船用双燃料发动机技术参数

DOI ：10.16056/j.1005-7676.2019.03.019摘要：介绍了LNG/柴油双燃料柴油机的技术特点，描绘了应用该类柴油机的新能源船舶的国内外应用概况，重点阐述了开展相关技术改造的影响因素及存在的一系列问题，并进行了未来展望。

LNG/柴油双燃料船舶在排放性能及成本方面具有其独到的优势，尽管目前依然存在着一定的技术弊端，但随着相关技术水平、法规政策及能源体系的不断完善与优化，其必将得以广泛应用。

关键词：LNG ；柴油；双燃料；柴油机；船舶中图分类号：TK01+9文献标志码：A文章编号：1005－7676（2019）03－0066－03WU Saite（SAIC Motor,Shanghai 200438,China）The technical characteristics of LNG/diesel dual-fuel diesel engines was introduced,and the domestic andinternational application of new energy ships using such diesel engines was also described.It focused on the influencing factors and existing problems of the related technological transformations and its future was looked out.Although there are still many technical shortcomings,LNG/diesel dual-fuel ships still has better emission performance and lower cost.With the continuous improvement and optimization of relevant technical levels,regulations and policies and energy systems,it will be widely used in thefuture.LNG;diesel;dual fuel;diesel engine;shipLNG/柴油双燃料动力船舶技术应用研究伍赛特（上海汽车集团股份有限公司，上海200438）收稿日期：2017-08-20作者简介：伍赛特（1990—），男，湖南邵阳人，助理工程师，工学硕士，毕业于长安大学，动力机械及工程专业，主要研究方向为内燃机与动力装置。

研究综述船舶物资与市场 030 引言双燃料船用发动机作为一种新型动力系统，与传统发动机相比，该类发动机的动力更强，消耗的能源更少，并且由于使用液化天然气，整个运行过程中，产生的废弃物较少，符合现阶段节能减排的相关要求。

为更好地发挥出双燃料船用发动机的技术优势，本文在分析其原理的基础上，明确发动机控制系统的调试要点，制定安全管控策略，逐步形成完备的双燃料船用发动机控制机制。

1 双燃料发动机概述对双燃料发动机进行整体性分析，有助于工作人员在思维层面形成正确的认知，掌握其运行特点，为后续控制系统工作原理的分析以及调试工作的进行起到指导作用。

在相关技术的支持下，双燃料发动机往往将已有的柴油发动机作为基础，进行必要的技术改装，增加液化天然气的供给装置，在此基础上，提升发动机的功率，为船舶提供更为稳定、持续的动力输出。

具体来看，双燃料发动机能够根据实际的使用需求，进行纯柴油和双燃料2种动力模式，充分满足不同场景的动力需求，例如当船只处于空载或者怠速状态下，操控人员可以选择纯柴油，对船只进行驱动，当船只处于满载或者标定状态下时，操控人员可以选择双燃料模式，增加液化天然气的使用量，逐步减少柴油的燃烧比例，以达到提升动力输出、减少能源损耗的目的，在这一过程中，天然气对于柴油的替代率可以达到85%左右，从天然气的价格、燃烧率等角度来分析，天然气的价格相对于柴油而言较低，并且燃烧率较高，在燃烧过程中，不会产生二氧化碳、含氮废物，具有较高的生态效益[1]。

这种设备的性能优势，使得双燃料发动机逐步成为目前船用动力系统的主流构成，具有双燃料船用发动机控制技术覃 慧（玉柴船舶动力股份有限公司，广东 珠海 519175）摘 要 ：为不断提升双燃料船用发动机的可控性，确保相关船只的安全、稳定运转，切实满足现阶段航运的相关需求。

本文以双燃料船用发动机控制技术作为研究对象，全方位探讨在现有技术条件下，双燃料发动机控制的主要方法与路径，强化双燃料船用发动机的性能。

船用双燃料发动机技术发展及应用前景分析双燃料发动机是以柴油为引火燃料，可燃气体为主燃料的发动机。

目前研究使用较多的为柴油—天然气双燃料发动机。

相对于石油来说，液化天然气（LNG）具有储量丰富、使用方便和排放清洁的特点，其基本不含硫化物和微小颗粒等有害物质，可有效降低90%的氮氧化物和25%的二氧化碳排放量，因而是未来替代能源最理想的选择。

交通行业为高能耗、高排放、高污染的行业之一。

航运业更为明显，世界航运业产生的温室气体排放量是航空业的2倍，船舶硫化物和氮化物的排放量则分别占到了全球总排放量的20%和30%，船用燃料已经成为造成海洋和大气污染的重要因素。

目前波罗的海、北海、北美和美国加勒比海已经设立排放控制区（ECA）。

其他地区如如墨西哥湾、阿拉斯加水域、五大湖水域、新加坡、香港、黑海、地中海以及东京湾水域也将设立排放控制区。

我国于2015年12月4日发布了《珠三角、长三角、环渤海（京津冀）水域船舶排放控制区实施方案》（下称《ECA 方案》），开始限制船舶排放。

目前，在欧洲ECA海域要求所有船舶硫排放不得超过0.1%，其他地区的减排要求也日益严格。

由于双燃料发动机在经济性、环保性、动力性能等方面具有众多优点，其成为未来发动机发展的重要方向。

一、船用双燃料发动机存的技术特点及瓶颈技术（一）船用双燃料发动机的技术特点船用双燃料发动机一般都是根据原有柴油机改装而成，在工作原理上与柴油机几乎相同，结构也非常相似。

与其他类型发动机相比，双燃料柴油机具有以下优点：1、由于燃料为LNG清洁能源，有害物、污染气体排放少，可以满足IMO Tier Ⅲ要求，可使船舶在排放控制区内自由航行而不必缴纳排放税；2、运行经济方便，船用发动机燃料可选气体燃料或燃油燃料，使用成本最低的燃料，保证船舶营运的经济性；3、与纯气体燃料发动机相比，双燃料柴油机的安装成本更低，前者对续航力有要求，须较大的LNG储罐，占用较大货舱的空间，而后者只需按航线要求配较小的LNG储罐，保证集装箱的装载量，营运的经济高；4、双燃料柴油机的可靠性高，在LNG气体泄漏时，可转换到油模式以柴油作为燃料，保证船舶正常运行，这是纯气体发动机所无法做到的。

附录A（规范性附录）柴油/甲醇双燃料发动机主要参数A.1发动机结构参数生产企业：型号：型式（系指冲程数、冷却方式、气缸排列方式、燃烧室型式、燃料供给方式、是否增压、是否带中冷器、是否带催化器等）3)气缸数：缸径/行程：mm/mm总排量：L压缩比：着火火顺序：旋转方向：A.2发动机性能参数额定功率：kW额定功率转速1)：r/min最大扭矩1)：N·m最大扭矩转速1)：r/min怠速转速1)：r/min额定工况柴油消耗量：kg/h额定工况甲醇消耗量：kg/h额定工况当量燃料消耗率：g/kW·h最低当量燃料消耗率：g/kW·h最高热效率：%最高平均有效压力：bar最高爆发压力：MPa排放水平：A.3生产企业应给定的参数A.3.1燃料A.3.1.1柴油推荐的柴油规格：低热值1)：kJ/kgA.3.1.2甲醇推荐的甲醇燃料规格：7低热值1)：kJ/kgA.3.2机油规格：（夏季）（冬季）A.3.3规定的温度冷却水出口最高温度：K或℃最高排气温度：K或℃机油温度：最高K或℃最低K或℃柴油温度：最高K或℃最低K或℃甲醇温度：min~max K或℃进气温升(压气机出气口与环境的温差)2)：max K或℃甲醇系统部件工作环境温度：min~max K或℃冷起动最低环境温度：K或℃A.3.4规定的压力机油压力：min~max MPa甲醇喷射压力：MPa压力变化允差：MPa柴油喷射压力：MPa排气背压：min~max kPa中冷器2)压力降：max kPaA.3.5其它额定工况时的空气消耗量：kg/h全负荷下活塞最大漏气量：L/min额定工况机油燃料消耗比：%外形尺寸（长×宽×高）：mm净质量（不包括油、水、散热器及传动装置）：kg总质量（包括散热器、底座及传动装置）：kgA.4增压中冷系统2)A.4.1增压器生产企业：型号：特征描述（是否为水冷中间壳，是否带废气排放阀等）：A.4.2中冷系统2)生产企业：型号：特征描述（水冷或空冷、材质等）：A.5配气系统进气门：上止点前（°CA）开，下止点后（°CA）关8最大升程：mm；间隙：冷热mm 排气门：下止点前（°CA）开，上止点后（°CA）关最大升程：mm；间隙：冷热mmA.6空气污染防治措施2)A.6.1废气再循环（EGR）2)生产企业：型号：特性描述（流量、EGR控制方式、冷却方式、EGR率描述等）：A.6.2选择性催化还原（SCR）2)生产企业：型号：特性描述：A.6.3催化转化器（DOC）2)生产企业：型号：尺寸、形状和容积：安装位置（在排气管路中的位置）：安装方式描述（如独立安装、并联安装、串联安装）：贵金属总含量：载体（结构和材料）：孔密度：A.6.4柴油颗粒捕集器（DPF）2)生产企业：型号：尺寸、形状、容积：型式和结构：过滤效率：贵金属总含量：载体（结构和材料）：孔密度：再生方法描述：A.6.5其它系统2)种类和作用：A.7冷却系统9A.7.1冷却液种类及特性：A.7.2水泵2)型号：特性：传动比：A.7.3节温器型号：初开冷却液温度：℃；全开冷却液温度：℃；升程：mmA.8润滑系统A.8.1机油泵2)型号：A.8.2机油冷却器2)型号：A.9柴油供给系统A.9.1系统描述特征：工作原理：A.9.2喷油泵生产企业：型号：泵端压力：MPa静态喷油正时：喷油提前曲线：校准方法：A.9.3调速器生产企业：型号：减油点：全负荷开始减油点转速：r/min 最高空车转速：r/min怠速转速：r/minA.9.4高压油管2）长度：内径：A.9.5共轨管2）生产企业：型号：工作轨压:MPa10A.9.6喷油器生产企业：型号：开启压力：MPa开启压力特性曲线：A.9.7冷起动系统生产企业：型号：描述：A.9.8辅助起动装置2）生产企业：型号：描述：A.10甲醇供给系统A.10.1甲醇喷射装置A.10.1.1单点喷射式2）A.10.1.1.1喷嘴数量：型号：可能的调节：工作压力：kPa1)材质：工作电压：V额定工况流量：kg/h（或提供流量-压力差函数曲线）A.10.1.1.2甲醇轨型号：可能的调节：工作压力：kPa1）材质：附属装置：A.10.1.1.3其它装置A.10.1.2多点喷射式2）A.10.1.2.1喷嘴数量：型号：工作压力：kPa1)材质：工作电压：V额定工况流量：kg/h（或提供流量-压力差函数曲线）A.10.1.2.2甲醇轨型号：工作压力：kPa1）材质：附属装置：A.10.1.2.3其它装置11A.10.2甲醇压力调节器型号：数量：工作压力：kPa1)材质：A.10.3甲醇过滤器型号：滤清能力：工作压力：kPa1）材质：A.10.4甲醇泵型式（直流或交流，有刷或无刷）：型号：特性：工作压力：kPa1）材质：A.10.5甲醇液位计型号：工作电压：V材质：A.10.6甲醇管型号：材质：内径：mm外径：mm A.11电控系统A.11.1发动机电控单元型号：系统电压：V接地极：A.11.2甲醇电控单元2）型号：系统电压：V接地极：A.11.3传感器A.11.3.1油门位置传感器2)型号：A.11.3.2节气门位置传感器2)型号：A.11.3.3甲醇流量传感器2)型号：工作压力1)：kPa材质：12安装尺寸：A.11.3.4气体温度传感器2)型号：安装尺寸：数量：A.11.3.5水温传感器型号：安装尺寸：数量：A.11.3.6转速传感器型号：安装尺寸：数量：A.11.3.7压力传感器2)型号：安装尺寸：数量：A.11.3.8绝对压力传感器2)型号：安装尺寸：数量：A.11.3.9相位传感器2)型号：安装尺寸：数量：A.11.4执行器A.11.4.1节气门2)型号：A.11.4.2高压EGR阀2)型号：A.11.4.3低压EGR阀2)型号：A.11.4.4排气背压阀2)型号：A.11.4.5怠速旁通控制阀2)型号：A.11.4.6废气旁通控制阀2)13型号：A.12电气系统A.12.1发电机输出电压：型号：A.12.2起动机输入电压：型号：A.13其它（详细目录，必要时简要说明）注1)：应给定范围或公差。

上柴DZB发动机技术参数上柴DZB发动机是中国船舶重工集团公司旗下上海柴油机股份有限公司生产的一款船用柴油发动机。

DZB系列发动机具有可靠性高、经济性好、环保要求高等特点，广泛应用于商船、军舰和渔船等船舶领域。

以下是上柴DZB发动机的详细技术参数。

1.发动机型号：DZB6-35、DZB8-35、DZB12-35和DZB16-352.发动机类型：直列、四冲程、涡轮增压和中冷。

3.缸数和排量：DZB6-35发动机为6缸，325升；DZB8-35发动机为8缸，433升；DZB12-35发动机为12缸，650升；DZB16-35发动机为16缸，867升。

4.额定功率和转速：DZB6-35发动机额定功率为2100千瓦，额定转速为1000转/分钟；DZB8-35发动机额定功率为2800千瓦，额定转速为1000转/分钟；DZB12-35发动机额定功率为4200千瓦，额定转速为1000转/分钟；DZB16-35发动机额定功率为5600千瓦，额定转速为1000转/分钟。

5.燃油消耗率：DZB系列发动机的燃油消耗率较低，能够实现良好的经济性。

具体数值为DZB6-35发动机的燃油消耗率为201g/kW·h，DZB8-35发动机的燃油消耗率为200g/kW·h，DZB12-35发动机的燃油消耗率为199g/kW·h，DZB16-35发动机的燃油消耗率为202g/kW·h。

6.排放标准：DZB系列发动机符合IMO第二阶段排放要求，满足国内外的环境保护标准。

7.装机重量：DZB系列发动机的重量相对较重，具体数值为DZB6-35发动机的重量为18.5吨，DZB8-35发动机的重量为23.3吨，DZB12-35发动机的重量为31吨，DZB16-35发动机的重量为38.3吨。

总体来说，上柴DZB发动机具有较高的动力和经济性，符合环保要求。

它们在船舶工业中得到广泛应用，并取得了良好的市场反馈。

MAN双燃料四冲程柴油机的油气混烧模式及应用MAN双燃料四冲程柴油机是一种采用柴油和天然气混合燃烧的先进发动机技术。

这种双燃料混烧模式不仅可以降低燃油成本，减少排放物质的排放，还可以提高发动机的燃烧效率，延长发动机的使用寿命。

下面将对MAN双燃料四冲程柴油机的油气混烧模式及应用进行详细介绍。

一、油气混烧模式1.柴油喷射燃烧在油气混烧模式下，柴油机会首先使用柴油作为燃料进行喷射燃烧。

柴油经过喷油器喷射到气缸内，与空气混合燃烧，产生高温高压的燃烧气体，驱动活塞运动，推动发动机工作。

柴油的燃烧过程可产生大量的热量和动能，使发动机具有较强的动力输出能力。

2.天然气混合燃烧在柴油机正常工作过程中，系统会根据发动机负荷和转速的变化自动调节天然气的混合比例，将天然气引入气缸内混合燃烧。

天然气的燃烧速度快、燃烧温度低、燃烧过程干净，有助于提高发动机的燃烧效率和减少废气排放。

3.油气混合燃烧在发动机工作中，系统可以根据实际需求将柴油和天然气混合燃烧，使两种燃料的优势充分发挥，达到更高的性能表现。

通过油气混合燃烧可以实现更高效的燃烧过程，减少能量损失，提高发动机的燃烧效率和动力输出。

二、应用领域1.工业领域2.船舶领域在航海领域，MAN双燃料四冲程柴油机的油气混烧技术也得到了广泛应用。

通过天然气的混合燃烧，可以降低船舶的燃油费用，减少废气排放，提高船舶的环保性能。

同时，油气混燃可以提高船舶的燃烧效率，增加航行里程，节省油料消耗。

3.车辆领域在汽车和卡车等车辆领域，MAN双燃料四冲程柴油机也有着广泛的应用。

通过油气混烧技术，可以实现燃油和天然气的双重供应系统，根据实际情况智能调节燃料的混合比例，充分利用两种燃料的优势，提高车辆的燃烧效率和动力输出，减少驾驶成本，降低环境污染。

总之，MAN双燃料四冲程柴油机的油气混烧模式在工业、航海和车辆领域都有着广泛的应用前景。

其节能环保、高效稳定的特点将成为未来发动机技术发展的趋势，为各行业提供更为可靠和持续的动力支持。

船用LNG燃料发动机介绍船用LNG燃料发动机介绍1 概述航运业是传统行业，全球超过90%的贸易都是通过海运完成的。

在航运业数百年的发展历程中，一直受到世界经济、政治等各种复杂因素变化的影响。

绿色环保、节能减排是当今世界以及航运业、造船业普遍关心的问题。

只有顺应世界经济和行业发展的新变化、新趋势，顺势而为，在快速变化的产业格局中找准自身定位，以新思维、新产品和新技术去抢占先机，才能够把握住未来发展的主动权。

当前，以“低能耗、低物耗、低排放、低污染”为主要特征的低碳经济已经成为世界经济发展的一个重要趋势。

如何顺应低碳经济发展潮流，变挑战为机遇，将是航运业和造船业共同面临的长期课题。

与传统的节能减排措施相比，采用新能源作为船舶动力的主要来源，积极开发新能源动力装置和新能源动力船舶是应对低碳经济发展趋势的中长期解决方案。

天然气作为新型清洁能源近些年发展迅速，与石油和煤炭相比在营运成本、排放控制、技术应用等方面拥有诸多优势，备受世界青睐。

2004年以来，国际原油价格大幅度上升，加上国际法规对海运环保的要求越来越严格，LNG作为船用燃料的优势在逐步显现，为航运业发展以天然气为主要燃料的船舶提供了可能。

全球对LNG的需求快速增长，LNG供求态势发生了深刻变化，市场由买方市场变成卖方市场。

[[2]]并且随着天然气液化技术的不断进步，液化成本不断降低，大大增加了液化天然气（LNG）的竞争力。

2 天然气简介天然气是以碳氢化合物为主的气体混合物，无味、无色、无毒、无腐蚀性。

纯天然气的组分是以甲烷为主，其含量一般都在90%以上，另外，还含有少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等低碳烷烃以及二氧化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等稀有气体。

其物理化学特性如下：气态比重0.68~0.75 kg/m3液态比重(LNG) 0.43~0.47 t/m3低位热值35~50 MJ/Nm3爆炸极限(和空气混合比) 5~15%天然气是清洁、方便、高效的优质能源，液化天然气（LNG）是由天然气经精练后液化得到的。

LNG燃料动力试点船舶技术要求第1章通则1.1 一般规定1.1.1 适用范围1.1.1.1 本技术要求适用于船长20m及以上以液化天然气或液化天然气/燃油为燃料的国内航行钢质船舶。

1.1.1.2 气体燃料动力船舶除满足本技术要求外，尚应满足《国内航行海船法定检验技术规则》（2011）或《内河船舶法定检验技术规则》（2011）（以下简称《法规》）及CCS《气体燃料动力船检验指南》（2011）（以下简称《指南》）的相关要求。

1.1.1.3 本技术要求不适用于客船、油船和化学品船。

1.1.2 一般要求1.1.2.1 船舶动力装置可使用LNG燃料或LNG/燃油混合双燃料。

1.1.2.2 气体燃料（含双燃料）发动机应持有经本局授权的船舶检验机构签发的船用产品证书。

1.1.2.3 现有船舶柴油机改装为气体燃料发动机或双燃料发动机时，应按《指南》的相关要求提交图纸资料审批，并按《指南》的相关规定进行检验和试验，其中央电控单元（ECU）应持有经本局授权的船舶检验机构签发的船用产品证书。

1.1.3 定义1.1.3.1 除另有明确规定者外，本规定适用的定义如下：(1) 天然气：系指从油气田产生的可燃气体，常温常压下呈气态，主要成份为甲烷和少量的乙烷、丙烷、丁烷等。

(2) 液化天然气（LNG）：系指天然气经冷却或冷却压缩而液化的天然气，并以液态形式储存在特定容器中。

(3) 危险性：系指燃烧、爆炸、低温和压力对船舶或人员可能带来的损伤。

(4) 气罐：系指船上用于储存LNG燃料的压力（低温）容器。

(5) 气罐处所：系指船上用于存放气罐的固定处所。

(6) 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。

(7) 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。

(8) 开敞处所：系指通过自然通风，可燃气体能迅速扩散的处所。

(9) 起居处所：系指用作公共处所、居住舱室、办公室、医务室、走廊、厕所、浴室及类似处所。