液化天然气船的进展及其相关问题探讨物位仪表

液化天然气船的进展及其相关问题探讨

液化天然气船的进展及其相关问题探讨 2011年12月09日 来源： 1前言天然气是一种优质高效洁净的绿色能源，用途较石油和煤炭更为广泛，90％以上的能源领域都可使用。当被冷却至－160℃～－163℃（110K～113K）时，天然气会液化，其体积只有气态的1/600，可由装备有绝热气柜储槽的LNG槽船进行运输，在到达终点口岸后通过终端再汽化装置液货汽化，通过输气管道或其它方式供应给用户。LNG船解决了LNG资源分布不均的问题，使远洋贸易成为可能。LNG船的技术开发对于发展LNG能源具有举足轻重的意义。2LNG船输运的历史和发展及我国发展LNG船的必要性1999年底世界主要地区天然气蕴藏量达146.43万亿立方米，当年世界天然气贸易量为4847亿立方米，其中有四分之一以LNG方式运输。2002年世界LNG贸易增长率为10.1％，达1369亿立方米，占国际天然气贸易量26％，占全球天然气消费总量的5.7％。LNG船是高技术、高难度、高附加值的船舶。世界第一艘LNG船问世于60年代，1969年世界共有LNG船5艘，舱容量为8.5万立方米。1980年8艘，1990年75艘，到2001年6月已增至128艘，舱容量1420.2万立方米。随着世界各国LNG需求量的增加，新建的LNG船趋向大型化。LNG船单船平均舱容量已由1970年的3.3万立方米增大到2001年的11.1万立方米。90年代LNG船建造国有近10个，由法国、日本、美国三国鼎立，现在则是日、韩称雄世界。韩国大宇造船公司是目前LNG船建造能力最强的，到2001年7月已拥有LNG船订单37艘，占世界手持订单的46.8％。韩国开发的新一代LNG船，是以自身LNG舱汽化形成的天然气为燃料发电，再以电能为推进动力，比传统柴油机系统提高效率30％以上，一年节省燃料费用100万美元以上，此外机舱布局合理话，推进装置所占空间缩小，承载容量比传统同型船增加9000立方米，达14.7万立方米。LNG船运技术已经相当成熟。当前在世界LNG贸易中日本（占55.8％）、韩国（占14.1％）和台湾省（占4.3％）占四分之三。1998年10月起我国开始进口LNG，当年中国LNG的消费量为220万立方米，预计2010年的消费量将增至800万立方米。LNG已成为我国本世纪初能源开发利用的重点，虽然国内LNG产量会有很大增长，但据预测，2005年和2010年我国天然气供求缺口将达173亿立方米和337亿立方米（约为1300万吨和2450万吨），再者从能源市场变化的战略考虑，将需要进口数以千万吨的LNG。为了提高天然气供气的可靠性和降低天然气的最终消费价格，我国应拥有自己的LNG船队，这样在日益加剧的能源争夺站中才能保证LNG海上运输的主动权。我国LNG船队的建立应借鉴其他国家的经验立足于自行研究和建造，发展造船业，提升造船技术。能源部门已把大力发展LNG船运技术确立为“十五”发展之重点。3液化天然气槽船的结构目前所有的液化天然气槽船都是双层壳体设计，从而在船舶的外壳体和货柜间形成了一个保护空间，减轻了槽船碰撞货柜意外破裂的危险性。在LNG及LPG的液货运输时，槽船可采用全冷式或半冷半压式储柜，在大型天然气液货运输时，一般采用全冷式储槽。天然气液货状态保持在1.0atm，－163℃（～110K），其低温液态由储槽外的绝热层和LNG的蒸发维持，储槽内的压力由抽去蒸发的气态组份来控制，蒸发的天然气还可应用于轮船的推进系统。目前所使用的液化天然气槽船的低温储槽结构形式可分为“薄膜式(Membrane)”储槽和“自支承式(Self-supporting)”储槽技术两种：“薄膜式”储槽技术，由Gaz. Transport Technigaz S. A., Trappes, France发展。采用船体的内壳体作为货柜的整体部分。货柜第一层为薄膜层结构，其材料采用不锈钢或高镍不锈钢，第二层由刚性的绝热支撑层支承。货柜被安装在船壳内，液货和货柜的载荷直接传递到船壳的结构；“自支承式”储槽技术的货柜是独立的，它不是船壳体的任何一部分，在货柜的外表面是没有承载能力的绝热层。由于“自支承式”储槽的设计和结构特点，它只需要部分的第二层。储槽的整体或部分被装配或安装在船体中，最常见的即是球形(Spherical)储槽，由Kvaerner Moss Roscnbry, Oslo提出。其材料可采用9%镍钢或铝合金，槽体由裙座水平支承，这样可以吸收储槽处于低温而船体处于常温而产生的不同热收缩。最近，Ishikawajima-Harima Heavy Industries SPB Co. Ltd. Tokyo. 设计了一种采用铝合金材料的棱柱形(Prismatic)“自支承式”储槽。以1999年为例，国际航运市场上共活跃着99艘大型液化天然气槽船，其运输能力为1.07千万立方米，合450万吨，其中13艘为<5万立方米级别，71艘为>10万立方米级别；99艘中的40艘采用“薄膜式”储槽结构，50艘采用球形“自支承式”储槽结构，2艘采用棱柱形“自支承式”储槽结构，7艘采用其它结构形式。目前，发达国家的技术能力已可保证20万立方米级别大型液化天然气槽船的制造。4液货储槽的绝热技术应用于低温储槽的绝热方式一般有真空粉末、真空多层、高分子有机发泡材料等，需根据液货的状态及储槽的规格选择合适的保冷方式。真空粉末绝热，尤其是真空珠光砂绝热方式，具

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