CCS打造中國天然氣燃料動力船舶規范法規體系

面對國際海事組織(IMO)和世界各國政府出臺的日益嚴格的排放標準，天然氣替代傳統燃油作為船舶的清潔燃料，無論是從技術成熟度、環境適應性或是經濟可接受性等方面考慮，已成為業內公認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研發和規范標準體系的構建，為我國天然氣燃料動力船舶的自主設計、建造和安全營運提供了強有力的技術支持和保障作用。

2008年，CCS發布了《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)為燃料的內燃機動力裝置船舶，為當時國內以LPG和CNG為代表的氣體燃料動力船的快速發展提供了安全保障。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)安全應用的研究深入，CCS于2011年發布了《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。

為更好的滿足國內外航運業對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鍵技術研究”“船用LNG燃料罐結構關鍵技術研究”等項目，并依據相關研究成果于2013年在全球率先發布了《天然氣燃料動力船舶規范》。為了確保LNG燃料動力船舶達到與傳統燃油動力船舶同等的安全水平，規范采用了多層安全防護理念來保證LNG燃料在船上應用的安全性。第一層是采用可靠的圍護系統，降低LNG泄漏的概率；第二層是配套相應的安全控制系統，即使圍護系統發生少量泄漏，安全控制系統通過探測及時采取相應的安全措施，將泄漏產生的后果降到最低；第三層是考慮圍護系統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能力；第四層是考慮人為因素，通過加強相關人員的管理、培訓和操作，降低人為失誤產生的安全風險。相比《氣體燃料動力船檢驗指南》(2011)，規范將船舶的適用范圍從國內航行船舶拓展至國際航行船舶。

圖1 LNG燃料動力船多層風險防控安全準則

隨著航運界對雙燃料動力系統預裝的需求逐漸增強，CCS在前期40萬噸VLOC技術工作基礎上，主動開展了專項研究，識別出天然氣動力系統采用預先設計和布置時，在船舶設計、建造/改造、布置、檢驗等方面的關鍵技術點，最終于2015年發布了《天然氣燃料動力系統船舶預設指南》，為船東和設計者未來實施天然氣燃料動力系統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則》(簡稱“IGF規則”)正式生效，CCS同步發布了《天然氣燃料動力船舶規范》(2017)。新版規范納入了CCS在LNG燃料使用方面的經驗積累和風險評估等領域的最新研究成果，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。

為配合該規范的使用，2018年CCS編制并發布了《IGF規則風險評估要求手冊》，為LNG雙燃料動力船提供符合IGF規則風險評估要求的解決方案。該手冊對LNG雙燃料系統中的圍蔽或半圍蔽LNG加注站、集液盤的容量、空氣閘的設計、LNG燃料圍護系統設計評估、燃料艙接頭處所的通風替代裝置、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。依據該手冊，CCS已完成了中海油服12艘三型平臺供應船(PSV)雙燃料系統HAZID和HAZOP風險評估、中遠海運LNG雙燃料VLCC設計方案風險評估、LNG燃料動力船通過三峽船閘風險評估、偉馬航運690FEU LNG罐箱運輸船雙燃料設計方案風險評估等項目。

圖2 加注站內可燃蒸氣云擴散

圖3 集液盤中的LNG積聚過程

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

為配合天然氣雙燃料動力船順利開展LNG燃料加注，CCS于2017年發布了《液化天然氣燃料加注作業指南》(2017)，針對船舶LNG燃料加注作業不同加注模式的特點，給出了操作建議、風險評估方法及應急響應措施，以便向LNG燃料加注負責人、操作者等相關人員提供技術指導。

2019年，CCS結合國際、國內標準及CCS相關LNG技術規范的最新要求，在充分評估《液化天然氣燃料加注作業指南》(2017)應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上，對《液化天然氣燃料加注作業指南》(2017)進行了修訂和換版，并于2021年發布了《液化天然氣燃料加注作業指南》(2021)。新版指南修訂和完善了同步作業、操作程序等相關內容，以及加注連接設備(如加注接頭)、安全設備(如拉斷閥、ESD等)、系泊設備及計量等設備的相關技術要求，保障天然氣雙燃料動力船開展LNG燃料加注作業時更加規范、高效和安全。

2013年7月，中國海事局向CCS下達了“關于委托編制液化天然氣動力船舶及加注設施相關船檢技術法規的函”(海便函(2013)579號)，CCS根據相關要求，編制完成了《內河天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規定》，初步構建了我國內河LNG燃料動力船舶的法規標準。

2018年，CCS根據交通運輸部海事局下達的“關于對《天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規定》編制工作的批復”(海便函[2014]626號)，結合相關科研成果，編制完成了《天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規則》(2018)。該規則在《內河天然氣燃料動力船舶法定檢驗暫行規定》的基礎上進行了完善和補充，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要求，適應了我國LNG動力船舶設計、建造和檢驗的需求，對引領和推進我國天然氣雙燃料動力船舶發展具有積極作用。

目前，我國的天然氣燃料動力船舶規范法規體系已實現全水域、全船型覆蓋，即適用水域涵蓋內河、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計、建造和營運等提供了技術規范和標準。未來，CCS仍將服務行業需求和發展，結合業界最新技術和研究成果，不斷完善天然氣燃料動力船舶規范法規體系，推動我國雙燃料動力船舶更好更快地發展。

本文作者：CCS科信處  CCS武漢規范所  CCS上海規范所