簡介
液化天然氣運輸船簡稱LNG船,主要運輸液化天然氣。液化天然氣的主要
成分是甲烷,為便於運輸,通常採用在常壓下極低溫(-165℃)冷凍的方法使其液化。我國不僅是繼韓、日等國後實現自主研發系列LNG船型的國家,而且我國設計船型在安全、節能、環保方面具有明顯的後發優勢。LNG船是在 162攝氏度(-162)低溫下運輸液化氣的專用船舶, 是一種“海上超級冷凍車”,被喻為世界造船“皇冠上的明珠”,目前只有美國、中國、日本、韓國和歐洲的少數幾個國家的13家船廠能夠建造。
船體結構
液艙要求有嚴格的隔熱結構,要求能保證液艙恆定低溫。常見的液艙形狀有球形和矩形兩種,但也有少數船舶將液艙形狀設計成菱柱形或圓筒形。下圖為LNG船
概述
定義
LNG船是指將LNG(Liquefied natural gas)從液化廠運往接收站的專
用船舶。LNG船的儲罐是獨立於船體的特殊構造。在該船舶的設計中,考慮的主要因素是能適應低溫介質的材料,對易揮發或易燃物的處理。船舶尺寸通常受到港口碼頭和接收站條件的限制。目前12.5萬立方米是最常用的尺寸,在建造船舶中最大的尺寸已達到20萬立方米。LNG船的使用壽命一般為40~45年。
分類
從該船型誕生至2013年,世界液化天然氣船的儲罐系統主要有自撐式和薄膜式兩種。自撐式有A型和B型兩種,A型為菱形或稱為IHISPB,B型為球形。
液化天然氣的接收終端建有專用碼頭,用於LNG運輸船的靠泊和卸船作業。儲罐用於容納從LNG運輸船上卸載的液化天然氣。再氣化裝置則是將液化天然氣加熱使其變成氣體後,經管道輸送到最終用戶。液化天然氣在再氣化過程中所釋放的冷能可被綜合利用。一般而言,約有25%的冷能可被利用。
技術
從總體上看薄膜型LNG船在船型性能方面要優於MOSS型,但MOSS型具有貨物裝載限制較少等使用操作上的優點,而且,在早期的LNG海運中,MOSS型船占有較大優勢。
薄膜型船的液貨艙按其採用絕熱種類和施工方式的不同分為GTT No.96型和MarkⅢ型,GTT No.96型的絕緣形式為絕緣箱;MarkⅢ型為絕緣板和剛性絕緣材料組成。國內的滬東中華造船(集團)有限公司已經成功建造了GTT No.96型的LNG船。GTT No.96型在船體建造工藝方面比MarkⅢ型要求更高,無論是在精度控制還是焊接要求方面,掌握了GTT No.96型的建造要求,基本上也就掌握了MarkⅢ型的建造技術。
在液貨艙主、次層INVAR的焊接上,GTT No.96型可大量採用自動焊,焊接質量容易控制,而MarkⅢ型手工焊接較多,焊接質量不易控制。
背景介紹
在世界民用船舶製造領域,有一種“三高船”,就是液化天然氣船,也就是LNG船。說它“三高”,因為它是目前世界公認的高技術、高附加值、高可靠性的一種船。同樣一個噸位,它的價格是普通貨船的好幾倍,目前世界上也只有少數幾家船廠能夠建造。
從外表看上去,液化天然氣船可沒有超大型油輪那么氣派。進到裡面來,卻又是另一番天地。由於運輸的是極低溫度的液態氣體,這就給船的建造帶來了非常大的難度,在它的身上集中了世界上最先進的造船技術。存放液態氣體的儲氣艙可以說是製造中的最大難關。為防止液化氣體泄露,一種叫做“殷瓦”的特殊金屬材料被選作儲氣艙的內防護壁,直接與這些溫度極低的氣體接觸。大部分殷瓦板的厚度只有0.7毫米,整個艙內的防護壁就是由這些金屬薄板一塊塊焊接起來,長達130公里的焊縫全都要靠工人手工焊接。為了過好這一關,在真正的船開始建造以前,船廠還特意對焊接工人進行了長達兩個月的模擬訓練與選拔。現在在船上進行這項特殊工作的全都是專家級焊工。
除了高超的焊接技術,良好的作業環境也至關重要。如果焊接工人的一滴的汗水落在殷瓦鋼上,整個一大片鋼板就得重新換掉。而一個泄漏點的返修工時至少需要1000個小時。儲氣艙內是零下163度的極低溫,而艙外卻是20多度的常溫,極大的溫度差異讓絕熱成為製造中的另一個難關。一種特製的絕熱箱承擔了這個艱巨的任務。
龐大的LNG船全船需要安裝1000多種不同類型的絕緣箱5萬多隻,安裝後,箱子之間的精度必須控制在0.5毫米,相當於兩張白紙的厚度。
市場情況
中國與韓國造船業的戰火已燃燒到液化天然氣(LNG)船領域。
大連船舶重工和熔盛重工日前均高調錶示,將進軍LNG船舶製造市場。“LNG船被稱為造船業‘皇冠上的明珠’,附加值遠遠高於傳統船型。”熔盛重工總裁陳強在接受本報記者採訪時說。
近年來,中國對於進口液化天然氣的需求迅猛增長,廣東、福建、上海三地的LNG進口項目直接催生出中國最早的5艘LNG船舶。製造出這5艘LNG船的滬東中華造船(集團)有限公司,目前又有新訂單入手。
背靠中國龐大的天然氣進口需求,中國船企在解決LNG船技術難題的同時,還要和韓國船企短兵相接,而這場技術之戰才剛剛開始。
“抗韓”實力加強
2010年的LNG新造船市場將活力四射。隨著澳大利亞和俄羅斯的LNG項目陸續啟動,今年的LNG新船訂單將達到15艘以上,而去年這個數字是零。
這些新訂單將被中日韓三國瓜分。由於日本的船廠負債率畸高,且造船價格昂貴,LNG造船市場真正的競爭者是中韓兩國。
韓國船廠中的三巨頭——三星重工、現代重工和大宇造船在過去10年一直引領全球LNG新造船市場,在該領域有很強的競爭優勢。而滬東中華是中國唯一具有製造LNG船經驗的船廠,多年來一直獨力“抗韓”。
中國造船業常被詬病為“船殼工業”,由於船用主機等主要配套產品依靠進口,船廠也缺乏船舶設計核心技術,造出的船附加值很低,“只賺到船殼的錢”。
LNG船單艘造價就在1.6億美元左右,相比之下,相同規模的散貨船或貨櫃船造價只有幾千萬美元。
2002年以來,滬東中華在母公司中船集團的支持下,先後承接了5艘LNG船的建造契約。直至2009年12月10日,這5艘提供給廣東和福建LNG項目的船舶已全部交付使用。
LNG船核心部件之一超低溫絕緣箱,目前已成功批量國產。滬東造船電器有限公司通過自主研發,已經掌握了LNG船超低溫絕緣箱的所有關鍵技術,並且實現了該設備的批量生產,年產能達12萬隻。“生產成本比進口產品還要低20%。”
滬東中華在已開發的14.7萬立方米LNG船的基礎上,正在開發20萬立方米以上級LNG船項目。這將使滬東中華在“和韓國船企的競爭中處於有利地位”。
全球最大的LNG運輸公司商船三井在3月宣布,將與埃克森美孚公司簽訂6艘LNG船長期租賃契約。這6艘LNG船中有2艘已由韓國現代重工建成交付,而剩下的4艘將與中國船廠簽訂建造契約或購買協定。
內需靠山
中國船舶產業基金副總經理王坤秀對本報表示,該基金今年的重要投資方向將是LNG船為代表的特種船舶。支撐船舶產業基金投資決策的,正是國內市場對天然氣進口的巨大需求。
2009年,中國進口液化天然氣553.2萬噸,同比增長65.8%,占當年中國液化氣進口總量的57.1%。中國的天然氣消費在2004年至2008年間,每年平均增加近100億立方米。
近年來,國內不時出現的局部“氣荒”,使石油企業和地方政府加大了LNG進口力度。
滬東中華最新的一艘LNG船訂單,來自上海液化天然氣海運有限公司,後者將為上海的LNG項目運送液化天然氣。
從2009年開始,馬來西亞將向上海供應液化天然氣,數量從110萬噸起逐年增加,2012年後,保證每年供應300萬噸液化天然氣。這些液化天然氣都將由中國生產的LNG船舶運送。
與上海的情況類似,廣東和福建兩省的LNG進口項目也已落實,我國已有11個省份計畫建設大型LNG進口項目。這些來自印尼、澳大利亞和俄羅斯的氣源,將被裝進眾多的LNG船漂洋過海。
2010年國內將需要38艘LNG船,到2015年將超過65艘,國內對LNG船的巨大需求將成為中國船企“抗韓”的最大靠山。
天然氣利用的總體趨勢及戰略
項目
以氣代油在建材、冶金、醫藥、輕工等行業中,目前企業廣泛使用液化石油氣、輕柴油和重油作工業燃料,油價的波動、油源和運輸條件的制約,影響著產品質量和升級換代,也影響著空氣品質的改善。使用燃油的工業企業,若實施以氣代油工程,其改造工程量少、投資省、見效快,技術上完全可行,而油改氣項目用氣量大,用氣穩定,也是天然氣利用市場開拓初期主要的支撐項目。
範圍
城市氣化城市燃氣主要包括居民生活用氣、商業、公用事業等行業用氣,中小型工業用氣以及機動車替代燃油用氣等。城市燃氣是城市重要的基礎設施,也是衡量城市現代化的重要標誌之一。
結構
為了最佳化城市燃氣結構,提高供氣質量,改善環境,天然氣作為清潔能源必將成為我國現代化城市的首選燃料,到2010年,將成為我國大中城市燃氣的主導氣源。
以氣發電天然氣發電用氣量大,是世界上燃氣需求增長最快的領域,也是我國開拓天然氣市場的主攻方向,同時,電力工業清潔化和大型化已成為發展的必然。