小型LNG运输船电气设计分析

发表时间:2021/1/25   来源:《基层建设》2020年第26期   作者:丁胜凯
[导读] 摘要:小型LNG运输船的电气设计,对于船舶的动力荷载、推进系统等方面起到重要的作用。
        中船澄西船舶修造有限公司  江苏江阴  214400
        摘要:小型LNG运输船的电气设计,对于船舶的动力荷载、推进系统等方面起到重要的作用。本文以小型LNG运输船电气设计为主要研究对象,针对小型LNG运输船电气设计问题进行多角度、多层面、多维度的阐述和分析,仅供参考。
        关键词:电气设计方案;LNG运输船;设计理念
        引言:随着LNG海运技术的创新发展,小型LNG运输船成为当前海运领域的重要组成部分。一方面,小型LNG运输船可以满足多种的运输要求,另一方面,LNG运输船符合当前我国海运领域的发展,可以实现更高效的运输成效,因此开展小型LNG运输船电气设计成为行业的重点研究对象,引发一系列的思考和探索。
        1、小型LNG运输船电力系统的特点
        小型LNG运输船电力系统主要由燃料发电机组、应急发电机组组成。通常小型LNG运输船采用双燃料的发电机组,大多为三台左右。利用双燃料发电系统,为小型LNG运输船提供助推力,同时双燃料主机也称为船体的公共电站,为全船提供基本的功能和需求,满足所有的电力功能。另外小型LNG运输船还配备通信导航系统,以及自动化驾驶系统,可以在关键时刻解决船体的运行问题,并且辅助船长进行应急管理。传统意义上,小型LNG运输船主要分为沿海型船与沿江型船,根据对应的实际需求进行设定和设计,其主要负责LNG贸易的二次转运问题。因此小型LNG运输船电力系统,具有极为广泛的多样性,同时根据具体的使用途径,从而选择对应的电力体系。小型LNG运输船电力系统,需要保障运输液压舱的压力需求,另外由于天然气需要冷凝成液体才能进行运输,因此需要船舶提供良好的压载条件,维持固定的温度和压力,还要保障船舶的运输安全。随着我国航道运行环境以及运行体系的发展,对于小型LNG运输船的电气设计提出了更多具体的发展建议,如降低运营周期、减少载货量、降低中转次数等要求,成为行业设计的发展趋势。
        2、小型LNG运输船电气设计的主要原则
        2.1经济性原则
        小型LNG运输船电气设计需要充分考虑运输船营运以及电气制造的经济性,既要为船舶的运输功能提供良好的船体空间,同时还要符合现代船舶制造的基本理念,结合船体的动力系统,降低船体运营过程的经济成本,实现运营费用、制造成本的有效控制。小型LNG运输船,其核心作用是为解决LNG资源的二次转运问题,因此经济性原则是所有设计原则的核心内容。现代小型LNG运输船大多采用双燃料电气供给体系,因此对于运输成本的控制,可以结合当前燃料环境的实际需求进行考量。
        2.2安全性原则
        小型LNG运输船电气设计为船舶提供相应的电力能源,因此需要保障电气设备的应用和布局,结合设备的实际要求,进行合理化设计,充分考虑电气设备的安全性和可靠性。特别是电气设备中的发电机组,需要进行综合性的检测和维护,保障发电设备的安全、有效。由于小型LNG运输船电气设计,关系到船舶的主动力系统,因此安全性原则不仅仅要考虑运输燃料的安全性,同时也要考虑发电机组运行的安全性,尤其是在设备调试过程中,需要进行多种方式的试验,保障船舶运行的安全性。
        2.3操纵性原则
        电气设计的操纵性原则,是为了进一步提升小型LNG运输船的管理效率,避免在船舶运输过程中的重复管理,以及减少控制设备和控制系统的繁琐操作步骤。操作性设计原则,主要是为船舶管理人员提供便捷的操纵服务,同时在设计过程中,结合传统的操纵流程进行优化和升级。特别是近年来人工AI技术的应用,为小型LNG运输船舶提供多种的操作管理方案,以智能操纵管理模式为例,可以结合船舶定位系统以及船舶导航系统进行船舶的自动控制,减少人工操作的具体负担,同时优化操作流程,降低人工主观因素的影响。


        2.4维护性原则
        电气设计涉及到船舶的动力体系、电力体系、运输体系,因此需要强化日常的维护操作,减少电气系统的维护工作量,提升维护工作的便捷性和高效性。小型LNG船舶电气设计的维护性原则,要充分考虑维修作业人员的实际需求,如维护空间、维护方案实施、维护效率等一系列因素,提升运输船舶的维护成效,保障船舶运输功能的稳定和安全。维护性原则,主要考虑运输船舶的维护效率以及维护成本,因此在设计初始中充分结合维护工作的具体要求,优化电气设计工作。
        2.5管理性原则
        电气设计需要结合运输船的日常工作需求进行考量,助力船舶的运输工作,尤其是船舶进行装卸、运输、停泊等重要环境,要提升船体的管理效率,优化船舶运输工作的管理步骤。无论是沿海还是沿河运输船,都要充分考虑船舶管理的便捷性,特别是船舶装卸过程中,需要考虑船舶LNG气体的储藏需求,进行电气系统的温度控制,保障运输货品的安全和稳定。
        2.6尺寸设计原则
        电气设计,涉及到电站设备的尺寸和重量,为了实现小型LNG运输船的基本设计需求,务必要降低船舶电气设备的重量,同时还要控制发电机组的容积。作为小型LNG运输船舶,要兼顾电气设备的具体尺寸以及运输货物的容积需求,从而实现尺寸设计的合理性和科学性。
        2.7噪音控制原则
        电气设备在运行过程中,会产生较大的噪音,为了进一步改善船舶工作状态的噪音影响,需要控制船舶的噪音影响范围,尤其是噪音对工作人员的影响,需要加以重视和改善。
        3、小型LNG运输船电气设计要求
        小型LNG运输船电气设计,要充分考量船舶的动力系统,尤其是动力设计阐述,按照动力设计图纸的要求,选择合适的动力供给设备,对于主发电机的选择,要进行多种型号的配比,既要保障小型LNG运输船的基本运输要求,同时还能够确保动力装置供给能效的充分利用,防止“大马拉小车”问题的产生,从而造成船舶动力资源的浪费。另外船舶动力系统要符合国家相关规定,同时对应的出厂凭证以及合格证明需要真实有效,并且在正式运营前进行动力调试,从而满足对应的设计需求。小型LNG运输船电气设计要融合《气体燃料动力船检验指南》《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》《LNG燃料动力试点船舶关键设备技术要求》等多个规定的要求进行设计[1]。
        4、小型LNG运输船电气设计建议
        小型LNG运输船电气设计,是近年来运输船领域的重要发展目标,提升电气体系的各项功能,可以进一步改善电气系统的稳定性。特别是双燃料发动机设备的应用,更加注重电气系统的动力性、经济性以及安全性。另外,针对主电气发动机的设计,要统一设计型号以及设备燃料,提升设备的统一性和完整性。同时对设备的废气排放,要控制好对应污染物的净化工作。另外,在应用新型LNG燃料发动机时,还要结合产品的实际功率、环保效能、设备参数等一系列问题进行探究和测试,按照国家相关规定以及技术标准进行测试和试验,并且将电气设备的产品性能、技术评估、产品造价等内容进行分析和考量,最终实现选用设备的合理性和有效性[2]。
        结论:综上所述,随着我国小型LNG运输船电气技术的升级和优化,针对船舶动能系统的设计工作,必然迎来新的改变和创新,同时结合电气设计的设计原则以及设计要求,进行针对性的优化和改良,确保LNG运输船电气设计的标准和功能,满足船舶运输的创新要求。
        参考文献:
        [1]梁斌,郑坤,周毅.小型LNG运输船改装加注功能的设计要点分析[J].船海工程,2020,49(02):105-109.
        [2]何金平,张龙.小型LNG运输船电气设计概述[J].天津科技,2019,46(04):43-45+50.
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