LNG船的理论

LNG船舶配置及其功能[沪东中华原创]沪东中华造船集团承接的广东项目14.7万立方薄膜型LNG船（大鹏昊号）的基本配置如下：一．船舶动力以及推进系统动力系统主要由以下设备构成：主透平（MAINTURBINE）,一台；透平发电机（TURBINEGENERATOR）,两台；柴油发电机（DIESELGENERATOR）,两台；应急发电机（EMERGENCYGENERATOR）,一台；主锅炉（MAINBOILER）,两台。1.主透平设备构成及功能通常，由LNG船的特殊性以及蒸汽透平本身的特点，LNG船一般选用蒸汽透平作为其主动力装置。主透平的功能：由高压高温过热蒸汽所产生的机械能，传递到减速齿轮箱,带动中间轴以及艉轴螺旋桨提供船舶前进动力。其设备主要由高压透平机，低压透平机，减速齿轮箱等组成。2.透平发电机设备构成及功能透平发电机的功能：由高压高温过热蒸汽所产生的机械能，传递到发电机转子，给所有电机马达以及其它辅助设备提供充足的电能。其设备主要由蒸汽透平机和发电机等组成。3.主锅炉主锅炉采用加热蒸馏水的方式产生高温高压的过热蒸汽，提供给透平设备使用。其设备主要由一个水包，一个蒸汽包，3台双燃料（燃油和天然气）燃烧器，2台经济器（即常规船舶中的锅炉废气加热器）等组成。二．辅助设备系统辅助设备系统主要由以下设备构成：透平给水泵（TURBINEFEEDWATERPUMP）,两台；氮气发生器（NITROGENGENERATOR）,一台；惰性气体发生器（INERTGASGENERATOR）,两台；制淡装置（FRESHWATREGENERATOR）,两台；锅炉强力风机（BOILERFORCINGFUN）,三台；空气压缩机（AIRCOMPERASSOR）,三台；各类油泵水泵（VIOUSOFOILANDWATERPUMPS）。1.透平给水泵透平给水泵的主要作用是：将标准工作状况下的蒸馏水提供给锅炉水包进行燃烧加热，或提供给经济器进行废气加热。2.氮气发生器氮气系统提供足够的氮气用于如下用途：挥发气回气空压机和燃气空压机的密封；液货管和透气主管的吹洗；锅炉燃气主管路的供气置换；货舱绝缘层的充气。氮气分配系统由两台氮气发生器和一个氮气缓冲柜组成。3.惰性气体发生器惰性气体系统主要用于LNG货物加注前后货舱和管路的惰化干燥、驱气和管路清扫。惰性气体发生器主要有以下单元构成：一个由冷却清洗塔，燃烧器组成的发生单元；两台燃烧供气风机；一个冷却单元；一个干燥单元。4.制淡装置制淡装置的作用是将海水或者冷凝水制造成可用于生活或者工作用途的淡水，由一台海水-淡水发生器和一台冷凝水-淡水发生器组成。5.锅炉强力风机强力风机向锅炉燃烧室提供足够量、足够压力的空气，以保证燃烧效果。6.空气压缩机单元向各气动设备（各类阀件和甲板机械等）提供足够的动能，由3台压缩机，3台干燥器和两只空气储气瓶组成。三.货物围护系统货物维护系统主要有以下单元构成：薄膜型的LNG液货舱（LNGCARGOHOLD）,4个；泵塔（PUMPTOWER）,4个；主液货泵（MAINLIQUIDPUMP）,8台；扫舱喷淋泵（STRIPPINGANDSPRAYINGPUMP）,4台；喷淋单元（SPRAYINGUNIT）,4台；应急液货泵（EMERGENCYLIQUIDPUMP）,1台；挥发气回气空压机（VAPORRETURNGASCOMPRESSOR）,两台；燃气空压机（**ASCOMPRESSOR）,两台。1.液货舱主要功能为贮藏液态温度为-163℃的LNG货物。液货舱由主、次两层绝热绝缘层和相应的两道保护薄膜组成，绝缘层由许多个绝缘箱构成，保护薄膜为被称为“不变钢”的殷瓦（Invar）材料。主、次绝缘层起有效的隔热作用，以在运输途中保持舱内货物的温度。在正常装载时充入氮气以确保安全，。另外，还有一个液体穹顶和一个气体穹顶，分别用于LNG货物的装卸和挥发气体的回收利用。2.泵塔每个液货舱都装有一个悬挂浸入式泵塔，其本体内安装有主排出管和注入管，以及应急排出管等。泵塔的上部固定于甲板面的液体穹顶处；底部则采用导向机构固定，可以前、后、左、右有限地移动。泵塔就是固定、安装用于LNG货物正常装卸（排出和注入）设备的大型结构件。3.主液货泵每个液货舱备有两台电力驱动浸没式马达和潜水泵，用于LNG货物的排出。4.扫舱喷淋泵每个液货舱备有一台扫舱喷淋泵，在更低液位时主液货泵无法排出LNG货物的情况下使用。此外，在装载或者航行状态下，扫舱喷淋泵还用于向喷淋塔提供液态天然气，用于液货舱空间的降温。5.喷淋单元每个液货舱装备有一个喷淋塔，位置在气体穹顶上。一个喷淋塔有30-46个喷嘴，由来自喷淋泵管的液态天然气对货舱空间进行降温。6.应急液货泵每艘船提供一台应急液货泵，其作用是在两台主液货泵都失去功能的情况下应急使用。每个泵塔上都留有专门的应急液货泵的吊入通道，底部装有可弹开式阀件：正常情况下关闭，应急吊入时弹开。7.回气压缩机和燃气压缩机回气压缩机的作用：在LNG装货时，将货舱内的LNG挥发气送回岸站以平衡货舱内的压力。在LNG船货舱需要惰化或加热时，将来自惰气发生器或加热器的惰气或/和天然气送到货舱内。燃气压缩机的作用：将液货舱内正常挥发的天然气压缩到一定的温度和压力后输送到锅炉进行燃烧。四.特殊的管路系统特殊的管路系统由高温管路和超低温管路系统构成。高温管路应用于机舱区域，提供船舶动力和日常使用的通道；超低温管路应用于货舱区域，提供LNG货物的装载通道。1.高温管路系统的组成锅炉给水系统；中间撤气和排气系统；减温蒸汽和饱和蒸汽系统；过热蒸汽系统。2.超低温管路系统的组成液货与挥发气系统；液货安全阀以及吹洗系统；扫舱喷淋系统。高温和超低温管路的安装形式与其它船舶管系不同：管路的连接均为焊接对接而不是常规的法兰对接，其目的是保证管系工作的安全可靠性。因为高温和低温管路内的工作介质不是温度为510℃的过热蒸汽，就是-163℃的LNG，所以，高温和超低温管路施工的过程控制必须严格。高温和超低温管系施工的主要过程控制安装（管与管对中检查）→焊接（均：氩弧焊底焊、焊条盖面）→焊缝无损探伤（射线，渗透或者为磁粉探伤）以及目检（焊缝外表检验，包括焊面的高度和焊缝的成型连贯）。所有上述的控制措施，都是要保证焊缝质量，确保成型完好，无夹渣、气孔、未焊透等问题的出现。3.高温管路的支架形式高温管支架采用加强型固定支架和弹性支架相结合的方式，以保证正常工况下，使管路的整个系统或者局部区域由温度和压力导致的变形和位移能控制在标准允许的范围内。所以，固定支架的框体与其中间管夹间有一定的间隙要求。4.超低温管路的支架形式超低温管路的安装支架采用加强型和半加强型相结合的方式，安装时垫片与管路本体有一定的间隙要求，这些要求因介质温度和压力的不同而异。目的是在正常工况下，缓解由低温导致的管路变形和位移在一定的范围内可以得到有效的释放而不至损坏管路.搜索更多相关主题的帖子:LNGLNG船舾装的特点LNG船的舾装有精度要求高，成形质量好，施工技术先进等特点，在船舶建造过程中对全船的焊接质量都有极其严格的要求。全船殷瓦薄膜的焊接采用先进的氩弧焊接技术，焊缝长度超过130公里，殷瓦薄膜的厚度仅0.7mm，施焊极为不易。焊工必须取得GTT和船级社认可证书后，方可在LNG船上进行殷瓦薄膜的焊接。焊缝质量以气压试验加以检验：在持续的氦气检验压力下，液货舱内的压力值须无变化以保证没有气体泄露，同时必须保持舱内环境的清洁。液货舱的码头绝缘舾装码头绝缘舾装通常是指液货舱内绝缘箱的安装。每艘LNG船约有1100多种不同规格型式的绝缘箱5万多只。绝缘箱由胶合板部件用卡钉装订制成，绝缘箱内部充填珍珠岩作为绝缘材料。绝缘箱的作用有两点：1.将LNG的货物载荷传递到船体上；2.对超低温（-163℃）的LNG货物起绝热绝缘作用。液货舱内装有主、次两层绝缘层，由内部充填珍珠岩等绝缘材料的绝缘箱拼连而成。每层绝缘箱分为两个部分：平面区域和边角区域。二个相邻面之间的绝缘箱与绝缘箱之间用殷瓦部件分隔连接，与绝缘箱相连的边角区域又安装了不同规格的胶合板，使全舱的绝缘箱组成连续平整的整体，形成完整的绝热绝缘层。液货舱围护系统舾装液货舱内的围护系统就是液货舱的隔离屏障和热绝缘系统，其作用主要有两点：1.完全致密的金属薄膜确保LNG的无泄漏；2.良好的绝热绝缘能力，避免船体被冷却而失去强度和韧性。GTTNO96型液货舱围护系统主要由两层绝缘箱和两层金属薄膜（0.7mm殷瓦薄膜）组成，从货舱内壁向舱内依次是次绝缘层、次薄膜、主绝缘层、主薄膜。绝缘层以充填珍珠岩的绝缘箱构成，具有良好的绝缘隔热能力，两层金属薄膜均使用殷瓦钢焊接成完全致密的金属层，其中主薄膜直接与液化天然气接触。LNG船共计4个独立的液货舱，液货舱围护系统生产按照3舱－4舱－2舱－1舱的顺序进行，每舱的舾装作业则按照从舱顶向舱底的顺序进行。HSE管理规范在LNG船建造中的重要作用“HSE”，是健康、安全、环境的英文缩写。HSE（健康、安全和环境）管理体系，就是一个风险管理体系。即：事先进行风险评价，确定自身活动可能产生的危害及后果，从而采取有效的防范手段和控制措施，以防止危害的发生。HSE管理规范完全接受了国际上一致公认的OHSAS18001标准和ISO14001标准要求，严格按照P－D－C－A（策划－实施－检查－评审）持续循环作为运行模式，达到风险预控，持续改进。LNG船所具有的高风险、高危害性，要求建造过程中必须实施严格的HSE管理。LNG船的船东非常重视船舶建造过程中的职业健康、安全与环保。从LNG船立项投标起，船东方就把HSE管理作为建造方能够承建这一高难船舶产品的前提和必要的条件之一。因此可以说，建立HSE管理体系并予以全面实施，是公司能够承建LNG船的“敲门砖”。公司和所有的分包商都必须严格按照先进的HSE管理体系开展各项工作，并承诺做到：建立HSE管理体系，确保雇员和所有的相关方都能按照HSE标准进行作业。只有HSE计划得到船东认可后，才准许开始船舶的建造：分段制作、仪器设备安装等。必须在开工建造前对LNG船建造过程中所有的危害因素进行识别，并制定出相应有效的控制措施。提供给船东的HSE计划得到船东认可后，所有要求将作为LNG合同的组成部分，并且每年至少更新一次。必须每季度向船东汇报所有关于健康、安全和环境方面的事故，以及废气排放的数量、浓度和成分，所有不符合要求的情况必须经过深刻分析，找出根本原因并采取相应的改进措施。公司大力推行HSE管理规范，是LNG船东的严格要求，是LNG船顺利建造的紧迫需求，更是公司提升安全环保管理水平减少事故风险的努力追求。在以人为本，绿色造船的方针指引下，HSE管理以减少风险为核心，实行系统化、科学化、规范化、制度化管理，为保障LNG船顺利交付发挥了重要作用。HSE管理体系是公司整个管理体系的有机组成部分之一，它将健康、安全和环境三种密切相关的管理体系科学地结合在一起，为公司实现持续发展提供了一个结构化的运行机制。它汇集了各国管理经验之大成，体现了当今安全环保管理的一体化科学管理思想，具有预防为主、高层承诺、全员参与、持续改进的特点，是船舶企业实现现代管理，走向国际市场的通行证。HSE管理体系由若干个要素组成。关键要素有：方针、目标指标管理方案，机构和职责、文件控制，风险评估和控制策划，运行控制，绩效测量和监视，不符合纠正和预防措施，审核和管理评审等。各要素不是孤立的，而是有机地纳入运行机制中。这些要素中，风险评估和控制策划为其核心；方针和目标是其方向；机构和职责、文件控制作为支撑，运行控制则为关键点，形成策划→实施运行→检查和纠正措施→管理评审（持续改进）的循环运行机制。随着LNG船的承建，2002年起公司开始建立和实施HSE管理体系。这一管理体系的实施对LNG船的顺利建造以及公司的安全生产起到了积极的作用，成效显著。（1）HSE管理体系的实施提高了全员的HSE意识建立、实施和持续改进HSE管理体系，强调全员参与。公司全员包括劳务工的HSE意识与体系得以真正有效的实施密切相关，