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LNG动力船气体燃料系统安全控制 时 间：2014-11-18 13:25 来 源：网络转载 作 者：佚名 图1 气体燃料安全控制系统 由于燃料性质的改变，气体燃料动力船具有不同于常规燃料船舶的风险，尽管在规范编制过程中对燃料系统相关风险进行了识别和控制，并对大部分的风险点从根 源上对其提出预防措施和技术要求，但出于技术、工业水平的限制、可操作性、以及成本效益的考虑，无法完全从源头上对所有可能的风险点予以消除，为了使这些 可能发生的危险处于受控状态，甚至是发生危险后如何将危害性减至最低，均要依靠监测、控制和安全系统来实现，该系统是控制风险的有效措施和最后闸门。 设备监测对象及监测参数 常见的LNG燃料动力船整个燃料供应系统如图2： 图2 液化天然气（LNG）燃料系统 从图2中可以看出，整个LNG燃料利用链条上的主要设备为：气罐、热交换器、压缩机（一般存在于高压燃气系统或安装有再液化装置的系统）、气体燃料发动机。因此对于整个燃料利用链条上的设备运行情况的监测主要是上述的四大部件。 气罐：是LNG燃料动力船舶的燃料储存装置，是LNG燃料动力船舶以LNG做为燃料的基础，气罐的安全不仅关系LNG燃料船舶的动力性安全。LNG从液态 到气态，其体积要扩大约600倍，因此储罐的安全也关系到整个船舶的安全，甚至于也涉及到船舶通航环境的安全。对于储罐的监测主要是涉及到充装时的监控和 营运时的监控，主要对其进行液位、压力、温度及溢流保护。 气体燃料压缩机：在现在常用的LNG燃料动力船燃料供应系统并不常见，其主要是应用在高压发动机或者安装有BOG气体回收再液化装置的燃料供应系统中，它 的主要功用是建立初级的具有一定压力的气体，特别是对于高压气体发动机，其共轨压力可达30MPa,为达到这么高的压力，除了发动机本身的增压系统外，其 对燃料供应系统的供气压力也是具有较高要求的， 此 时就需要在燃料供应系统上安装有气体燃料压缩机系统，以提供合适的供气压力。考虑到压缩机压缩的介质为天 然气，在压缩过程中由于压力异常或密封失效等易抽入空气形成可燃气体，同时压缩机在压缩过程中会导致气体升温，当进排气压力异常时，压缩比增大，温升更 高，可能会引起爆炸危险。所以需要对压缩机的进排气压力进行监控。压缩机的目的主要是对气体加压，因此对其主要是进行进气低压、排气低压、排气高压和运行 故障的听觉和视觉报警。 热交换器：作为燃料利用中将天然气从液相转换为气相的关键设备，热交换器的关键性不言而喻。热交换器不但要为发动机提供足够的燃料供应，同时也要保证为发 动机所提供燃料“质量”（温度等）的好坏。依据对其的功能要求，主要针对热交换器气体燃料出口温度进行监控。 气体燃料发动机：作为天然气燃料利用中能量形式转换的关键设备——气体燃料发动机，其工作状态的监控牵涉到整个船舶的动力安全性。气体燃料发动机与普通的 柴油机相比，在工作状态上主要是具备了工作状态不同、工作模式的多样性，因此对于气体燃料发动机的监控要求除满足规范对普通柴油机监控要求外，还应对气体 燃料发动机的工作状态和工作模式进行监控。 系统的安全控制 1.安全控制基本原则 燃气系统的安全其终极目的是为了保证船舶推进动力系统的持续、有效、安全运行。但在制定安全控制策略时往往会发生燃气系统安全性与船舶 推进动力持续性的矛 盾。例如在发生双壁管内的通风系统失效时，无论在什么情况下，是否都应该切断燃料的供应？这其实就是如何在燃气使用安全性与船舶动力持续性上做出选择的问 题。因此在制定安全控制的策略时其基本原则应为:首先综合权衡燃气使用安全性和船舶动力安全性，其次是考虑系统经济性。 2.安全控制的对象 燃料供应系统的安全控制所涉及的对象从气罐一直到气体进入发动机气缸内，整个链路上的处所、设备、管路阀件均属于燃料供应系统所涉及的对象。处所主要是： 气罐处所、气罐连接处所、压缩机室、气体阀件单元处所（GVU）、机器处所、其它燃料管系穿过的围蔽处所；设备主要是:气罐、热交换器、压缩机、发动机； 管路阀件主要是：从气罐至发动机汽缸盖前的燃气管路和双壁管（如适用）及其阀件。 图3 双燃料发电机组安全控制系统 3.安全控制策略制定原则 如图4所示，整个燃料供应系统的控制策略是建立在气体探测、通风系统、探火系统以及其他监测系统之上的，中国船级社(CCS)以此为基础，根据不同的对象来建立不同的安全控制策略。 图4 天然气燃料动力船舶控制系统图 （1） 对于处所的安全控制策略，主要针对3个方面的来制定 气体泄漏：依据探测浓度值的不同，采用先报警后切断