天然气是全球公认的清洁环保能源,大量进口天然气已经成为各国共同的能源战略部署,液化天然气LNG的进出口国之间往往相隔万里,跨洲、跨洋长距离运输的艰巨任务,只有海上巨无霸——LNG船能够胜任。
那么它与普通船只有何不同,为何能肩负这一重任呢?本文将揭开LNG船的神秘面纱!
LNG船概况
一、什么是LNG船?

LNG船是运输液化天然气(常压下沸点为-163℃)的专用船舶。
△LNG船在LNG产业链上起着枢纽作用
△LNG船被称为"海上超级冷冻车",是高技术、高难度、高附加值的"三高"产品
二、特点
LNG船具有高安全性、高效益性、高环保性、抗风浪能力强等优点。

△全球最大的LNG船Q-Max长345米,宽45.75米,船型深34.7米,一次LNG运载量高达26.6万立方米,可满足北京2000万居民2个月的用气需求
但LNG在存储过程中的沸腾和翻滚现象,容易导致天然气蒸发释放,既浪费能源,又容易引起爆炸,对设备、船体及港口的安全也造成极大的威胁。
△一艘16万立方米的LNG 船满载时所储存的LNG总能量约是广岛原子弹的70倍,一旦爆炸,后果不堪设想。
三LNG船分类
LNG船主要有球罐型、薄膜型和自持式棱柱型三种。目前,全世界有107艘球罐型LNG船,306艘薄膜型,2艘自持式棱柱型。

△球罐型
△薄膜型
自持式棱柱型
1.球罐型
液货舱为球形,一艘LNG船有4-5个球型贮罐。
△球型贮罐采用9%镍钢和铝合金5083,MIG焊接,球体外敷设两层聚胺酯泡沫绝缘材料
△球罐总重量高达900吨左右,由支承围裙与船体相连
△最大球罐的内径超过40米
△球型罐液面晃动效应小,操作灵活,安全性能高;但航行风阻大
2.薄膜型
液货舱直接安装于船体。常用船型有MK Ⅲ 型和No.96型。
△MKⅢ型主要材料为波纹型304不锈钢,TIG焊接
△No.96型液货舱有两层绝缘层:主次层薄膜均为0.7毫米厚的殷瓦钢,TIG焊接
△薄膜型主屏壁薄,绝热性好,强度高,用材少,能耗小;但晃动效应影响大,装载受限制
3.SPB型(自持式棱柱型)
目前全世界只有两艘SPB型LNG船,均属于日本IHI公司。
△SPB型设计自由度高,空间浪费小,结构牢固,可靠性高,任何液位都不会发生载荷晃荡,蒸发率低
此外还有一种中小型LNG船,这种船营运周期短,中转频繁,内河航运受限小。
△该船通常采用独立式C型液货舱,无需次屏蔽,建造简单,载货量一般在10万立方米以内
四LNG船系统组成
LNG船主要有四个系统组成:船舶动力推进系统、货物围护系统、管路系统、辅助设备系统。
1.船舶动力推进系统
该系统的主要组成设备有:蒸汽轮机、发电机、主锅炉等。
△引擎模拟:双动力引擎,燃料来源于LNG蒸发气、柴油
2.货物围护系统
主要包括液货舱、泵、空气压缩机等。
△液货舱由主、次两层绝热绝缘层和相应的保护薄膜组成
△为减少LNG的蒸发,每个液货舱都装有一个喷淋塔,利用喷淋泵管内的液态天然气为货舱降温
△此外,当LNG液位较低,主液货泵无法排出时,可以开启扫舱喷淋泵
运输过程中受保冷效果、运输时间等因素影响,部分LNG会挥发,当挥发量大于动力燃料的需求时,就需要将多余的天然气再液化。
△多余的蒸发气通过BOG回收系统再液化
△再液化设备
3.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,为船舶输送动力
△超低温管路应用于货舱区域,用于装载LNG
4.辅助设备系统
该系统主要是由透平给水泵、氮气发生器、惰性气体蒸发器、强力风机、空气压缩机、各类油泵、水泵等组成。
LNG船工作流程
一装载
△LNG液化厂为LNG船提供原料
△装料
二运输
△船东为了使船尽其用,会让船舶满载航行时间尽可能长
三卸载
LNG船的终点站是LNG接收站。在即将靠近接收站码头时LNG船要提前调整位置,利用拖轮将其拖到指定位置。

△拖轮工作
LNG运输船抵达卸船码头后,通过船上的输送泵、LNG卸料臂及卸船总管输送至接收站上的LNG储罐中。
△卸料臂:连接接收站与LNG船
△LNG 进入储罐后产生的蒸发气,通过返回气管道回输至LNG船舱中,以保持卸船系统的压力平衡。
在卸船完成后,卸料臂拆除前,从卸料臂顶部注入氮气,将卸料臂中的LNG分别压送回船舱内和码头卸船总管,蒸发气通过管线输送至码头火炬臂中烧掉。
(本文摘自船舶海工圈微信公众号)