船舶应用余热回收发电系统（WHG）指南2026_25页_755kb

《船舶应用余热回收发电系统（WHG）指南》总结

核心内容概述

《船舶应用余热回收发电系统（WHG）指南》是中国船级社（CCS）为规范船舶余热回收发电系统的设计、安装、检验与运行而制定的文件。该指南适用于采用有机朗肯循环（ORC）、蒸汽涡轮动力和废气涡轮动力等三种技术路线实现余热回收发电的系统，旨在提升船舶能效、降低排放、满足国际海事组织（IMO）的法规要求，并保障船舶安全运行。

主要观点

• 节能减排与法规合规：随着IMO对温室气体排放的严格管控，船舶需要采用新技术来降低油耗、提升能效，WHG作为有效的节能技术被纳入C-1类创新能效技术。
• 系统安全性与风险控制：指南强调WHG在设计、安装、运行和维护过程中需考虑对人员、设备和环境的安全影响，要求进行风险评估，并设置相应的监测报警与安全保护系统。
• 技术路线与适用要求：指南针对三种主要技术路线（有机朗肯循环、蒸汽涡轮、废气涡轮）分别规定了详细的技术要求，包括系统设计、布置、控制、检验等方面。
• 预设技术与附加标志：指南为拟安装WHG的船舶提供了预设方案，通过“WHG Ready 1”、“WHG Ready 2”和“WHG Ready 2 (X)”三种附加标志分类管理，便于不同阶段的系统实施与验证。
• 图纸与资料要求：安装WHG的船舶需提交详细的图纸资料供CCS审查和备查，包括系统管系图、危险区域划分图、操作维护手册等。

关键信息

1.1 一般规定

• 本指南适用于采用有机朗肯循环、蒸汽涡轮或废气涡轮动力技术的WHG。
• WHG需满足《钢质海船入级规范》（《钢规》）及相关规范要求。
• 与WHG共用的常规系统应符合相关法规要求。

1.2 目标和功能要求

• WHG应适应船舶工作环境，有效利用热源余热，减少对其他系统的影响。
• 所用材料需满足《材料与焊接规范》（《材规》）要求，并采取防腐措施。
• 需防止易燃、易爆、有毒气体的积聚，以及化学物质泄漏。
• 需考虑系统对船舶稳性、结构强度、载重线等的影响。
• 需具备安全、可靠、便于维护和检查的控制与监测系统。

1.3 定义和缩写

• WHG：余热回收发电系统。
• ORC：有机朗肯循环。
• EGC、SCR、EGR：废气清洗、选择性催化还原、废气再循环。
• MSDS：物质安全数据表。
• OEL：职业接触限值。
• WCF、WCFF：最不利成分、最不利分馏成分。

1.4 附加标志

• 安装并符合指南要求的船舶可申请WHG附加标志。
• WHG Ready 1：仅进行原则性图纸设计和认可，未实际安装系统。
• WHG Ready 2：进行详细图纸设计和认可，未实际安装系统。
• WHG Ready 2 (X)：实际安装WHG系统，且满足附加标志X的特殊要求（如结构加强、管路安装）。

1.5 图纸和资料

• 安装WHG的船舶需提交包括管系图、危险区域图、电力负荷计算书、通风布置图等资料。
• 需提交设计说明书、风险评估报告、操作维护手册、蒸汽耗量计算书等备查资料。
• CCS可根据需要要求增加图纸资料提交范围。

1.6 风险评估

• 风险评估需考虑环境适应性、对燃烧装置和冷却系统的安全影响、气体泄漏、化学物质扩散、火灾风险等。
• 风险评估报告应包含分析方法、假定条件、分析对象、风险识别、影响分析、应对措施等内容。

1.7 操作与维护手册

• 手册需经CCS审核，涵盖操作、安全、维护及职业健康风险。
• 内容包括系统操作程序、安全保护措施、维护计划、应急处理程序、培训记录等。

系统设计与布置要求

2.1 一般规定

• WHG的机械设备、电气设备及控制系统应符合《钢规》的环境和工作条件要求。
• 系统应具备在不同工作模式下持续稳定运行的能力。
• 应设置冗余安全保护措施，防止意外事件。
• 需考虑系统对燃烧装置和冷却系统的影响。

2.2 船舶布置

• WHG主要设备应设在通风良好的处所，避免可燃、有毒气体积聚。
• 需设置防护措施，防止对人员造成伤害。
• 布置应便于安装、操作和维护。

2.3 强度与稳性

• 安装WHG的船舶应满足《钢规》的强度和稳性要求。
• 需考虑对空船重心、横倾、纵倾等的影响。

2.4 与燃烧装置匹配

• WHG应适应与之连接的燃烧装置的工作参数（温度、背压、废气量等）。
• 排气背压应控制在燃烧装置允许范围内，若需风机维持背压，应考虑风机失效时的备用措施。
• 多个燃烧装置的排气管可连接至同一WHG，但需有有效隔离装置。

2.5 旁通或等效措施

• WHG故障或停止运行时，燃烧装置应能继续安全运行。
• 旁通装置应设有状态指示、安全联锁、自动触发功能等。
• 若未设旁通，需确保高温排气不会影响设备安全运行，防止火灾、积碳等。

2.6 电气装置

• WHG应具备安全恢复或保持状态的措施。
• 电气设备防护等级需满足《钢规》要求。
• WHG的电制应与船舶电站匹配。
• 供电与配电系统需满足不作为唯一主电源、电压频率限制、短路保护、自动起动等要求。

2.7 防爆

• 对于使用易燃易爆工质的系统，需划分危险区域并设置防爆设备。
• 电气设备应满足IEC60079标准要求。
• 通风系统应为无火花型，必要时采用合格防爆电机。

技术系统要求

3.1 有机朗肯循环动力系统

• 系统需考虑工质循环、加热、冷却等过程，满足相关热力学要求。
• 膨胀机需防止临界转速，设置安全联锁、温度监控、动平衡试验等。

3.2 膨胀机

• 膨胀机关键部件需进行材料试验和无损检测。
• 需进行液压试验、气密性试验、温度压力监测报警、紧急停机装置等。

3.3 工质循环管系

• 管路应避开起居处所、服务处所等。
• 管路上需设置泄放口、储液罐、液位报警、工质加注口等。
• 对于高毒性或可燃工质，需设置防毒面具、防爆通风系统、独立电源等。

3.4 加热管系

• 加热管路需设置流量调节阀，防止对其他系统的影响。
• 独立设置的废气锅炉需具备防干烧功能。

3.5 冷却管系

• 冷却介质流量需满足系统运行要求。
• 冷却管路需设置过滤装置，独立冷却介质泵可冗余配置。

3.6 特殊布置要求

• 对于高毒性和可燃性工质，需设置独立舱室、通风、照明、气体探测系统等。
• 需考虑系统对人员和设备的安全影响。

4.1 蒸汽涡轮动力系统

• 需符合《钢规》相关章节要求。
• 应急情况下需设置安全控制措施，防止蒸汽压力、温度超过设备承受范围。

4.2 汽轮机

• 关键部件需进行材料试验和无损检测。
• 设置轴承温度监控、动平衡试验、紧急停机装置等。

4.3 锅炉

• 废气锅炉需具备防干烧措施。
• 仅供WHG使用的锅炉可不设置冗余给水泵。

4.4 锅炉给水、排污与凝水管系

• 管系应符合《钢规》要求。
• 需设置至少两台冷凝水泵，其中一台为备用。

4.5 蒸气管系

• 应符合《钢规》相关要求。

4.6 冷却水管系

• 冷却水泵需满足排量和压力要求，可不设置冗余。

4.7 滑油管系

• 需符合《钢规》相关要求。
• 滑油泵应设置足够的冗余和安全措施。

5.1 废气涡轮动力系统

• 需符合《钢规》相关要求。

5.2 废气涡轮

• 关键部件需进行材料试验和无损检测。
• 设置轴承温度监控、动平衡试验、紧急停机装置等。

5.3 排气管路

• 需符合《钢规》相关要求。

控制、监测报警与安全系统

7.1 一般规定

• 控制系统应符合《钢规》相关要求。
• 自动化船舶还需满足自动化相关标准。

7.2 控制、监测和报警系统

• 系统应具备自动控制、监测、报警功能，同时支持手动操作。
• 单一部件故障不应导致安全风险。
• 对于周期无人值班机器处所，可与集中监测系统整合。
• 监测报警系统需延伸至连续有人值班处所。

7.3 安全系统

• 需设置紧急停机装置，自动触发旁通功能。
• 安全停机保护需有声光报警，并在复位后方可重新起动。

7.4 气体探测系统

• 需设置连续探测型系统，具备自检功能。
• 探测器应安装在气体可能积聚的位置或通风出口。
• 需易于试验和校准，且配备便携式探测设备。

检验要求

8.1 一般规定

• WHG检验需符合《钢规》及本指南其他章节要求。
• 检验包括产品检验、建造中检验、建造后检验。

8.2 图纸审查

• 申请单位需提交本指南规定的图纸资料供CCS审查。

8.3 产品检验

• 主要设备、管系、阀件需满足持证要求。
• 焊接、热处理、无损检测需按CCS审批文件执行。

8.4 建造中检验

• 建造前需提交检验申请或签订检验合同。
• 建造厂需按本指南进行设计审查和检验。
• CCS现场验船师需见证压力和功能试验，确保符合要求。

8.5 建造后检验

• WHG需进行年度、中间和特别检验。
• 若发生影响安全的改造或损坏，需申请临时检验。

预设技术要求

9.1 一般规定

• 本章适用于未来拟安装WHG的船舶。
• 需满足主管机关的适用要求。

9.2 预设要求

• 预设布置和设计应将风险控制在最低水平。
• 系统需考虑在故障时启动安全措施，避免造成不可接受的损失。
• 需综合考虑船舶布置、电力负荷、结构强度、稳性、吨位和载重等影响。

9.3 图纸资料

• 需提交总布置图、电力负荷计算书、预设及布置说明书等。
• 可提交蒸汽耗量计算书、总纵强度计算书等备查资料。

9.4 检验

• 申请WHG Ready 2 (X)附加标志的船舶需按第8章规定进行检验。

总结

本指南为船舶安装余热回收发电系统（WHG）提供了全面的技术要求，涵盖系统设计、布置、控制、监测、安全、检验等方面，强调系统的安全性和可靠性。指南还为预设WHG的船舶提供了分类管理方式，便于不同阶段的实施与认证。通过本指南，船舶可有效实现节能减排目标，同时确保符合国际法规和船级社规范。