近年来，在各种因素的推动下，导致使用LNG作为船舶燃料成为航运业最具有前景的新技术之一。但是同时，由于增加了LNG系统，同时也导致了部分轮机的系统需要做出一定的调整，这主要是由于LNG作为危险气体可能存在逸出的风险。本文以Wartsila31DF双燃料主机为主，就使用LNG作为双燃料机的船舶，其轮机部分系统相对于常规燃料船舶的设计变化加以整理，以便设计人员能够在设计过程中加以注意。

1淡水冷却系统

对于双燃料机的淡水膨胀水箱及冷却水泄放舱的透气，其透气出口定义危险区（与双壁管通风管路的透气出口性质相同）。在进行系统设计时，允许不同位置的冷却水系统透气管在机舱内合并在一起。在进行系统设计时，除透气管外，其它与淡水膨胀水箱相连的管路通常必须是关闭的，或者是能够防止油气从淡水膨胀水箱通过管路进入其它系统的装置(例如，如果水箱的淡水设置了溢流至溢流舱的管路，则需要在流溢管路上设置有水封装置)。

2主机滑油系统

对于双燃料机的滑油系统，对于主机滑油循环舱的透气以及曲轴箱透气，其透气出口定义为危险区（与双壁管通风管路的透气出口性质相同）。同时，根据主机厂的技术资料要求，两者的透气管路不允许在机器处所内合并在一起，这一点需要在设计时额外注意。因此，在进行系统设计时，通常将滑油系统的透气出口与淡水冷却系统的出口布置在同一区域内，以方便船厂在生产设计时进行管路布置。

3排烟系统

对于双燃料机的排烟系统，应在管路上设置有烟气风机，用于在主机在燃气模式下停止工作时吹扫掉排烟管路内的多余气体。根据Wartsila的推荐设计要求，该风机在吹扫模式下至少需要工作秒。吹扫系统由离心风机、流量开关、带位置反馈功能的气密式蝶阀等组成。

通常情况下，烟气风机可以布置在机舱内或机舱外，但是吹除管路与排烟管路的连接节点应尽可能靠近增压器的出口位置，以保证排烟管路内多余燃气能够被吹扫干净。

风机动作通过主机控制系统内部实现自动控制。

典型的布置如下图所示（图片引用自Wartsila31DF主机相关资料）：

图中：1.位置开关2.风机3.蝶阀4.泄放口5.膨胀节及连接法兰

4防爆阀

在排烟管路上设置有防爆阀（ExplosionReliefDevices）。

对于双燃料机的排烟系统来说，在排烟管路上安装的防爆阀（ExplosionReliefDevices）与主机曲轴箱上的安全道门（Explosion-proofdevices）功能相似，即当内部含有过量的爆炸气体导致发生爆炸时，防爆阀（ExplosionReliefDevices）会打开，以释放多余的能量，保护主机排烟系统管路的安全。

管路上的防爆阀（ExplosionReliefDevices）的数量及布置的位置需要由主机厂通过计算或仿真模拟才能确定，这需要船厂提供实际放样的排烟布置给主机厂。

典型的布置如下图所示（图片引用自Wartsila31DF主机相关资料）：

图中：1.双燃料主机2.烟气风机3.防爆阀4.废气锅炉5.消音器

同时需要注意的是排烟管路上的防爆阀（ExplosionReliefDevices）的布置应远离船上的机械设备或人员日常活动有区域，以防止装置突然打开时大量烟气释放时导致人员受伤，或装置突然打开后损坏设备。安全范围如下所示（图片引用自Wartsila31DF主机相关资料）：

5主机燃油系统

当主机处于燃气模式下运行时，需要为主机提供一路引燃油管路，这是船用柴油机的工作特性决定的。对于船用柴油机来说，采用的是压燃式的工作模式，因此在燃气模式下，燃气在燃烧室内是无法通过压缩进行燃烧的，这需要在每个燃烧循环过程中喷入一定数量的柴油形成混合气体以便燃烧。引燃油的供油管路的设计，可以参考设备厂的推荐方案。

6氮气吹扫系统

在需要对主机及气阀单元（GVU）单元进行维修前，燃气管路内部的天然气应使用惰性气体进行吹扫，需要注意的是在机舱内应提供一只吹扫用氮气瓶。

吹扫的操作可分为以下几种工况：

如不对主机及气阀单元（GVU）的内部进行维修，则只需要吹扫气阀单元（GVU）与主机间的燃气管路即可，此时通过气阀单元（GVU）控制板上的控制开关完成吹扫作业。

吹扫作业的要求：

1.吹扫作业需要释放5倍吹扫处所的体积的气体；

2.标准的吹扫时间是20秒钟，这也就是说在吹扫作业时要在20秒内将要求1中的气体释放完毕。

如需要打开主机和气阀单元（GVU），对内部进行维修，则气阀单元（GVU）前后的燃气管路均需要进行吹扫。此时，气阀单元（GVU）到主机的管路通过气阀单元（GVU）控制板上的控制开关完成吹扫作业；从主气阀到气阀单元（GVU）间的管路吹扫通过LNG供气系统的吹扫管路完成。

1.最大吹扫量:升/分钟/缸；

主机曲轴箱内的吹扫，在主机上提供有吹扫接口，通过氮气管路接入单独进行吹扫。

1.曲轴箱透气管上应安装有可燃气体传感器；

2.曲轴箱容积：0.9m3/曲轴箱（V型机）。

7双壁管通风系统

对于采用双燃料驱动的机组，由于在机器处所内存在双壁管及气阀单元（GVU），因此需要额外考虑该处所的通风。根据规范要求，通风为抽风方案，以保证在双壁管的外环腔内形成负压空间，防止有害气体进入到机舱等安全处所。DNVGL规范具体内容见Pt6Ch2Sec6相关章节,IMO规范可参考IGFcode的相关要求。相对普通的通风风机，双壁管的通风风机具有小容量大压头的特点，一般风机选用的压头为Pa~Pa，这需要在订货时额外加以注意。

同时需要注意的一点是规范将双壁管与气阀单元（GVU）看到互相连通的一个整体，因此通风不需要互相单独设置，使用一套通风系统即可。

双壁管外环的设计压力计算要求风DNVGLPt6Ch2Sec5.1.5.5（燃气系统设计压力大于10Bar）及5.1.5.6（燃气系统设计压力不大于10Bar），该计算需要提交给船级社认可。

对于双壁管的外环腔内通风的具体要求见DNVGLPt6Ch2Sec5.6.1.4，主要的要求如下：

通常通风次数至少为30次/小时；

通风方案为负压通风形式，以保证在环腔内形成低于大气压的安全空间，如采用其它方案（如在环腔内填充惰性气体），需要由船级社单独进行评估（Case-by-Case）；

为避免出现有害气体发生泄漏潜在因素，双壁管环腔的通风管路应与气罐连接处所(TCS)的通风管路互相独立；

当通风系统位于安全处所时（如机舱），双壁管环腔的通风和GVU的通风应与机舱内其它处所的通风互相独立；

双壁管环腔的通风的开口应位于开敞甲板上，并远离火源。通风进口应安装有防火网并防止雨水进入。

8可燃气体探测系统

可燃气体探测系统的修改，主要是基于以上各系统可能产生LNG泄漏的管路进行探测，这主要包括以下各位置：

淡水膨胀水箱透气（1个）

淡水泄放舱透气（1个）

主机曲轴箱透气（1个）

主机滑油循环舱透气（1个）

GVU与主机间双壁管（2个，1个用于报警，1个用于安全停车）

以上即是双燃料主机其周边系统与传统主机在设计上的不同点，即适用于新造船舶，也可作为改装的双燃料船舶在修改设计过程中的参考。但是在实际设计过程中，设计人员仍需要根据机型的不同以及不同船级社的具体要求进行相应的调整，以保证满足船舶运行的正常需要以及相关规范的要求。

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