文章标题：LNG动力船燃料舱动态保压模拟

文章作者：徐常安1　张辉1　沈鼎盛2　朱建鲁3　张树森3　姜庆华4
关 键 字：LNG动力船;航程模拟;动态模拟;BOG管理;压力控制
文章摘要：

在全球碳中和目标的驱动下,液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)凭借高热值与低碳排放特性成为船舶领域的重要替代燃料;然而,LNG在储存与运输过程中因自然蒸发产生的自然蒸发天然气(Natural Boil-off Gas,NBOG)会导致舱内压力持续升高,带来安全隐患,因此对舱压变化的精确预测与闪蒸气(Boil-off Gas,BOG)处理策略的优化具有重要意义。以6 000 m³双舱C型LNG动力船为研究对象,基于典型往返航线,系统模拟了压载、满载、进出港及装卸等工况下的燃料消耗与舱压动态变化。基于Peng-Robinson立方型状态方程建立LNG蒸发热力学模型,并通过MATLAB实现燃料供给与压力控制的联动仿真。结果表明,舱内压力在蒸发阶段呈先升后降规律,当舱内压力达到临界值时,再液化系统自动介入并有效抑制压力增长,满载航行较压载航行,LNG消耗速率在 9.5节和11.0节航速下分别提高14.0%与25.3%;当舱内压力＞0.208 MPa触发BOG替代供能后,LNG消耗速率降低19.5%。研究表明,分阶段压力控制与燃料动态切换策略能够在保障安全的同时有效提升燃料利用效率,为LNG动力船优化运营提供理论依据与技术参考。