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【明辉说油】LNG船舶的内部构造

2018/09/06117 作者:佚名
导读:什么是LNG? 天然气原料经过预处理后低温液体混合物 LNG(Liquefied Natural Gas)即液化天然气,是天然气 原料经过预处理,脱除其中的杂质后,再通过低温冷冻工艺形成的 低温液体混合物。 物理性质:LNG无色、无味、无

什么是LNG?

天然气原料经过预处理后低温液体混合物

LNG(Liquefied Natural Gas)即液化天然气,是天然气 原料经过预处理,脱除其中的杂质后,再通过低温冷冻工艺形成的 低温液体混合物。

物理性质:LNG无色、无味、无毒、无腐蚀性,比重小,体积约为同量气态天然气体积的1/625。

因此它具有经济高效、安全可靠、灵活方便且清洁环保的优点。

LNG产业链

生产、运输、销售三大环节

在上游环节中, 气田产出天然气,并将天然气进行简单的处理加工;

在中游环节中, 液化厂将处理加工后的天然气液化,由LNG船舶的运输至LNG接收站;

在下游环节中, 接收站将接收到的LNG进行再气化后进行销售,并最终通过管道输送给用户。

LNG产业链示意图

LNG主要运输方式

管道运输、LNG船运输、CNG船运输

LNG的运输方式,主要有以下三种:管道运输、LNG船运输、CNG船运输。

管道运输

将天然气液化后,通过 长距离、大口径输气管线将LNG送往终端用户。

LNG船运输

将天然气液化后,通过 LNG船运送至LNG接收终端,并在终端将LNG重新气化传送给用户。

CNG船运输(Compressed Natural Gas)

将天然气压缩后,装载在CNG船上的管组内,通过CNG船来运输至接受终端,并最终传递给用户。

从 运输距离、投资成本、运输成本及运输量三个方面考虑,三种运输方式各有利弊,正确的选择运输方式可以降低成本,缩短时间。

三种运输方式的比较:

目前海上 最常用的运输方式是LNG船运输。下面将介绍LNG运输船的分类及各自的特点。

LNG船舶分类及各自特点

大型远洋、中小型LNG运输船等五种类型

LNG船的类型主要有5种,分别是大型远洋LNG运输船、中小型LNG运输船、移动式LNG加注船、LNG燃料动力船以及LNG加注趸船。

大型远洋LNG运输船

舱容大于10万方的LNG运输船。

特点

①运输量大 ②投资成本高 ③技术要求和可靠性要求高 ④只能进行 LNG 运输

大型远洋LNG运输船

中小型LNG运输船

舱容小于10万方,范围多在1000m³到80000m³的LNG运输船。主要适用于中、短距离运输。

特点

①运量大 ②经济效益高 ③运输灵活 ④营运周期短

中小型LNG运输船

移动式LNG加注船

具有加注功能的一类LNG运输船。其解决了水面作业船舶LNG机动加注的问题。

特点

①方便灵活,极少占用码头资源

②经济效益高

③加气方便、安全可靠

移动式LNG加注船

LNG燃料动力船

以LNG作为船舶主要动力燃料的船舶。

特点

①清洁环保,氮氧化物和二氧化碳排放量少

②可以杜绝硫化物和细小颗粒等其他有害物的排放

③经济效益高,节约燃料成本

④续航能力弱,安全性较差

LNG燃料动力船

LNG加注趸船

固定于水中某一位置,储罐、LNG泵和加注设备等部件固定安装于船上,用于船用LNG燃料加注的趸船。之前推送过LNG码头加注:

特点

①机动性好,加注灵活

②加注效率高,可适合大型加注

③操作成本高,操作性差

LNG加注趸船

LNG运输船关键设备

货物维护系统、推进系统、燃气供给系统

货物维护系统

货物维护系统指 用于围护货物的装置,包括所设的 主屏壁和 次屏壁以及 附属的绝热层和屏壁间处所,还包括必要时用于支持这些构件的邻接结构。

主要分为 自身支撑型和 非自身支撑型两类。

第一种类型是自身支撑型。

指自身支持的液货舱,不构成船体结构的一部分。

按 设计准则和建造方法可分为:

①独立A型:应用传统的船舶结构的公认标准进行设计的液货舱。

②独立B型:指采用模型试验、精确分析手段确定应力水平、疲劳寿命和裂纹扩展特性进行设计的液货舱。

③独立C型:指符合压力容器标准,且设计蒸气压力不小于特定公式计算值的液货舱。

自身支撑型液货舱按结构可以分为 SPB型棱形液货舱(日本IHI)、 MOSS球罐型液货舱(挪威)。

①SPB型棱形液货舱

为减少货物在船舱内晃荡撞击,在货舱内加一道纵向舱壁将货舱一分为二。货仓材料采用 耐低温铝合金,绝热材料采用 塑料泡沫。

SPB型棱形液货舱

②MOSS球罐型液货舱

货仓球体为高强度铝合金,外部覆盖泡沫绝缘材料,最外面是保护型金属外壳。分为 北半球、南半球和赤道三大部分。

MOSS球罐型液货舱

第二种类型是非自身支撑型。

指由 邻接的船体结构通过绝热层支持的一层薄膜组成,主要有 GTT型薄膜舱。

薄膜型LNG货物维护系统由法国GTT公司持有专利。

GTT型薄膜舱

由 双层船壳、 主薄膜(1-2mm厚的不锈钢波形薄膜)、 次薄膜(由复合层压材料组成)、 低温隔热结构组成组成。

推进系统

LNG运输船的推进系统,主要介绍一下四种推进系统。

第一种:柴油机+再液化推进系统

该系统包含低速二冲程柴油机和再液化装置。

特点

①推进系统与电力系统配置灵活

②燃油成本较大,维护保养成本较大

③二氧化碳、氮化物等排放量高

第二种是双燃料电力推进系统

它采用LNG与柴油混合燃料推进。

特点

①节能,管理以及维修费用低

②舱室利用率较高

③冷机启动时间短

第三种是双燃料二冲程低速机直接推进系统

采用MEGI主机,是一种双燃料低速机。

特点

①供给系统使用的是高压供给系统

②可以任意比例LNG、柴油混合燃烧

③推进效率高

第四种是天然气燃料气体机直接推进系统。

天然气气体发动机可以方便地利用LNG货物蒸发气。

特点

①可以节省大量舱内空间

②减轻动力装置重量,增加载重量

③节省运营成本

LNG燃气供给系统

目前LNG的供给系统可以大概分为两类,低压供给系统和高压供给系统。

低压燃气供给系统是进气压力为6~8bar的发动机供气的系统。

高压供给系统喷射压力约为300~450bar,解决了以液化天然气(LNG)为燃料的船舶的燃料储存、燃气气化、加热,提高了低速二冲程柴油机的高效率性能,极大的节省了能耗。

LNG燃气系统主要由压缩机,蒸发器,加热器,缓冲罐以及气液分离器组成。

高压燃气供给系统采用设置在储液罐内的LNG潜液泵采用管道与LNG日用罐、增压泵、高压缓冲罐、高压天然气加热器和主动力装置依次连接;

低压燃气供给系统在储液罐的顶端采用管道与气液分离器、压缩机、低压缓冲罐、低压天然气加热器和辅助动力装置依次连接。

LNG船舶液货装卸作业流程

检查、干燥、惰化、驱气等十二个步骤

LNG船舶液货装卸作业流程,具体包括 十二个步骤,如下图所示:

各操作步骤的定义:

液货舱检查

检查安全装置,清除安全隐患。

干燥

清除液货舱、管路等的湿气,防止生成水合物或结冰。

惰化

降低货物中的含氧量,防止形成可燃的气体环境或货物发生氧化反应。

驱气

用待装的货物蒸气把液货舱中的惰性气体排挤出去。

预冷

在装货前降低液货舱温度以便尽量减少热应力和过度蒸发。

装货

进行货物的冷却和装载极限的控制等。

载货航行

进行货物状态控制。

卸货

包括把冷冻货物加热以便卸到常温压力贮罐中去。

压载航行

包括除液、除气、惰化和再驱气等。

换装货品

包括把液货舱准备好以便变更货种。

进坞维修

包括除液复温、用惰性气体置换可燃货物气体,随后用空气置换惰性气体等操作。

田明辉,一个脚踏两只船(供油船、受油船)、天天说油的老男人!

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