LNG运输及船运相关知识

什么是LNG？LNG（LiquefiedNaturalGas）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产业链一、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产业链示意图二、LNG主要运输方式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（CompressedNaturalGas）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：三、LNG船舶分类及各自特点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。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。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，操作性差四、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）。1)SPB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。2)MOSS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。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、氮化物等排放量高柴油机+再液化推进系统示意图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冷机启动时间短双燃料电力推进系统示意图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推进效率高双燃料二冲程低速机直接推进系统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节省运营成本天然气燃料气体机直接推进系统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。五、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。