全球LNG運輸船發展回顧（連（lián）載三）：BOG&推進係統篇

圖片來源：Burckhardt Compression’s Laby® 

隨著技術的進步，貨物圍（wéi）護係統推陳出新，BOR不斷降低，伴隨國際油價屢屢攀升（shēng）和海（hǎi）事屆對（duì）環保要求的不斷提高，LNG運輸船的推進效率和燃油消耗愈發引起關注，低（dī）效的蒸汽（qì）透（tòu）平發動機不足（zú）以（yǐ）滿足新型LNG運輸船對動力裝置的需求，更高效率的雙燃料發動機開始在LNG運輸船上使用（yòng），其推進效率較（jiào）蒸汽透平發動（dòng）機更高，同時（shí）可以有效利用多餘的BOG。

IGC規則對BOG的處理給出了4大類解決方案，除上述的燃（rán）燒BOG（蒸氣的（de）熱氧化）和BOG再液化外，還有壓力積聚和液貨冷卻。近年來新型雙燃料發動機（jī）的出現也使BOG的處理愈發高效（xiào）、經濟、環保。隨著相（xiàng）關技術的不斷（duàn）進步，LNG蒸發（fā）氣的處理措施（shī）也將趨於多樣化。

蒸汽（qì）透平（píng）發動機最大的劣勢是其熱效率低，僅達30%，遠低於柴（chái）油機50%的熱效率，造成了能源浪費（fèi）；同時由於其他商業船型都已基本棄（qì）用蒸汽透平發動機，業內技術嫻熟的（de）蒸汽透平輪機員越來（lái）越少，對船員招募也帶來了影響。

LNG船舶推進裝置發展介紹-《珠江水運》

蒸汽透平發（fā）動機需要占用較大機艙空間（jiān），雙機（jī）布置並不現實（shí），因此順應（yīng）產生了帶再液化裝置（zhì）的二衝程低速柴油機推（tuī）進係統（tǒng）（DRL），既實現了雙槳、雙（shuāng）尾鰭布置，又兼（jiān）顧了BOG的處理。當一台柴油機在海上或港口（kǒu）需要維護保養時（shí），脫開離合器並（bìng）用鎖緊裝置鎖緊傳動軸，即可進行維修工作，而另（lìng）一台柴油機推進係統依舊可以運轉。2007年（nián）至2010年期間，全球LNG運輸船隊新增（zēng）超過40艘采用DRL的Q-flex和Q-maxLNG運輸船，均為雙槳、雙尾鰭布置。

LNG船（chuán）舶（bó）推（tuī）進裝置（zhì）發展介紹-《珠江水運》

DFDE由多台雙燃料四衝程中（zhōng）速發動機帶動發電機組產（chǎn）生電能，提（tí）高了動力冗餘性，電動馬（mǎ）達驅動螺旋槳進（jìn）行推進，多台雙燃料發電機組可（kě）以（yǐ）進行不同的組合以達到最佳負載分配，綜合推進效率高達43%。同時，DFDE方案（àn）不需（xū）要額外（wài）配備發電裝置，顯著減少了船上設備數量。全（quán）球各大發動機供應商如曼（màn）恩、瓦錫蘭等（děng）都已成功推出成熟的雙（shuāng）燃料中速機型。

UST示意圖 來源：MHI官網

在DRL和DFDE漸成LNG運輸船新的主流推進係統時，三菱重工（MHI）重啟了（le）對蒸氣透平發動機的優（yōu）化，研（yán）發了（le）超級蒸汽透平（UST）。UST采用了一種再加熱循環的方法將（jiāng）高壓透平（HPTurbine）排出的廢蒸（zhēng）汽再（zài）加熱至鍋爐過熱器出口溫度並引入中壓透平（IPTurbine），高壓透平（píng）和中壓透平共用1根軸，低壓透平（LPTurbine）獨立使用1根軸，2根軸與同1個齒輪（lún）箱齧合輸（shū）出動力。UST在（zài）保留傳統蒸汽透平可靠、易維護等優點（diǎn）的基礎之上將效率提高15%，達到柴油機水平（píng），同時CO2、NOx、SOx排放降低15%，預計使用壽（shòu）命超過40年，在經濟性和環（huán）保性上極具競爭力。韓國現代船廠為馬來西亞國際航（háng）運公司（MISC）建造（zào）的5艘150200立方米LNG運（yùn）輸船便選（xuǎn）擇了UST。

為（wéi）進一步提高推（tuī）進效率，降低運營成本，業界又將目光轉向雙（shuāng）燃料（liào）低（dī）速（sù）主機推進係統。雙燃料二衝程低速機的熱效率高（gāo），主機通過傳動軸直接連接螺（luó）旋槳，降低了（le）中間能量損耗（hào），相比DFDE，初始（shǐ）投資和營運成本降低。應（yīng）用於市場的雙（shuāng）燃料（liào）二衝（chōng）程低速主機現主要有MANME-GI(M-type,Electronically Controlled,Gas Injection Engine)和溫特圖爾（WinGD）X-DF兩家機型。

MANME-GI雙燃（rán）料（liào）主機采用缸內高壓燃氣直噴技術，即通過加壓裝置把燃氣（qì）壓力增至250～300bar，經由燃（rán）氣噴（pēn）射閥將（jiāng）高壓燃氣直接（jiē）噴入氣缸。2016年，全球首艘（sōu）配（pèi）備（bèi）ME-GI雙燃料主（zhǔ）機的174000立方米CreoleSpirit號LNG運輸船正式交付，船長295米，在19.5knot的營運航速下單日耗油量（liàng）僅為110噸。MANME型發動機可通過改（gǎi）裝升級為ME-GI，卡塔爾的14艘Q-max和31艘Q-flexLNG運輸船都采用了MANME主機，2015年，266000立方米Rasheeda號將主機升級為ME-GI，並在之後（hòu）的營運中對ME-GI在Q-max上的應用進行技術和經濟性研究，以決定（dìng）是否對船隊中的（de）其（qí）他LNG運輸船進行ME-GI升級。

Creole Spirit’s MEGI 發動機安裝. 來源: Teekay

ME-GI的劣勢是（shì）在燃氣模式下采用狄塞爾循環（huán）（DieselCycle），缸（gāng）內溫度較高，與采用奧托循環（OttoCycle）的低壓雙燃（rán）料（liào）發動機相比，NOx減排效果有限，需額外配備後處理裝置以滿足NOxTierIII的排放標準。

WinGDX-DF低壓雙燃料主機采用缸內低（dī）壓噴射技術，無（wú）需使用高壓壓縮機，降低了能量消耗、設備（bèi）投資和維護成本，可靠耐用，燃燒原理為奧托循環（huán），無需配備後處理裝置便可以滿足NOx TierIII排放標準，兼顧經濟性的同時更加環保。2016年，韓國SK海（hǎi）運180000立方米LNG運輸船便（biàn）配備了WinGD5X72DF發動機。

WinGD 5X72DF發動機 來（lái）源：WinGD官網

低壓雙燃料低速（sù）機是如何誕生的（建議（yì）WIFI下觀看）:

WinGD簡介：