集装箱船气体燃料供应系统（FGSS）的布置要点

引言

当前，航运业正积极寻求替代传统燃油的低排放或零排放燃料，主流选择包括液化天然气（LNG）、液化石油气（LPG）、甲醇和氨等。这些燃料在环保性能、经济性、能量密度及安全性方面各具特点，但其供应系统（FGSS）在组成架构和危险区域划分原则方面具有高度相似性。其中，LNG因技术相对成熟、基础设施较为完善，已成为应用最广泛的船舶清洁燃料，尤其在集装箱船领域装船数量领先。FGSS 通常集中布置于船舶特定区域，其内部设备众多、管路复杂，且涉及危险区域划分，合理的房间布局是确保系统安全、可靠、便于维护的关键。本文基于实际项目经验，系统梳理FGSS 相关房间布置的核心要点，以期为相关工程设计与规范制定提供参考。

1 FGSS 系统组成与总体布局

FGSS 主要由以下设备及子系统构成：液化天然气储罐、穹顶（Dome）平台、加注站、汽化加热撬块（含 BOG 预热器等）、压缩机撬块、高压泵撬块、高压泵液压站、水乙二醇撬块、透气桅、电气控制柜、制氮装置以及相应的管路与阀门系统。

该系统的房间通常位于船舶生活楼甲板的下方，横跨左舷至右舷的宽阔区域。液态储罐占据该区域的主要空间，其上方设有气穹。加注站一般对称布置于左右两舷。紧邻储罐气穹四周，分别布置 TCS 间、FGSS 间、电气间及辅助设备间等。其中，加注站、TCS 间和 FGSS 间因可能存在可燃气体泄漏，被划分为危险区域（Hazardous Area），需集中布置并相互毗邻，以确保安全隔离。其他如部分电气间和辅助设备间可划为非危险区域。危险区域的所有入口须设置符合规范的双道门结构（Air Lock），以形成气锁屏障，防止气体窜逸。

2 房间布置核心注意事项

2.1 功能分区与设备定位

∙ 储罐位于房间结构下方，其顶部的穹顶平台及主要阀门组应集中布置于 TCS 间内。

FGSS 间应容纳汽化加热撬、压缩机撬、高压泵撬等核心工艺设备。

 辅助设备间用于布置高压泵液压站、水乙二醇撬块、制氮装置等辅助支持系统。

 透气桅需垂直敷设，最终排放口位于露天甲板安全高度以上。

2.2 空间与管路优化

 气穹的最终定位需综合考量储罐结构、阀门操作空间及管路走向，预留足够的安装与维护空间。

. FGSS 间内撬块设备较多，空间利用须紧凑合理。建议将各撬块的管道接口朝向墙壁侧布置，可显著减少室内地面管廊的复杂度和材料用量。

 所有低温管路必须进行详细的应力计算与分析，配置合理设计膨胀弯和支架系统，在满足热胀冷缩补偿的前提下力求空间利用最优化。

2.3 安全与维护设计

∙ 危险区域内的通风设计至关重要。尤其对于空间受限的船型，需提前规划大风量通风系统的风管路径与规格，确保有效换气次数，保证区域安全。

 加注管路应从加注站直接接入 TCS/FGSS 危险区域房间。若管路必须经过安全区域，则必须采用成本更高的双壁管，因此直接路径是更经济的方案。

 需重点关注质量流量计、紧急切断阀（ESD）、闭式取样口等关键部件的安装位置，确保其正确安装和易于操作维护。

 各撬块之间需预留足够的通道间距（通常不小于 800mm ），以满足设备吊装、人员通行和维护操作的需求。

2.4 结构

 应对所有带承液盘的撬块进行热工况计算，确保承液盘的设计容量和高度满足意外泄漏时的收集要求。若撬块底座为不锈钢材质，为防止冷桥效应，建议在其与碳钢船体基座之间加设 PTFE（聚四氟乙烯）隔热垫片。

 房间内设备的吊运路线需在布置阶段统一规划，确保从入口到最终位址有畅通无阻的吊装空间。建议考虑在 TCS 或 FGSS 房间顶部开设吊物孔，并在相邻房间之间预留内部吊运通道，以大幅提高安装与未来更换设备的效率。

3 对撬块设备的特定设计要求

为便于房间内整体布置、安装和维护，对送入船厂的成套撬块设备提出以下标准化要求：

1. 尺寸与结构完整性： 单撬最大外形尺寸宜控制在长 7.0m×Ω 宽3.5m× 高 3.0m 以内，以适应船厂吊机能力和舱室入口限制。撬内底座及支撑结构需具有足够的强度与刚度，最大限度降低设备运行时的振动，保护精密部件。

2. 内部通道与布局： 当撬块宽度超过 2.5 米时，撬内应设计有维护通道。所有需要操作或观察的部件（如阀门、仪表）应布置在通道两侧易于接近的位置。

3. 接口标准化： 撬块上的管道接口应尽可能布置在同一侧，且高度宜统一规划，便于总管对接。对焊接口间距需大于 300mm ，为焊接及无损检测（NDT）提供充足操作空间。

4. 可维护性： 撬上任何零部件均不得超出撬体轮廓边界。撬内需更换的大型部件应设计成可拆结构，并考虑其吊出路径。

5. 电气接口： 撬块的主接线箱应安装在撬体边缘或靠近通道的位置，方便船厂电缆拉设和后期接线维护。

4 结论

集装箱船 FGSS 的房间布置是一个多专业协同、需综合考虑安全性、操作性、经济性和规范符合性的复杂过程。本文系统总结了基于工程实践的关键布置要点，核心在于：严格遵循危险区域划分原则进行功能分区；通过三维设计优化空间与管路布局；高度重视低温管系的应力与支撑设计；并对设备撬块提出明确的标准化和可维护性要求。通过这些措施，能够有效提升 FGSS 系统的设计效率与安装质量，降低安全风险与建造成本，为我国船舶工业高质量完成双燃料船舶的建造任务提供有力支持。

作者简介：李光远，男，1990 年 10 月，民族汉，人，本科，工程师，工作单位，研究方向：轮机工程。