船舶双燃料改装技术的改进与应用研究

常冬玉

广东中远海运重工有限公司

摘要：船舶双燃料改装技术是一种能够在船舶燃料中同时使用两种不同种类的燃料的技术，通常是将传统的燃油与液化天然气（LNG）或者甲醇等低碳燃料结合使用。这种技术的引入旨在提高船舶的燃料效率，减少对传统燃油的依赖，并减少对环境的污染。在过去几十年中，随着环境问题的日益严重和能源需求的增加，船舶行业也面临着更大的压力来降低碳排放和提高能源利用率。船舶双燃料改装技术的出现为船舶行业提供了一种可行的解决方案。基于此，本文对船舶双燃料改装技术的改进与应用进行研究，以供参考。

关键词：船舶双燃料;改装技术;改进;应用

引言

船舶物流运输是世界贸易和经济发展的重要组成部分，在现代物流运输中起着重要的作用，特别是在跨海跨国等长距离运输方面，其能够携带巨量货物的优势尤其明显。据统计，船舶物流运输在国际货物运输总量中占80%以上。然而，船舶在日常航行过程中燃烧传统的石油燃料会产生大量的排放物，对环境造成负面影响。随着航运业将在2024年被纳入欧盟排放交易体系（EUETS）,同时国际海事组织（IMO）开始收紧其现有排放目标，国际社会对船舶节能减排的需求与日俱增。为了减少船舶排放物对环境的不良影响，船舶双燃料改装技术应运而生。本研究旨在探究船舶双燃料改装技术的改进与应用，以期提供可行的解决方案，促进船舶燃料的清洁化和可持续发展。

1船舶双燃料改装技术的原理

船舶双燃料改装技术的原理是通过将传统的石油燃料与低碳清洁能源燃料进行混合使用，根据船舶的工作负荷和运行模式，在不同的航行状态下灵活切换燃料来源，以降低排放物的产生并提高燃烧效率。船舶双燃料改装技术需要改进和优化燃料供应系统，这包括船舶储油舱室的改造，增加储存清洁能源燃料的设施。同时，需要安装相应的供气、供液设备来确保燃料供应的稳定性和可靠性。船舶双燃料改装技术涉及到优化燃料控制系统，在改装过程中，船舶需要在船上安装一套先进的燃料控制设备，包括燃料调节阀、传感器、喷嘴和监测系统等。这些设备可以根据船舶的工作状态和要求，自动控制和调整燃料的比例和混合方式。船舶双燃料改装技术还需要将船舶上原有的燃油发动机改装成能够同时使用燃油及液化天然气（LNG）、甲醇等清洁燃料的双燃料发动机，以确保船舶发动机在两种燃料切换的条件下都可以正常运行。船舶双燃料改装技术的原理和应用是船舶行业追求绿色、环保和可持续发展的重要举措之一。

2船舶双燃料系统的优势

2.1环保性能的提升

传统的石油燃料在燃烧过程中会产生大量的硫氧化物、氮氧化物和颗粒物等有害物质，对环境造成严重污染。而采用液化天然气（LNG）等清洁燃料作为替代燃料可以显著减少这些有害气体的排放。液化天然气（LNG）燃料的燃烧过程中几乎没有硫排放，氮氧化物排放减少约85%，颗粒物排放减少约98%，大大降低了空气污染的程度。此外，液化天然气（LNG）燃料的燃烧还可以减少约20-25%的二氧化碳排放，对减缓气候变化也有积极的作用。因此，双燃料系统的环保性能优势明显，有助于船舶行业实现更加可持续的发展。采用液化天然气（LNG）作为替代燃料可以显著减少有害气体排放，这对环境的保护具有重要意义。液化天然气（LNG）燃料的燃烧过程几乎不产生硫排放，极大减少了对空气质量的负面影响。此外，其氮氧化物和颗粒物排放的大幅减少，有效降低了对环境的污染程度。因此，双燃料系统的环保性能优势明显，对于改善航运行业的环境影响具有积极意义。

2.2经济性和灵活性

液化天然气（LNG）和甲醇等低碳清洁能源价格相对稳定，且价格较低，与传统的重油相比，成本更加可控，这使得船舶运营成本得到有效降低。此外，液化天然气（LNG）在全球范围内供应链体系日益完善，供应和加注设施逐渐完善，为船舶提供了更多的加注选择和灵活性。双燃料系统还可以根据实际情况灵活选择两种燃料的搭配比例，满足不同航行阶段的需要，进一步提高了航行的灵活性。同时，对于船东而言，建造一艘全新的船舶其建造成本巨大，而对老船的改造无疑是保持船舶价值的重要手段之一，只需对船舶燃料供应系统和发动机系统进行局部改造，就可以满足船舶使用双燃料的需求。而这个改造周期及改造费用，对于整船的建造周期及建造费用来讲， 都得到了极大的减少，大大的降低了船东的成本，在很大程度上提高了老船的固有资产的利用率。

3船舶双燃料改装技术的改进与应用研究

3.1燃料选择和混合比例的优化

船舶双燃料改装技术的第一个改进与创新方向是燃料选择和混合比例的优化。在船舶双燃料改装中，选择合适的清洁能源燃料是至关重要的。近年来，液化天然气（LNG）作为一种清洁、低碳的燃料得到了广泛应用，甲醇、液态氨等燃料也在得到不断推广。这类燃料通过其清洁、环保、价格稳定等特点得到了船东的欢迎，也得到了船舶航运业的大力推广。同时，优化燃料的混合比例也是重要的改进措施之一。根据船舶的运行情况和工作负荷，调整传统石油燃料和清洁能源燃料的混合比例可以实现不同污染物的控制和能源利用效率的提高。根据船舶航行模式的变化，可以灵活地选择使用不同的燃料。例如，在航行时使用液化天然气（LNG）作为主要燃料，而在停泊或低负荷状态下使用石油燃料。这种优化混合比例的方式可以使船舶更加适应不同航行需求，并最大限度地降低对环境的负面影响。

3.2燃烧效率和排放控制的改进

通过改进燃烧系统的设计和优化燃料的供应方式，可以提高船舶的燃烧效率和降低污染物的排放。船舶燃烧系统中的燃烧室和喷射器等关键部件的设计对燃烧效率具有重要影响。通过优化燃烧室的结构和燃料喷射器的布置，可以实现更好的燃烧过程，提高燃烧效率。此外，采用先进的燃烧控制技术，如可变喷嘴技术、内部循环燃烧技术等，可以进一步提高燃烧效率和控制燃烧过程。排放控制是船舶双燃料改装技术的另一个重要方向。在传统的船舶石油燃料燃烧过程中，产生的氮氧化物（NOx）、二氧化碳（CO2）、颗粒物等污染物对环境和人体健康造成严重威胁。通过应用先进的排放控制装置，如氮氧化物还原装置、颗粒捕集器等，可以有效降低船舶的污染物排放。此外，通过改善燃料供应和氧气供应系统的设计，也可以更好的实现燃烧过程和排放控制，以达到提高燃烧效率和改进排放控制的目的。

3.3节能技术的应用

节能是船舶双燃料改装技术的另一个重要方向，通过应用节能技术可以进一步降低船舶的能耗，进而降低船舶营运的成本。在船舶双燃料改装技术中，结合节能技术的应用可以实现船舶能源的有效利用和能耗的降低。优化燃料供应系统和燃油喷射装置是降低能耗的关键措施之一。通过优化燃料供应管道和调节阀等设备，可以减少燃料的浪费并提高燃料的利用效率。此外，合理安装和调整燃油喷射装置，以实现燃油的均匀喷射和优化燃烧效果，也可以有效降低能耗。余热回收系统的应用是另一个重要的节能技术。船舶在燃烧过程中会产生大量的废气和废热，通过安装余热回收装置，并将废热转化为可再利用的能源，可以有效降低船舶的能耗。例如，通过余热回收系统将废热用于发电或船舶设备的供热，可以提高能源利用效率并减少对传统能源的需求。

结束语

船舶双燃料改装技术的不断改进与应用研究，对于降低船舶排放、保护环境、实现航运业可持续发展具有重要意义。政府、航运企业和科研机构应加强合作，推动船舶双燃料改装技术的进一步突破与普及，为建设清洁、低碳的航运业做出贡献。同样，使用者也应提高环保意识，积极参与和支持船舶双燃料改装技术的应用，共同推动可持续发展的船舶运输产业。

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