ICS47.020.01 U10 中华人民共和国国家标准 GB/T30011—2013 船 舶新能源使用比例测定方法 天然气/燃油混合燃料动力船舶 Measuremethodfornewenergyusingrateonship— Theshipwithgas/oilmixedfuelengine 2013-10-10发布 2013-11-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。 本标准由全国海洋船标准化技术委员会(SAC/TC12)归口。 本标准起草单位:中国船级社武汉规范研究所、中国船舶工业综合技术经济研究院、中国船级社上 海规范研究所、中国船舶工业集团公司第七〇八研究所。 本标准主要起草人:甘少炜、陈颖涛、老轶佳、方闯、雷伟、李军、李路、杨葆和。 ⅠGB/T30011—2013 船舶新能源使用比例测定方法 天然气/燃油混合燃料动力船舶 1 范围 本标准规定了天然气在船舶总能源使用量中的比例的测定和计算方法。 本标准适用于测试和计算天然气/燃油混合燃料动力船舶中天然气在主机、辅机和锅炉中的使用量 占船舶总能源使用量的比例。 注:本标准中所指的天然气为液化天然气(LNG)和压缩天然气(CNG)。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T8190.4—2010 往复式内燃机 排放测量 第4部分:不同用途发动机的稳态试验循环 GB/T11062 天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法 CB/T3254.2—1994 船用柴油机台架试验 试验方法 CB/T3254.3—1994 船用柴油机台架试验 试验测量 CB/T4147 船用柴油机燃油消耗率测定方法 ISO8217:2012 石油产品 燃料油(F级) 船用燃料油规范(Petroleumproduct—Fuels(class F)—Specificationsofmarinefuels) 3 船舶天然气使用比例计算 3.1 客船 客船的天然气使用比例按照天然气在主机、辅机和锅炉中的使用量占船舶总能源使用量的比例进 行计算,并按式(1)和式(2)计算客船的天然气使用比例。 注:此处的船舶总能源使用量仅包括主机、辅机(原动机)和锅炉的能源消耗量,不含其他设备的能源消耗。辅机若 采用主机轴带形式,其能耗不计入船舶总能源使用量。 R1=∑ m1RME(i)×PME(i)×SFCME(i)×HME(i) Pæ èçö ø÷ S1+∑ nRAE(j)×PAE(j)×SFCAE(j)×HAE(j) Pæ èçö ø÷ S1+ ∑ lCBO(k)×FCBO(k)×HBO(k) Pæ èçö ø÷ S1…………………………(1) PS1=∑ m1PME(i)×SFCME(i)×HME(i)+∑ nPAE(j)×SFCAE(j)×HAE(j)+ ∑ lFCBO(k)×HBO(k) ……………………(2) 式中: R1 ———客船天然气使用比例; m1———客船主机数量; 1GB/T30011—2013 RME(i)———第i台主机一次测量循环中的天然气使用比例,见4.7.2; PME(i)———第i台主机75%额定功率的数值,单位为千瓦(kW); SFCME(i)———第i台主机纯燃油模式75%额定功率下的燃油消耗率的数值,单位为千克每千瓦时 [kg/(kW·h)]; HME(i)———第i台主机所使用燃油的低热值的数值,单位为兆焦每千克(MJ/kg); PS1———客船正常航行时的总能源使用量的数值,单位为兆焦每小时(MJ/h); n ———客船正常航行时运行的辅机(原动机)数量; RAE(j)———客船正常航行时第j台运行的辅机(原动机)一次测量循环中的天然气使用比例, 见4.7.2; PAE(j)———客船正常航行时第j台运行的辅机(原动机)50%额定功率的数值,单位为千瓦(kW); SFCAE(j)———客船正常航行时第j台运行的辅机(原动机)纯燃油模式50%额定功率下的燃油消耗 率的数值,单位为千克每千瓦时[kg/(kW·h)]; HAE(j)———第j台运行的辅机(原动机)所用燃油的低热值的数值,单位为兆焦每千克(MJ/kg); l ———客船正常航行时在用锅炉数量; CBO(k)———系数,对燃油锅炉,CBO(k)=0,对天然气锅炉,CBO(k)=1.0; FCBO(k)———第k台锅炉的设计燃油/天然气消耗量的数值,单位为千克每小时(kg/h); HBO(k)———第k台锅炉所用燃油/天然气的低热值的数值,单位为兆焦每千克(MJ/kg)。 3.2 其他类型船舶 其他类型船舶的天然气使用比例按天然气在主机中的使用量占船舶总能源使用量的比例进行计 算,见式(3)和式(4)。 注:此处的船舶总能源使用量仅包括主机的能源消耗量,不含其他设备的能源消耗。 R2=∑ m2RME(i)×PME(i)×SFCME(i)×HME(i) Pæ èçö ø÷ S2……………………(3) PS2=∑ m2PME(i)×SFCME(i)×HME(i) …………………………(4) 式中: R2———其他类型船舶天然气使用比例; m2———其他类型船舶主机数量; PS2———其他类型船舶正常航行时的总能源使用量的数值,单位为兆焦每小时(MJ/h)。 4 发动机天然气使用比例的测试 4.1 试验条件 4.1.1 对于自然吸气和机械增压发动机,其试验条件参数按式(5)计算;对于带或不带进气中冷的涡轮 增压发动机,其试验条件参数按式(6)计算。式中的干大气压力ps按式(7)计算。 fa=99 pæ èçö ø÷ s·Taæ èçö ø÷ 2980.7 …………………………(5) fa=99 pæ èçö ø÷ s0.7 ·Taæ èçö ø÷ 2981.5 …………………………(6) ps=pB-pa·Ra …………………………(7) 2GB/T30011—2013 式中: fa———发动机的试验条件参数; ps———干大气压力的数值,单位为千帕(kPa); Ta———吸入空气的绝对温度的数值,单位为开(K); pB———总压力的数值,单位为千帕(kPa); pa———吸入空气的饱和蒸汽压力的数值,单位为千帕(kPa); Ra———吸入空气的相对湿度的数值,%。 4.1.2 当0.93≤fa≤1.07时,对发动机系族进行的试验方为有效。建议参数fa在0.96~1.06范围 内为最佳。 4.2 试验用发动机 4.2.1 试验用发动机应具备相关的技术文件、主要零部件制造质量及装配质量的检验结果及合格 证书。 4.2.2 试验用发动机需带有在实际使用时应具备的全部基本附件。 4.2.3 试验前,发动机应进行充分磨合和调整。 4.3 试验用燃料 4.3.1 试验用天然气的成分应予分析确定,并按照GB/T11062的要求计算低位发热值。 4.3.2 试验用柴油的成分应予分析确定,并按ISO8217:2012计算低位发热值。 4.4 测试仪器、仪表与设备 4.4.1 测功器以及扭矩和转速测量设备应符合CB/T3254.3—1994中2.2的要求。 4.4.2 燃油消耗量的测量按照CB/T4147的规定进行。 4.4.3 天然气消耗量应采用质量流量计进行测量,其测量最大偏差应不超过仪器最大读数的0.5%。 4.5 测试项目 发动机天然气使用比例的测试项目如下: a) 发动机功率P,单位为千瓦(kW); b)发动机转速n,单位为转每分钟(r/min); c)发动机燃油消耗量Bf,单位为千克每小时(kg/h); d)发动机天然气消耗量Bg,单位为千克每小时(kg/h); e)排气温度T92,单位为开(K); f)排气背压P92,单位为千帕(kPa); g)大气压力Pb,单位为千帕(kPa); h)环境温度Ta,单位为开(K); i)相对湿度Ra,%; j)冷却水温、润滑油温、燃油温度、进气温度等,单位为开(K)。 4.6 测试方法 4.6.1 测量循环 发动机的测试应按表1规定的测量循环进行。 3GB/T30011—2013 表1 发动机测量循环 测量循环模式 项目测 量 点 1 2 3 4 5 6 7 8 E2 (恒速船用主机,包括柴油机 电力驱动和调距桨装置)转速百分数a100%100%100%100% 负荷百分数b100%75%50%25% 加权系数WF0.20.50.150.15 E3 (按推进特性运行的船 用主机和辅机)转速百分数100%91%80%63% 负荷百分数100%75%50%25% 加权系数WF0.20.50.150.15 D2 (恒速运行的船用辅机)转速百分数100%100%100%100%100% 负荷百分数100%75%50%25%10% 加权系数WF0.050.250.30.30.1 C1 (变速、变负荷运行的船 用辅机)转速百分数 标定转速 中间转速c怠速 负荷百分数100%75%50%10%100%75%50%0% 加权系数WF0.150.150.150.10.10.10.10.15 a转速百分数系指测量点的发动机转速与该发动机标定转速比值的百分数。 b负荷百分数系指测量点的发动机功率与该发动机标定功率比值的百分数。 c中间转速的定义见GB/T8190.4—2010中的3.6。 4.6.2 测量要求 4.6