构造与设备规范1998《钢质海洋渔船建造规范》2003《海洋渔业船舶法定检验规程》管系设计原则本着安全、可靠、简单的原则进行管系设计；本管系低温系统的液相和气相管系用的增压调节阀、减压调节阀、紧急切断阀、低温截止阀、安全阀、止回阀等，材料均为奥氏体不锈钢0Cr18Ni9；输送LNG的管道采用不锈钢无缝钢管，材质为奥氏体不锈钢0Cr18Ni9；管件均采用材质为0Cr18Ni9的无缝冲压管件(GB/T12459-2005)；法兰采用凹凸面长颈对焊钢制管法兰(HG20592-97)，材质为0Cr18Ni9。法兰密封垫片采用金属缠绕式垫片，材质为0Cr18Ni9。紧固件采用专用双头螺柱、螺母，材质为0Cr18Ni9)；管路布置时须考虑管路的冷收缩，要采取有效的补偿设施，如增加弯管、加补偿器等。1)管系设计概述6.供气管系6.供气管系1)储罐舱管系设计首先，储罐设计压力由两个因素决定：一为柴油机的进气压力，二为储罐到气化器的高度差。原因是我们设计的自增压式储罐，即储罐内的液体是通过罐体内压力压至气化器进口，此为原因之一。当液罐处于98%充装率下时，LNG从阀V1靠重力流向储罐增压器，气化后气体回到液罐，随着气体的增加，罐内压力达到0.50MPa时，增压调节阀关闭，液体停止流入；随着LNG的使用，液位下降，压力降低，当降至0.45MPa时，增压调节阀打开，重新流出液体气化进入，因为气化器出口和罐内压力相通，液体留出的动力靠液位差。当船舶停航LNG长期不用时，由于漏热蒸发，罐内的压力会持续上升，当达到0.52MPa时，减压调节阀打开，将部分BOG排至强制气化器加热进入膨胀罐。当压力回到0.50MPa，加压阀关闭。由于安全阀设置压力是0.55MPa，且它开启后是将气体一下子泄压，所以只能是通过减压调节阀来减压。6.供气管系1)储罐舱管系设计原因之二：由于膨胀罐要维持不小于0.35MPa的柴油机进口压力，所以液罐的压力必须得和膨胀罐同压，然后再克服与气化器的高度差加上流动阻力，也就是0.35MPa，加4米扬程和流阻，再留出点余量，所以确定液罐的工作压力在0.45~0.50MPa这间。所以有上述的结论。2)气化撬间管系设计2)气化撬间管系设计本管系设计涉及两个计算：一是柴油机的最大单位时间耗气量，继而转换为LNG的单位气化冷量多少；二是根据单位时间的热交换量来确定气化器的换热面积以及冷却水流量。2)气化撬间管系设计由以上计算得到：柴油机100%负荷工况下耗气量：58.44Kg/h，即0.132m3/h(LNG)；气化器置换冷能：48853.96kJ/h(将LNG气化并加热至常温15℃);所需加热海水量：2480.5Kg/h，即2.42m3/h。小结：由上数据可以知道，输液管的流量很小，左右管路通径DN10或DN15即可，相应的低温阀件可以用小口径阀，减轻成本。气化器交换的热量很小，其尺寸可以得到有效的控制，节省了船上的空间；海水流量只需从柴油机海水冷却管路中接一个旁通支管即可。管路介绍：气化器的液体进口前设置一个压力控制阀，压力信号采至膨胀罐内压力，当罐内压力高于设定压力时，阀门关闭，阻止液体进入气化器。设置该阀的原因是当膨胀罐和储罐的压力差较大时，输液管进液速度较快，此时，气化速度也很快，由于储罐和膨胀罐的压力平衡有个延时效应，此时，气化器内已积聚了部分液体，所以必须阻止后续液体继续进入气化，压力控制阀及时地切断输液管。膨胀罐和输液管上也同时设置了安全阀。气化器气体出口上设置了温度控制阀，温度信号采至气化器气体出口，当温度低于设定压力时，阀门关闭，直至温度达到设置温度以上，才开启。该阀的作用是防止膨胀罐受到低温气体的冲击。3)机舱内管系设计如上图所示：从V1出来的是稳压，干燥，常温的气源，经阀V2、V4和V5后进入柴油机的燃气总管，本船36.5m拖网渔船柴油机的供气压力是0.35MPa。其中V1阀设于机舱外面，为电磁遥控阀，可在机舱内遥控关闭。阀V2、V3和V4为电磁遥控阀，当机舱内出现抽风机失效，燃气管系压力不正常，燃气泄漏、柴油机故障等现象时，要求V2和V4关闭，V3打开，三个阀门是同时动作的。机舱内的燃气管路是布置在通风管道内的，通风的管道设计应能将包括阀门在内的管路附件包覆其中，同时与柴油机上的通风岐管联接起来，形成一个从柴油机燃气阀为起点，上塑至燃气管进机舱壁止的通风管道，然后通过一台设置在机舱外面的管道风机，将整个通风管路内压力维持在大气压之下。V5为供气管道上的最后一个阀，是一个手动截止阀，确保在发动机维修期间能进行安全有效地隔离。3)机舱内管系设计完整的供气管路总图7.安全系统改造1)通风系统1.机舱通风机舱设两台进风机，每台风机的最大排量能将机舱换气30次/小时，两台风机可互相备用，机舱出风从烟囱后面的格栅排出。机舱风机的运行与主机的双燃料模式进行互锁，主要风机开始运行10分钟后，双燃料模式才能使用，当风机出现故障停止时，主机应能自动从双燃料模式切换成柴油模式。管道风机应为防爆型风机，其排量不小于将通风管道换气30次/小时，排风位置设于宽敞安全的区域。与机舱通风机一样，管道风机与主机的双燃料模式互锁。2.储罐舱通风设置一台抽风机，其排量不小于将储罐舱换气30次/小时，进气方式为自然进气。3.气化器间通风设置一台抽风机，其排量不小于将气化器间换气30次/小时，进气方式为自然进气。2)检测报警系统1.液罐设置就地显示的压力表和在驾驶室显示的压力表。压力表上能清晰标明储气罐允许的最高压力和最低压力。此外，高压报警和低压报警(如有真空要求)安装在驾驶室。在达到安全阀整定压力之前警报鸣响。2.在驾驶室设置双燃料发动机工作状态和工作模式指示器灯。3.储罐舱内设置有两套固定式气体探测器；在ESD防护式机舱设置有两套固定式气体探测器；探测装置布置在气体可能积聚或在通风出口处。4.可燃气体浓度达到爆炸下限的20%时，有听觉和视觉报警。对于机舱内气体管路环围的通风导管，报警极限设定在爆炸下限的30%，保护系统动作设定在爆炸下限的40%。5.气体探测装置的听觉和视觉警报布置在驾驶室，气体管路的环围导管和机舱进行连续检测且无任何延时。6.配置一套便携式燃气探测器供船员对舱室可燃气体进行检查。3)柴油机检测报警改造要求4)供气管路检测报警要求4)防火要求1.在储罐舱和汽化撬间要用A-60级分隔；2.加气站附件区域要配置大型推车式干粉灭火设备，其灭火能力应至少能确保以容量不少于3.5Kg/s的速率释放45s，系统的布置应能使其能从安全位置手动释放。加气站附件还需配置一具手提式干粉灭火器。3.在储罐舱和汽化撬间配置1具手提式干粉灭火器；4.在机舱进口处配置1具手提式干粉灭火器。5.储罐舱和机舱应配置一套认可型的固定式探火装置。第四部分简介

贵州鑫汇天力柴油机成套有限公司生产的天力牌135系列高速柴油机及柴油发电机组,产品远销全国29个省、市、自治区和49个国家与地区。1

、工厂概貌贵州柴机油厂是1965年由上海柴油机厂部分内迁组建的,座落于贵阳市南郊,分小河与甘荫塘两个厂区,两者相距约4公里。厂区占地总面积27.69公顷,建筑面积12.6公顷,其中生产建筑面积6.1公顷。工厂设备齐全、技术力量雄厚,拥有五个生产车间、两个辅助车间与若干科室,其中包括一个计量、理化检验中心。另外,还有一个内燃机研究所,她可承担对柴油机及其配套机组进行新产品开发、常规评定、部件试验分析及型式、耐久、鉴定试验等项工作。该厂现有职工2562人,其中专业技术人员461人。2、产品质量稳定,6135人G与56135人D两种机型连续两次荣获国家机电产品金奖,6135AZCa、(A)0135Q型以及50~90kw自动化柴油发电机组等产品获