燃料类型 SOx NOx PM COx

普通燃油含硫 3。5%

13

9-12

1。5

580-630

低硫燃油含硫 0。5% 2 8-11 0。25-0。5 580-630

低硫 MGO 油含硫量 0。1% 0。4 8-11 0。15-0。25 580-630

LNG 0 2 0 430-480

LNG 作为高效、清洁燃料的同时自身携带着大量的冷能。液化工厂每生产一吨 LNG 需消耗的动力约为 850kW·h[1]，接收站将 LNG 气化后，输至管网进入用户用户， 气化每千克 LNG 释放出约为 830kJ 的冷能。如果将这部分冷能完全转化为动力，那 么 1 吨 LNG  释放的冷能相当于 240kW·h[2]。以 LNG 年进口量为 300 万吨计算，每

年可利用的冷能为 7。5 亿 kW·h[3]。此外，利用 LNG 冷能获得动力时，对天然气本 身并无额外消耗，且不会产生附加的排放物污染；可见 LNG 冷能利用有很大潜力。 1。2 国内外发展现状及存在的问题

在国际节能减排标准日益严格的背景下，研发新能源船型已成为航运界的必然趋 势。液化天然气（LNG）以其低污染、环保、经济等特性在替代传统能源中的效果愈 加突出，将其作为船舶的动力燃料是船舶行业进行重要尝试、跨出的重大一步，许多 国家也都在大力研发并推广应用该类船型。LNG 燃料动力船发源于北欧，目前已运 营的 LNG 燃料动力船以新建造为主，主要有客滚渡轮、平台供应船、油轮、拖轮等 船型。我国 LNG 燃料动力船起步较晚，受新建成本、技术要求等因素的影响，LNG 燃料动力船在我国以改造为主，2014 年，已完成“油改气”的船舶近 200 艘，积累 了较丰富的船舶“油改气”经验。经过不断地探索和实践，我国 LNG 动力船建造技 术已经逐步完善。通过对目前已投入运营的部分（混合动力）或全部 LNG 燃料动力 船调查研究，无论从节能减排要求，还是运输成本来说，都对航运企业具有重要的意 义。

图 1-1 LNG 船

围绕 LNG 气化器及再气化系统，国内各科研院所及企业的人员做了大量的研究工作， 杨聪聪[4]对 LNG 空温式气化器的单根翅片管进行了换热计算，将翅片管外空气侧传 热过程简化为空气与等截面直肋换热，使用 Klimenko 换热关系式来求解翅片管内的 相变换热过程，并分析了 LNG 组分及管外空气侧温度对翅片管传热性能的影响，结 果发现空温式翅片管气化器的传热性能随着甲烷含量增多而增强；陈叔平文献[5]模拟 了进口流速对空温式翅片管气化器管内流体换热量、压力降、及含气率的影响，并分 析了各参数随流速变化的原因。余美玲[6]运用数值模拟和实验的研究方法初步论证了

新型开架式内螺旋管汽化器的可行性。白宇恒[7]等提出一种设计 IFV 换热面积的一维 计算方法，该方法可根据实际工况计算出 IFV 三大部分换热面积、同时给出内部温度 分布；可求得局部换热系数，从而进行优化设计，这对 IFV 国产化有相当的积极意义。 针对气化器国产化问题，文献[8-11]等人从多方面进行研究探索，为进一步研究和产品 开发打下基础。此外，纪馨[12]还提出中间介质无相变式 IFV 概念，有助于降低气化 器内部压力提高安全性、减小设备体积，可以更好地适用于海上接受站。Liu Fengxia[13] 等人在 Iwasaki M[14-15]的基础上结合 Schneeberger, Martin,Wittmann[16]的螺旋管换热器 专利提出新型螺旋管中间介质再气化器概念，并主要从传热传质学角度论证了其可行 性。