LNG双燃料机组负荷试验突破瓶颈

一、技术难点与挑战

LNG双燃料机组负荷试验是船舶动力系统验证的核心环节，其复杂性主要体现在燃料切换稳定性、热负荷匹配及排放控制三大方面。传统柴油机改装为双燃料模式时，需同步解决天然气替代率与动力输出平衡的矛盾。例如，柴油-LNG双燃料系统在高负荷工况下易出现燃气混合不均导致的燃烧不稳定，而低负荷时则面临点火延迟风险6此外，LNG燃料舱的低温特性对船舶结构和管路系统提出严苛要求，需在试验中验证其抗压性与密封性

二、关键技术突破路径

智能控制系统优化

通过引入数字化模拟调试技术，实现燃料供给与燃烧参数的动态耦合。如广船国际在7000车LNG双燃料运输船试航中，采用“一次安装到位”工艺，精准控制滚装系统侧门安装精度，缩短调试周期30%中船发动机则通过开发甲醇双燃料主机喷射系统，将甲醇供给泵站的响应速度提升至毫秒级，确保燃料切换平滑

热负荷动态平衡技术

新型可变压缩比（VCR）技术的应用成为关键突破点。WinGD公司研发的VCR系统可根据负荷需求实时调整气缸压缩比，在保持动力输出的同时降低甲烷逃逸率15%，该技术已在达飞海运船舶上完成实船验证国内某企业通过改进燃烧室几何形状，使LNG双燃料发动机的热效率提升至48%

多维度监测体系构建

集成光纤传感、红外成像与振动分析技术，建立全工况监测网络。例如，某试验平台采用分布式光纤传感器实时采集燃料舱温度场数据，精度达±0.1℃；结合AI算法预测潜在泄漏风险，将故障预警时间缩短至5分钟内

三、工程实践与行业影响

2024年国内首台甲醇双燃料低速机6G50ME-C9.6-LGIM的成功交验，标志着我国在双燃料主机领域实现从“跟跑”到“并跑”的跨越。该机型在49500载重吨化学品船上完成72小时连续运行测试，天然气替代率达85%，氮氧化物排放降低40%广船国际通过“燃油+LNG二合一”试航模式，将7000车PCTC试航周期压缩至5天，较行业平均水平缩短40%

四、未来发展方向

随着国际海事组织（IMO）CII评级体系的深化，双燃料机组需进一步突破三大方向：

燃料兼容性扩展：研发氨燃料/LNG双燃料混合系统，适配未来低碳能源转型

智能化升级：融合数字孪生技术，构建虚拟试验平台缩短研发周期

全生命周期管理：建立燃料舱应力监测-维护-寿命预测一体化体系

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