面對國際海事組織(IMO)和世界各國政府出臺的日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，天然氣替代傳統(tǒng)燃油作為船舶的清潔燃料，無論是從技術(shù)成熟度、環(huán)境適應(yīng)性或是經(jīng)濟可接受性等方面考慮，已成為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的未來船舶綠色能源的首選。十余年來，中國船級社(CCS)一直致力于天然氣燃料動力船舶的技術(shù)研發(fā)和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建，為我國天然氣燃料動力船舶的自主設(shè)計、建造和安全營運提供了強有力的技術(shù)支持和保障作用。

2008年，CCS發(fā)布了《氣體燃料動力船檢驗指南》(2008)，該指南適用于以液化石油氣(LPG)和壓縮天然氣(CNG)為燃料的內(nèi)燃機動力裝置船舶，為當(dāng)時國內(nèi)以LPG和CNG為代表的氣體燃料動力船的快速發(fā)展提供了安全保障。之后，隨著船舶大型化對氣體燃料需求量的增加，以及對液化天然氣(LNG)安全應(yīng)用的研究深入，CCS于2011年發(fā)布了《氣體燃料動力船檢驗指南》(2011)，新版指南明確船舶可使用LNG作為燃料，船舶動力裝置可使用單一燃料(氣體)或雙燃料(氣體和燃油)模式。

為更好的滿足國內(nèi)外航運業(yè)對LNG清潔燃料的迫切需求，CCS先后開展了“天然氣燃料動力船關(guān)鍵技術(shù)研究”“船用LNG燃料罐結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究”等項目，并依據(jù)相關(guān)研究成果于2013年在全球率先發(fā)布了《天然氣燃料動力船舶規(guī)范》。為了確保LNG燃料動力船舶達(dá)到與傳統(tǒng)燃油動力船舶同等的安全水平，規(guī)范采用了多層安全防護(hù)理念來保證LNG燃料在船上應(yīng)用的安全性。第一層是采用可靠的圍護(hù)系統(tǒng)，降低LNG泄漏的概率；第二層是配套相應(yīng)的安全控制系統(tǒng)，即使圍護(hù)系統(tǒng)發(fā)生少量泄漏，安全控制系統(tǒng)通過探測及時采取相應(yīng)的安全措施，將泄漏產(chǎn)生的后果降到最低；第三層是考慮圍護(hù)系統(tǒng)的防碰撞和防火布置等外部因素，提高其意外情況下的防護(hù)能力；第四層是考慮人為因素，通過加強相關(guān)人員的管理、培訓(xùn)和操作，降低人為失誤產(chǎn)生的安全風(fēng)險。相比《氣體燃料動力船檢驗指南》(2011)，規(guī)范將船舶的適用范圍從國內(nèi)航行船舶拓展至國際航行船舶。

圖1 LNG燃料動力船多層風(fēng)險防控安全準(zhǔn)則

隨著航運界對雙燃料動力系統(tǒng)預(yù)裝的需求逐漸增強，CCS在前期40萬噸VLOC技術(shù)工作基礎(chǔ)上，主動開展了專項研究，識別出天然氣動力系統(tǒng)采用預(yù)先設(shè)計和布置時，在船舶設(shè)計、建造/改造、布置、檢驗等方面的關(guān)鍵技術(shù)點，最終于2015年發(fā)布了《天然氣燃料動力系統(tǒng)船舶預(yù)設(shè)指南》，為船東和設(shè)計者未來實施天然氣燃料動力系統(tǒng)改造時提供了靈活的選擇方案。

2017年1月1日，IMO制定的《使用氣體或低閃點燃料船舶國際安全規(guī)則》(簡稱“IGF規(guī)則”)正式生效，CCS同步發(fā)布了《天然氣燃料動力船舶規(guī)范》(2017)。新版規(guī)范納入了CCS在LNG燃料使用方面的經(jīng)驗積累和風(fēng)險評估等領(lǐng)域的最新研究成果，適用的船舶范圍擴展至客船、危險品運輸船和采用分體供氣的工程船等。

為配合該規(guī)范的使用，2018年CCS編制并發(fā)布了《IGF規(guī)則風(fēng)險評估要求手冊》，為LNG雙燃料動力船提供符合IGF規(guī)則風(fēng)險評估要求的解決方案。該手冊對LNG雙燃料系統(tǒng)中的圍蔽或半圍蔽LNG加注站、集液盤的容量、空氣閘的設(shè)計、LNG燃料圍護(hù)系統(tǒng)設(shè)計評估、燃料艙接頭處所的通風(fēng)替代裝置、固定式氣體探測器的安裝位置等10個場景給出了具體的評估方案。依據(jù)該手冊，CCS已完成了中海油服12艘三型平臺供應(yīng)船(PSV)雙燃料系統(tǒng)HAZID和HAZOP風(fēng)險評估、中遠(yuǎn)海運LNG雙燃料VLCC設(shè)計方案風(fēng)險評估、LNG燃料動力船通過三峽船閘風(fēng)險評估、偉馬航運690FEU LNG罐箱運輸船雙燃料設(shè)計方案風(fēng)險評估等項目。

圖2 加注站內(nèi)可燃蒸氣云擴散

圖3 集液盤中的LNG積聚過程

近年來，CCS根據(jù)LNG水上應(yīng)用開展的系列專項研究工作成果，以及業(yè)界對LNG燃料動力船的反饋信息和我社的實踐經(jīng)驗積累，分別于2017年和2018年發(fā)布了3次《天然氣燃料動力船舶規(guī)范》變更通告，并于2021年發(fā)布了《船舶應(yīng)用天然氣燃料規(guī)范》(2021)。新版規(guī)范提升了船舶應(yīng)用天然氣燃料的科學(xué)性和可操作性，對航運業(yè)使用LNG清潔燃料可以起到更好的引領(lǐng)和規(guī)范作用。

為配合天然氣雙燃料動力船順利開展LNG燃料加注，CCS于2017年發(fā)布了《液化天然氣燃料加注作業(yè)指南》(2017)，針對船舶LNG燃料加注作業(yè)不同加注模式的特點，給出了操作建議、風(fēng)險評估方法及應(yīng)急響應(yīng)措施，以便向LNG燃料加注負(fù)責(zé)人、操作者等相關(guān)人員提供技術(shù)指導(dǎo)。

2019年，CCS結(jié)合國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)及CCS相關(guān)LNG技術(shù)規(guī)范的最新要求，在充分評估《液化天然氣燃料加注作業(yè)指南》(2017)應(yīng)用過程中的反饋意見和CCS開展的系列專項研究工作成果基礎(chǔ)上，對《液化天然氣燃料加注作業(yè)指南》(2017)進(jìn)行了修訂和換版，并于2021年發(fā)布了《液化天然氣燃料加注作業(yè)指南》(2021)。新版指南修訂和完善了同步作業(yè)、操作程序等相關(guān)內(nèi)容，以及加注連接設(shè)備(如加注接頭)、安全設(shè)備(如拉斷閥、ESD等)、系泊設(shè)備及計量等設(shè)備的相關(guān)技術(shù)要求，保障天然氣雙燃料動力船開展LNG燃料加注作業(yè)時更加規(guī)范、高效和安全。

2013年7月，中國海事局向CCS下達(dá)了“關(guān)于委托編制液化天然氣動力船舶及加注設(shè)施相關(guān)船檢技術(shù)法規(guī)的函”(海便函(2013)579號)，CCS根據(jù)相關(guān)要求，編制完成了《內(nèi)河天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規(guī)定》，初步構(gòu)建了我國內(nèi)河LNG燃料動力船舶的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

2018年，CCS根據(jù)交通運輸部海事局下達(dá)的“關(guān)于對《天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規(guī)定》編制工作的批復(fù)”(海便函[2014]626號)，結(jié)合相關(guān)科研成果，編制完成了《天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規(guī)則》(2018)。該規(guī)則在《內(nèi)河天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規(guī)定》的基礎(chǔ)上進(jìn)行了完善和補充，將其適用范圍從河船擴展到海船，同時制定了客船、危險品船和工程船分體供氣的相關(guān)要求，適應(yīng)了我國LNG動力船舶設(shè)計、建造和檢驗的需求，對引領(lǐng)和推進(jìn)我國天然氣雙燃料動力船舶發(fā)展具有積極作用。

目前，我國的天然氣燃料動力船舶規(guī)范法規(guī)體系已實現(xiàn)全水域、全船型覆蓋，即適用水域涵蓋內(nèi)河、沿海以及國際航行船舶、所有船型(含危險品運輸船、客船)，為我國天然氣雙燃料動力船舶的設(shè)計、建造和營運等提供了技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。未來，CCS仍將服務(wù)行業(yè)需求和發(fā)展，結(jié)合業(yè)界最新技術(shù)和研究成果，不斷完善天然氣燃料動力船舶規(guī)范法規(guī)體系，推動我國雙燃料動力船舶更好更快地發(fā)展。

本文作者：CCS科信處  CCS武漢規(guī)范所  CCS上海規(guī)范所