PDF《天然气燃料动力船舶规范》

? ? ? ? ? 中? 国? 船? 级? 社? ? 天然气燃料动力船舶规范 RulesforNaturalGasFuelledShips ?

2013 年9月1日生效 Effective?from?1th ?September,?2013? ? ? ? 二一三年九月? ? ? 目录第1章? 通? ? 则?1? 第1节? 一般规定?1? 第2节? 图纸和资料?4? 第3节? 产品检验?6? 第4节? 船舶检验?7? 第2章? 船舶布置? 10? 第1节? 一般规定?10? 第2节? 处所位置和分隔?10? 第3节? 出入口和通道?11? 第4节? 气闸?12? 第3章? 系统与管路设计? 13? 第1节? 动力系统布置?13? 第2节? 管路设计?14? 第3节? 管系试验?16? 第4章? 气体燃料供应? 19? 第1节? 一般规定?19? 第2节? 供气阀?19? 第3节? 机器处所内的供气系统?22? 第4节? 机器处所外的供气系统?23? 第5章? 气体燃料储存? 25? 第1节? 一般规定?25? 第2节? LNG 燃料围护系统?25? 第3节? CNG 燃料围护系统?27? 第4节? 可移式气罐?27? 第5节? 开敞甲板上的储存?28? 第6节? 围蔽处所内的储存?28? ? 第7节? 半围蔽处所内的储存?29? 第6章? 气体燃料充装? 30? 第1节? 一般规定?30? 第2节? 充装站?30? 第3节? 充装系统?30? 第4节? 充装极限?31? 第5节? LNG 标准充装接头?31? 第6节? 惰性气体管路?31? 第7章? 机械通风? 33? 第1节? 一般规定?33? 第2节? 气罐连接处所?34? 第3节? 机器处所?34? 第4节? 气体阀件单元处所?34? 第5节? 泵舱和压缩机舱?35? 第6节? 双壁管?35? 第7节? 惰性气体装置舱室?35? 第8章? 消? ? 防? 36? 第1节? 一般规定?36? 第2节? 耐火结构?36? 第3节? 灭火?37? 第4节? 探火和失火报警系统?38? 第9章? 电气系统? 39? 第1节? 危险区域划分及危险区域内的电气设备?39? 第2节? 电控系统的供电?40? 第10 章? 控制、监测和安全系统? 41? 第1节? 一般规定?41? 第2节? 监控?41? 第3节? 气体探测?41? 第4节? 气体燃料系统的安全功能?42? ? 第11 章? 气体燃料发动机? 46? 第1节? 一般规定?46? 第2节? 功能要求?47? 第3节? 风险分析?48? 第12 章? 操作和培训要求? 50? 第1节? 一般规定?50? 第2节? 培训?50? 第3节? 维护?50? 第4节? 气体燃料系统操作手册?51? 附录 1?LNG 气罐技术要求? 52? 第1节? 一般规定?52? 第2节? 设计载荷?52? 第3节? 设计与制造?54? 第4节? 试验?58? 附录 2? 气体燃料发动机试验技术要求? 59? 第1节? 一般规定?59? 第2节? 型式试验?59? 第3节? 工厂试验?63? 第4节? 船上试验?64? 附录 3? 电子控制系统技术要求? 66? 第1节? 一般规定?66? 第2节? 气体燃料发动机电控系统技术要求?66? 第3节? 气体燃料控制系统技术要求?68? 附录 4? 热交换器技术要求? 70? 第1节? 一般规定?70? 第2节? 设计与制造?70? 第3节? 检验与试验?74? ? 1? ? 第1章通则第1节 一般规定 1.

1.1 适用范围 1.1.1.1 《天然气燃料动力船舶规范》(以下简称本规范)适用于20m及以上的设有气体燃料发 动机的钢质船舶,但不适用于客船和危险品运输船. 1.1.1.2 以天然气为燃料的船舶,除满足本规范外,还应满足本社《钢质海船入级规范》或《国 内航行海船建造规范》或《钢质内河船舶建造规范》(以下简称相关规范)的相关要求.此类船舶 尚应注意船旗国主管机关的有关要求(如有时). 1.1.1.3 船舶发动机可使用单一气体燃料(天然气)或双燃料(天然气和燃油),天然气可以气 态或液态形式储存在船上. 1.1.1.4 现有船舶如将柴油机改装为气体燃料发动机,应视为重大改装,需满足船旗国主管机关 相关规定,或本规范及本社《船舶重大改装实施指南》的相关要求. 1.1.2 目标及功能性要求 1.1.2.1 本规范的目标是为天然气燃料动力船舶相关的机械、设备和系统的布置、建造和安装提 供标准,并使其对船舶、船员和环境的风险降至最低. 1.1.2.2 为达到上述目标,天然气燃料动力船舶的设计和建造应满足如下功能要求: (1)气体燃料动力系统的安全性和可靠性应与新型或类似的常规燃油动力系统所达到的水平相 同;

(2)应将气体燃料有关危害发生的概率和影响限制至最低;

(3)应尽实际可行将危险区域减至最小,以降低可能影响船舶、人员和设备安全的潜在风险;

(4)应将安装在危险区域的设备减少至仅为操作所必需的设备, 且此类设备的性能应与其工作环 境相适应并经本社认可;

(5)应防止爆炸性、可燃性气体浓度的意外累积;

(6)应适当防护气体燃料系统的部件,以免其遭受外部损伤;

(7)应消除危险区域内的着火源,以降低爆炸的概率;

(8)应布置安全、合适的气体燃料充装和储存系统,使其能够在船上接收并储存所要求状态下的 气体燃料,而不会造成泄漏和超压;

(9)应设置经适当设计、构造和安装的气体管系、围护和超压释放装置,以实现其预定用途;

(10)应适当设计、建造、安装、操作和维护相关机械、系统和部件,以确保其安全可靠运行;

(11)对于气罐连接处所和机器处所等可能含有气体释放源的处所,其布置应使得任何一处发生 火灾均不会导致其他舱室的机器/设备丧失工作能力;

(12)应设有适当的控制、报警、监测、切断和气体探测系统,以确保气体燃料系统安全、可靠 运行;

(13)应针对潜在的火灾风险设置探火、防火和灭火措施;

(14)应确保燃料系统和气体燃料发动机的调试、试验和维护满足在安全性、可靠性和可用性方 面的目标要求. (15)应在所有低温设备、管系的所在区域设置警示标志和防护措施,以防止人员因无意接近或 接触而造成的低温伤害. ? 2? ? 1.1.3 定义 除另有明确规定者外,本规范适用的定义如下: 1.1.3.1 天然气:系指从油气田或页岩矿等产生的可燃气体,常温常压下呈气态,主要成分为甲 烷和少量的乙烷、丙烷、丁烷等,天然气的组分可能由于其气源地不同而具有较大差别.其典型组 分(体积组分,%)如下:? ? 甲烷 (C1) 94% ? 乙烷 (C2) 4.7% ? 丙烷 (C3) 0.8% ? 丁烷 (C4+) 0.2% ? 氮气 0.3% ? 气体密度 0.73kg/m3 (1个大气压, 温度20℃) ? 液体密度 450kg/m3 ? 低位热值 49.5MJ/kg ? 甲烷值

83 1.1.3.2 压缩天然气(CNG):系指通过高压压缩储存在气罐中的天然气. 1.1.3.3 液化天然气(LNG):系指经压缩、冷却或专门工艺加工后以液态形式储存在特定容器 中的天然气. 1.1.3.4 危险性:系指火灾、爆炸、低温和压力可能对船舶造成的破坏和对人员造成的伤害. 1.1.3.5 合格防爆型:系指由公认的机构按公认的标准① 核准为安全型的电气设备. 1.1.3.6 失效模式及影响分析(FMEA):系指产品开发和运行管理中用来确定潜在失效模式及 其原因的一种分析方法.它通过对各种可能的风险进行评价、分析,以便在现有技术的基础上消除 这些风险或将这些风险减小到可接受的水平. 1.1.3.7 燃料围护系统:系指用于储存燃料的装置(含接头),包括主屏壁和次屏壁(如设有时) 以及附属的绝热层和屏壁间空间,包括必要时用于支持这些构件的邻接结构.若次屏壁是船体结构 的一部分,则它可以是气罐处所的边界.与燃料围护系统有关的主要术语如下: (1)气罐:系指船上用于储存天然气燃料(CNG或LNG)的容器.LNG气罐可分为薄膜型气罐、 半薄膜型气罐、独立气罐(包括A型独立气罐、B型独立气罐、C型独立气罐)等;

(2)气罐处所:系指由船舶结构所围蔽、其内部设有燃料围护系统的处所;

(3)屏壁间空间:系指主屏壁和次屏壁之间的空间;

(4)气罐连接处所: 系指一个内部设有气罐所有接头和阀件的气密处所. 该处所可包围全部气罐, 当气罐为双壳结构且外壳由耐低温材料制成时,该处所可仅包围部分气罐. 上述术语参见图1.1.3.7. ① 参见国际电工委员会颁布的标准 IEC

60079 或国家标准 GB 3836. ? 3? ? ? 图1.1.3.7? 围蔽处所内燃料围护系统(C 型气罐)示意图? ? 1.1.3.8 可移式气罐:系指可移动(如吊装或滚装)至船外进行充装的气罐. 1.1.3.9 气体阀件单元(GVU)处所:系指一个气密处所或阀箱,其内部设有用于控制或调节气 体燃料发动机之前的气体供应的阀件. 1.1.3.10 围蔽处所:系指在没有机械通风的情况下,通风受到限制且任何爆炸性环境不能被自 然驱散的处所. 1.1.3.11 半围蔽处所:系指受甲板和/或舱壁限制以致其自然通风条件与开敞甲板上的处所有显 著差异的处所. 1.1.3.12 开敞甲板:系指两端/两侧开口,或一端开口并通过在两侧舱壁或上部甲板固定开口提 供遍及整个长度的充分有效的自然通风的甲板. 1.1.3.13 起居处所:系指用作公共处所、走廊、盥洗室、居住舱室、办公室、医务室、电影院、 游戏娱乐室、理发室、厕所、无烹调设备的配膳室的处所以及类似的处所. 1.1.3.14 LEL:系指爆炸下限. 1.1.3.15 气体危险区域: 系指爆炸性气体环境存在或可能出现的数量足以需要对机械和电气设 备在结构、安装和适用上采用特别防护的区域.危险区域分: (1)0区:系指持续存在或长时间存在爆炸性气体环境的区域 ;

(2)1区:系指在正常操作情况下可能出现爆炸性气体环境的区域;

(3)2区:系指在正常操作情况下不大可能出现爆炸性气体环境的区域,即使出现,也可能仅偶然 发生并且存在时间短. 1.1.3.16 气体安全区域/处所:系指气体危险区域以外的区域或处所. 1.1.3.17 高压管:系指最高工作压力高于1MPa的气体管系. 1.1.3.18 互锁气体阀:系指安装在每台发动机气体燃料供应管路上的1套自动阀(3只),其中2 只为截止阀,串接在通向发动机的气体燃料管路上;

第3只为透气阀,安装在2只串接阀之间的气体 燃料透气管上,该透气管应通向露天的安全位置.互锁气体阀的功能应满足本规范第4章4.2.1.3的要 求. 1.1.3.19 单一气体燃料发动机:系指只能依靠天然气燃料运转且不能转换到燃油运转模式的内 燃机. 1.1.3.20 双燃料发动机:系指既可以以天然气为燃料,又可以燃烧燃油,或者同时燃烧燃油和 天然气燃料的内燃机. ? 4? ? 1.1.3.21 气体燃料发动机:系指单一气体燃料发动机或双燃料发动机. 1.1.3.22 高压气体燃料发动机:系指气体燃料喷射压力等于或大于1MPa的气体燃料发动机. 1.1.3.23 低压气体燃料发动机:系指气体燃料喷射压力小于1MPa的气体燃料发动机. 1.1.3.24 气罐主阀:系指一个位于气罐供气管路上尽量靠近气罐出口的遥控截止阀,该阀应为 故障关闭(其驱动动力失效时关闭)型. 1.1.3.25 主气体燃料阀:系指一个位于机舱外面的供气管路上的自动截止阀,该阀应为故障关 闭(其驱动动力失效时关闭)型,并尽量靠近热交换器(如设有时).对于多台气体燃料发动机, 该阀可位于供气总管上,也可位于每台气体燃料发动机的供气支管上. 1.1.3.26 释放源:系指可能释放出可燃气体、蒸气或液体,形成爆炸性气体环境的部位或地点, 如气体燃料系统内的任何阀件、可拆卸式管接头、管垫圈、压缩机或泵密封装置等. 1.1.3.27 双壁管:系指由内管和外管组成的,主要用于向气体燃料发动机供气的管路.内管和 外管之间充满压力高于气体燃料压力的惰性气体或按本规范有关要求进行通风. 1.1.3.28 充装站:系指设有气体燃料充装接头、回气接头及相关阀件的位置或处所. 1.1.3.29 危险品运输船:系指油船、化学品液货船、液化气体船及装运包装危险货物的船舶. 1.1.4 附加标志 1.1.4.1 凡符合本规范要求并申请入级的天然气燃料动力船舶,可在本社规定的入级符号后,加 注如下一个或多个附加标志: 压缩天然气为燃料:CNG Fuel 液化天然气为燃料:LNG Fuel 双燃料系统:Dual Fuel 1.1.5 材料 1.1.5.1 气罐、气体燃................