空燃比 14。30 17。16

着火温度/℃ 327 537

火焰传播速度/cm·s-1 39。0~47。0 33。8

根据以上对LNG作为船舶动力燃料的综合分析可知，LNG凭借安全可靠，运行状 况优良，成本较低等优势，是未来船舶业最理想的燃料。

目前，LNG动力船舶获得成功的案例已经有了许多。2011年，世界第一艘使用双 燃料发动机直接推进的25000DWT级的成品油船“Bit Viking”号，瓦锡兰公司对这艘 油船的主机以及一些相关设备进行了改建，并且试航任务也十分顺利的完成［3］。2010 年7月，内河首艘柴油/LNG双燃料动力船武汉“轮渡302号”的成功试航，实现了我 国内河动力船从无到有的质的变化；2010年8月，江苏省宿迁市地方海事局，对3000 吨级的“苏宿货1260”进行了改造；2010年，长航重庆凤凰公司对3000吨级的“长迅 3号”散货船进行了LNG改造，并取得了成功［4-6］。

虽然 LNG 动力船的数量在迅速增加，但以 LNG 为船舶动力燃料的应用依旧还存 在很多需要研究解决的技术难题。目前，大部分 LNG 动力船都是通过吸收海水的热 量为 LNG 的汽化提供动力，所以，大量的冷量则被直接排入海中，这将造成大范围 的水体污染，以及能源的浪费。船舶动力装置中的主机冷却水系统为保障主机的正常 稳定运行，通常也是利用海水带走主机运行过程中未能转化成机械能的热量。海水温

度升高，大量热量被排放到海中。因此，本文将对 LNG 使用过程中汽化方面的问题 进行研究分析。

1。3 国内外研究现状

1。4 LNG 汽化器类型

随着国内外LNG产业的快速发展，各国大兴LNG接收站建设。目前国际上通用的 汽化器总体分为四类：开架式汽化器、空温式汽化器、LNG中间介质汽化器（IFV）、 浸没式燃烧汽化器。

空温式汽化器是通过利用液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)等燃气减压汽化 的特性实现气体汽化的装置。目前国内厂家生产的空温式汽化器的换热装置多采用防 绣铝合金翅片管。空温式汽化器的汽化原理是依靠自身显热和吸收外界大气环境热量 而实现汽化功能的，但其汽化量受气温的影响较大，在气温较低时汽化器的汽化量较 低，无法满足供应需求，而且，外设备会出现结冰现象，从而导致汽化效率的降低。 此外，还有设备较大的占地体积、造价过高、产品流量不足等缺点。

开架式汽化器（ORV）是以海水为能量来源的大型LNG汽化装置，海水喷淋装 置安装在汽化器的顶部，海水喷淋设置在管板外表面，凭借重力从上向下流动，LNG 则自下而上逆向流动，整个过程通过管壁进行热量交换。其中， LNG 汽化为NG 的 场所为由若干根翅片管组成的换热管束板，翅片管两端分别与LNG 歧管和NG 歧管 焊接。每片管束板的翅片管数量和每组汽化器的管束板数量（即LNG 歧管和NG 歧 管的数量）决定了于汽化器汽化能力的大小。但由于外界气候等因素的存在，LNG 开架式汽化器的汽化效率会随着水温的降低而降低，此外，LNG开架式汽化器对水质 也有要求，在进行喷淋之前，需要对海水进行预处理［10］。

图 1-1 开架式汽化器工作原理示意图和基本结构

浸没燃烧式汽化器（SCV）是使用最多的一种燃烧加热型汽化器。燃烧器向水中 喷射大量烟气，水与烟气直接进行接触，烟气充分地搅拌着水，并且将热量传递给水， 因此它的传热效率也十分地高。获得大量热量的水则沿着汽化器的管路从下向上流动， 汽化管内的LNG。浸没燃烧式汽化器具有传热效率高、初始成本低、结构紧凑、节省 空间等特点，适合于快速启动，用来满足突然增加的负荷需求，但是高昂的运行成本 问题却导致浸没燃烧式汽化器无法全面投入实际运用中［11］。