【科普】LNG船的简单知识
发表于 2016-01-14 16:46
LNG运输船是指载运LNG(常压下沸点为-162.5℃)的专用船舶。LNG(液化天然气)的主要成分是甲烷,还有一些乙烷、丙烷、少量的氮、二氧化碳、硫化氢等。天然气常温常压下为气体,而同等质量的LNG体积只有天然气的1/600左右,所以,为了提高天然气的运输效率,通常都将天然气液化成LNG进行运输。LNG船目前的标准载货量在12万~15万m3之间,一些先进国家已经能设计出16万m3、20万m3、甚至30万m3的LNG船,但是由于船只尺寸通常受到港口码头和接收站条件的限制,所以LNG船的舱容量可能会稳定在十几万立方米的水平上。LNG船的储罐是独立于船体的特殊构造。在该船的设计中,考虑的主要因素是能适应低温介质的材料,对易挥发、易燃物的处理。LNG船的使用寿命一般为35~40年。
鉴于LNG特殊的理化性质,对LNG船的各方面性能要求极高。所以,LNG船被称为是前所未有的高技术、高难度和高附加值的船舶。
LNG的危险性LNG由于是低温液体,所以LNG除了具有和原油相似的危险性外,还有着其特殊的低温危险性,具体表现在以下几个方面。
首先,LNG是-162.5℃的低温液化气体,当其与人体直接接触时,裸露在外的皮肤会被冻伤。如果皮肤与LNG接触时间过长,就会造成永久性的伤害。严重时,可能会危及生命。再者,工作人员进入舱内作业时,由于LNG的蒸发,如果达到一定的浓度,会造成窒息甚至死亡。
其次,由于LNG在储存过程中出现的沸腾与翻滚现象,容易导致液货舱内的压力急剧升高,冲开安全阀,从而导致大量的天然气释放到空气中。一方面是能源的浪费,一方面会造成天然气在空气中的浓度超过规定,而引起爆炸以及火灾,对于船体的本身及港口、设备的安全也造成极大的威胁。
LNG运输的特点(1) 商务结构因项目而异
LNG贸易,目前基本采用离岸价(FOB)或目的港船边交货价(DELIVERY EX SHIP,简称DES)二种合同方式。FOB贸易合同方式,买方负责运输;DES情况下,则是卖方负责运输。因项目需要,上游卖方或下游买方投资中游运输项目,已成时尚。
无论是买方还是卖方负责运输,运输投资因项目参与各方的商务结构而异。
(2) 投资风险相对较小
作为大型国际贸易和运输项目,LNG项目可行性研究阶段便深入研究项目风险,制定规避和减少项目风险的策略和采取措施。就运输项目来说,运行存在的风险和各有关方的利益,通过租船合同、造船合同和船舶融资合同谈判,以合同方式确定。
LNG运输,通常服务于长期的租船合同,投资收益相对固定,受市场影响不大。运输项目乃至整个LNG项目链,最大风险是最终用户的支付能力。
(3) 安全、可靠和稳定的运输
LNG运输,被行业人士称为“一条浮动的海上管道”,最重要的特点是LNG运输的安全、可靠和稳定。
LNG运输,绝大多数LNG船舶是为项目服务,一旦船舶出现事故不能继续运行时,难以找到替代船舶。所以,行业人士从一开始就注重LNG船舶安全管理,以保证LNG船舶运行的安全、可靠和稳定:一方面,从LNG船舶建造之初,元论是船舶的性能设计、设备选用,还是建造施工质量管理,均比一般商业船舶标准高、要求严;另一方面,船东公司建立安全管理体系和人员组织体系,付出高额费用维护船舶,雇佣业务素质高和经过严格培训的船员。
从运行历史看,LNG船舶有着良好地安全记录。自1960年代LNG船舶从事运输以来,仅发生过二起较大的船舶搁浅事故(一起1979年发生在直布罗托海峡,一起1984年发生在日本TABATA),且二起事故都只是船体受损,货舱未受损伤。
(4) 类似班轮运输
LNG船舶运输,除了需要安全、可靠和稳定以保证下游用户可靠用气外,还因为运输计划的变动将牵动上游生产和下游用气计划的变化,需要严格的LNG链接作业计划,对船舶运输提出了较高的要求。
所以,LNG运输具有类似班轮运输的特点:
?买卖双方,根据LNG购销合同中确定的年度、季度和月度贸易计划,制定运输计划。一旦运输计划确定,不做较大变动。
?以固定的船舶,航行于固定的航线,按计划靠离港口泊位。一般情况下,船舶准点率控制在一小时内。
1970年代末期,也曾出现过为数不多的项目外LNG船舶(俗称投机船);到1990年代末期,绝大多数投机LNG船舶找到了LNG项目,投入到了长期合同的运输服务中。
(5)专项造船,投资成本高
船舶运输是定向造船和专项服务,每个项目均有专用项目运输船。因为世界上的现货和短期合同贸易量小,少量的LNG现货运输收入不足以使船东承担高额的船舶资本成本费用和维护费用。
LNG船舶所载货物为常压下摄氏零下163℃的液化天然气,货物围护系统均为耐超低温的材料和设备,推进动力采用蒸汽轮机,且动力燃料来自所载LNG的汽化气。昂贵的货舱材料、高性能的机电设备、高程度的自动化系统和世界顶级船舶的建造标准和要求,致使LNG船舶建造成本比普通商业船舶大的多。
LNG船舶建造现有的LNG船,按照货舱类型分,主要有球型、薄膜型和自持式棱柱型等三种,但成熟的船型是球型和薄膜型。
(1) 球型货舱船
球型货舱船,全称为自持式球型“B”,专利技术由挪威MOSS—ROSENBERG船厂拥有,1954年该厂设计了第一艘球型船。之后,球型货舱技术分别转移到美国、芬兰(玛莎船厂)和日本。1990年代中期,韩国现代重工船厂从挪威船厂购买了球型船货舱技术,并开始建造球型货舱船。
货舱球体本身为高强度的铝合金,分为北半球、南半球和赤道三大部分,由一个基于船体上的圆柱套裙支撑。套裙的上部与球的赤道部分相连接。
为保温,铝合金球的外表覆盖一层厚厚的泡沫绝缘材料。为保护绝缘材料,整个货舱球的最外表面是保护型金属外壳。
(2) 薄膜型货舱船
薄膜型货舱LNG船,最初有GAZTRANSPORT和TECHNIGAZ两家设计公司拥有两种类似的技术,1994年合并成为GAZTRANSPORT&TECHNIGAZ(GTT)。虽然两家薄膜型公司合并,两者均为薄膜型,但两种货舱材料及建造技术均有较大的区别:
?GASTRANSPORT货舱系统,采用双层薄膜,薄膜材料是0.7毫米厚的不胀钢(含镍36%),绝缘箱中绝缘材料为膨胀珍珠岩。
?单薄膜型TECHNIGAZ MARK III,薄膜材料采用1.2毫米厚的不锈钢,绝缘材料为聚亚胺酯与玻璃纤维混合的泡沫材料。
(3)自持式棱型货舱
此类型船舶,为减少货物在舱内晃荡撞击,增加船舶稳性,在货舱内部加一道纵向舱壁将一个货舱一分为二;货舱材料采用耐低温铝合金;货舱绝热材料采用塑料泡沫。目前世界上只有二艘,均为日本ISHIKAWAJIMA HARIMA船厂1993~1994年建造完工。
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