天然气运输

液化天然气的船运

液化天然气运输是实现液化天然气贸易的必要手段,因而是

液化天然气产业链中的重要一环.而天然气液化又为运输提供了

大液气密度比的物料〔一体积液化天然气的密度是一体积气态天

然气的600倍〕,大大提

高了运输效率,有力地促进了世界天然气贸易的增长.

液化天然气的运输可以有三种方式：船运、车运和管道输送.

这三种运输方式中,管道输送,特别是长距离管道输送由于还存在

技术上的一些困难,在应用上尚无实例.而液化天然气的海上运输

技术不断成熟,船运是液化天然气运输的主要方式,占世界液化天

然气运量的80%以上.

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世纪50年代,随着天然气液化技术的开展,开始了液化天

然气海上运输技术的研究.1959年,甲烷先

锋号〞的成功航行实现了液化天然气的第一次海上运输.根据

LNG

Shipping

Solutions的统计〔2004年〕,世界上正在运营的液化天然

气运输船已达151艘以上.其中,运输水平

5X104m3以下的15艘,5〜12X104m3的16艘,而运输水平超

过12X104m3的达120艘.LNG运输船的大型化趋势明

显.2007年第十五届国际LNG大会发布的数

字,至2005年5月,全球已有181艘LNG船,2005〜2007年

有74艘LNG船完成建造交付使用,最大的已超过25X104m3.

一、液化天然气海上运输的特点

液化天然气低温、易燃、运输量大的特点,使液化

天然气海上运输也具有不同于其他海运的特点：投资风险高、产

业链特性强、运输稳定o

1.

投资风险高

液化天然气采用常压、低温运输,LNG运输船的储

槽需要低温绝热,建造费用高.目前,运输水平13.8X04m3的LNG

运输船造价为1.5〜1.6亿美元,比同样输送当量的油船造价高由

4〜5倍.因而,液化天

然气的运输本钱占液化天然气价格的10%〜30%,原油

的运输本钱只占10%.

LNG运输船是为载运-163C的大宗LNG货物的专用船舶,

用途单一,经营上也缺乏灵活性,这使液化天然气船舶的投资风险

比其他种类船舶更大,在投资之前一般需要掌握20年以上的长期

运输合同.

2.

产业链特性强

液化天然气产业链是一条资金庞大、技术密集的完整链系.

液化天然气海上运输链接了气源〔液化工厂〕和下游用户〔接收

站〕.从工程前期研究开始,到实现合同运输,各个环节密切相连,

相互影响,同步推进,形成了事实上的液化天然气海上运输链.

3.

运输稳定

液化天然气运输大多为定向造船,包船运输,航线和港口比

拟固定,并要求较为准确的班期,无方案停泊较少.由于世界液化

天然气运输的即期市场没有由现,因此其运输费用主要取决于气

源地的天然气价格、运输距离以及船舶的营运本钱等.运费收入比

拟稳定,来自外界的竞争相比照拟小.

二、LNG运输船结构特点

液化天然气运输船是专用于载运大宗LNG,除了

防爆和运输平安外,尽可能降低气化率是运输这种物料的必然要

求.单船容量也不断增大,典型的LNG船尺寸见表5-15.

双层壳体

液化天然气运输船设计普遍采用双层壳体,在船舶的外壳体

和储槽间形成保护空间,从而减小了槽船因碰撞导致储槽意外破

裂的危险性

表5-1

典型的LNG船尺寸

容量/m3(t)

目

项1250

00

(50000

)

16500

0

(661800

)

2000

00

(80000

)

/

m

长

260

273318

/

m

宽47.2

50.951

/

m

高

26

28.330.2

水

/

m

吃

11

11.912.2

舱

数

货

4

45

储槽采用全冷式或半冷半压式.大型LNG运输船

一般采用全冷式储槽.小型沿海LNG运输船一般采用

半冷半压式.LNG在101.325kPa、-163C下储存,其低温液态

由储罐外的绝热层和LNG的蒸发维持,储罐的压力由抽去蒸发

的气体来限制,蒸发气可作为运输船的推进系统燃料.

隔热技术

低温储槽可以采用的隔热方式有真空粉末、真空多层、高分

子有机发泡材料等.真空粉末隔热,尤其是真空珠光砂隔热方式,

具有对真空度要求不高、工艺简单、隔热效果较好的特点.但在保

证制造工艺的前提下,与真空粉末隔热相比,真空多层隔热具有以

下优点：

(1)

真空粉末隔热的夹层厚度要比真空多层隔热夹层大一倍,也

即对于相同容积的外壳,采用真空多层隔热的储槽的有效容积要

比采用真空粉末隔热的储槽大27%左

右,因而相同的外形尺寸的储槽可以提供更大的装载容积.

(2)

对于大型储槽来说,由于夹层空间较大,粉末的质量也相应

增加,从而增加了储槽的装备质量,降低了装载水平,加大了运输

能耗,这点在大型LNG槽船上尤

其明显,而真空多层绝热方式具有这方面的显著优势.

(3)

采用真空多层隔热方式可预防槽船航行过程中因运动而产

生的隔热层绝热材料沉降.

轻质多层有机发泡材料也常用于LNG槽船上.目

前,LNG储槽的日蒸发率已经可以保持在0.15%以下

[2].另外,隔热层还充当了预防意外泄漏的LNG进入内

层船体的屏障.同广泛应用在低温管道和容器上的隔热板结构一

样,LNG储槽的隔热结构也是由内部核心隔热局部和外层覆壁组

成.针对不同的储槽日蒸发率要求,内层核心绝热层的厚度和材料

也不同,而且与一般低温容器上标准的有机发泡隔热层不同,LNG

储槽的隔热板采用多层结构,由数层泡沫板组合而成.所采用的有

机材料泡沫板需要满足低可燃性、良好的绝热性和对LNG的不

溶性.

内层核心有机材料泡沫板的材料选取一般为聚苯乙烯泡沫、

强化玻璃纤维聚亚氨酯泡沫或PVC泡沫材

料.另外,LNG运输船上的隔热板还可以和内层核心隔热第二层

一起充当中间的LNG蒸气保护屏,第三层由

两层玻璃纤维夹一层铝箔构成.

外层覆壁一般由0.3mm的铝板、波纹不锈钢板

〔304L,1.2mm〕或镇〔36%〕一钢合金〔0.7mm〕组成,它

不但可应用在外层覆壁和夹层,还可作为与LNG接触的第一道屏

障.所有的金属板都被焊接在一起,有机材料用2-K

Pu胶黏合.

〔三〕

再液化

低温LNG储槽限制低温液体的压力和温度的有效方法是将

蒸发气再液化,这可以降低低温液体储槽保温层的厚度,进而降低

船舶造价、增加货运量、提升航运经济性.

低温LNG槽船的再液化装置的制冷工艺可以采用以LNG为

工质的开式循环或以制冷剂为工质的闭式循环.以自持式再液化

装置为例,装置本身耗用1/3的蒸

发气作为装置动力,可回收2/3的蒸发气,具有很高的

节能价值.虽然,再液化技术至今还没有应用到LNG船上,但根据

LNG船大型化和推进方式的变化,采用BOG的再液化已提到日程.