生产成LNG便于海洋航运到消费地区,一立方米液
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LNG是全球化石燃料贸易发展最快的一种方式。东亚是天然气资源相对贫乏的地区,LNG的输送形式,适合于开发如中东、东南亚等的闲置天然气,生产成LNG便于海洋航运到消费地区。LNG运输船有个有趣的特点:花开在西欧,结果在东亚。

问:有“沉睡的氢弹”之称的天然气运输船威力真的很大吗?是否真如传说那么厉害?

单次可装载470万家庭1个月用气量

本文专题回答2017年LNG运输船状况:

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4月上旬,中国船舶工业集团有限公司所属沪东中华造船有限公司与世界著名船级社DNV-GL,签订共同开发27万立方米LNG运输船的协议,这将是世界上最大型的LNG运输船。

▲ 奠定船舶围护系统基础的公司法国大西洋造船厂和挪威苔罗森伯格公司。

液化天然气载运船,也叫LNG船,这是一种专门运送液化天然气的货船。由于液化天然气本身存在危险性,所以制造可能安全运送的专业船只难度相当大,据说当前世界上能够有能力建造这种运输船的船厂只有十几家而已。一艘液化天然气运载船的运量有多大,你可能无法想象。一艘中国“大鹏昊”天然气运载船可以一次性运送15万立方液化天然气,经过气化后就是接近一亿立方的天然气,至少能够满足上海这样的城市连续使用一个多月。

据了解,DNV-GL是国际海事界历史悠久的船级社,在大型集装箱船、LNG船、大型邮轮等船型的监造方面技术领先。沪东中华是中国船舶工业集团下属五大造船中心之一,在军用船舶、民用船舶建造领域经验丰富。双方计划共同开发的超大型LNG船,预计明年底可完成研发。

▲ 世界上建造LNG运输船最多的国家韩国。

我们都知道,天然气液化的温度是零下161.5度,为了达到液化天然气的目的,其专业运输船只的温度也都要到零下162度左右。液化后的天然气体积相当于原来的六百分之一倍,可见液化的作用有多么大。如果要让一船液化天然气发生爆炸事故,那必须先要让其发生泄漏才有可能。液化天然气在运输罐中发生爆炸的可能几乎没有,为了防止可能的情况,储藏罐中的天然气被分割在不同区域中,而且密封很严密,根本不可能发生爆炸。

相较于常规型17万立方米级别的运船型,27万立方米的LNG运输船单船运输能力将提升55%,单位运输成本降低25%~30%,经济性大幅提升。具体来说,一艘17万立方米的LNG船一次可运输1亿立方米天然气,可为300万个家庭提供1个月用气;而一艘27万立方米的LNG船一次可运输1.55亿立方米天然气,可为470万个家庭提供1个月用气。

▲ LNG运输船生产最多的的公司韩国三星造船公司和大宇造船厂。

而一旦出现容器破裂、管线失效以及阀门泄漏这种状况,天然气就会发生泄漏。这时只需要一个简单的火源,便可引爆整船天然气。当年美国人给日本扔的原子弹,投掷在广岛的“小男孩”原子弹,是一颗铀弹,长3米,直径0.7米,内装60公斤高浓缩铀,总重量约4吨,梯恩梯当量约为1.5万吨,这和液化天然气所释放的能量相比简直是小巫见大巫。据相关测试数据显示,一立方米液化天然气爆炸的威力相当于1.9吨TNT,而如果一船20多万吨液化天然气一块爆炸的话,当量差不多接近50万吨,相当于33颗广岛原子弹。因此,有人将海上运输液化天然气的LNG船称之为“海上沉睡的氢弹”,咋一听还是有些吓人的。

据了解,LNG船是世界上最难建造的船舶之一,是运载-163℃液化天然气的“超级冷冻车”。目前,韩国企业在国际LNG运输船市场优势明显,在订单获得量与规模上遥遥领先。据统计,2018年全球76艘LNG船订单中,韩国获得66艘、中国5艘、新加坡4艘、日本1艘,而17万立方米的超大型LNG船全部被韩国造船企业 获得。目前已建成的全球最大LNG运输船是由韩国三星重工为卡塔尔天然气运输公司建造的Q-Max型运输船——Mozah,货轮长345米、宽53.8米、高34.7米,吃水12米,货运舱容26.6万立方米,于2008年9月交付。

▲ 目前海洋航运的LNG船舶478艘,其中浮式储存及再气化装置24艘。

一个比较客观准确的说法是:液化天然气爆炸产生的TNT当量仅仅是热量值,而并不是真实的爆炸当量,跟实际的炸弹爆炸有着天壤之别。鉴于其爆炸后出现的沸腾液体蒸汽云爆炸现象,液化天然气爆炸更类似于我们所了解到的云爆炸。而且液化天然气在爆炸过程中没有加入任何的辅助物质,这一点也同样比不上一般的云爆弹。尽管没有核武器那样大的威力,但一船液化天然气爆炸仍旧会产生恐怖的威力。

不过,近年来中国也奋起直追,经过多年钻研和创新,我国LNG船开发建造屡获突破。

▲ LNG船舶围护系统以薄膜型居首,2016年占总数的70.5%。

只要保证不出现泄漏情况,也就不会出现爆炸。在泄漏问题上大家大可放心,因为不管是球罐型还是薄膜型的运载船,现在都采用耐冲击和高强度的特种铝合金和镍瓦钢制成,基本上不会出现泄漏。而且由于液化天然气本身的重要性,各国的液化天然气运载船也都十分小心。

2008年,沪东中华建成我国第一艘LNG船“大鹏昊”,单船运载液化天然气14.7万立方米。2015年1月,沪东中华建造的17.2万立方米LNG运输船被命名为“巴布亚”号,成为我国自行设计、建造的第一艘出口LNG船。2016年4月,由中国自主设计建造的国内最大LNG运输船“泛亚号”顺利出坞下水,该船总舱容约17.4万立方米。2019年1月,由我国自主设计建造的最大、最先进LNG运输船“泛非”号正式交付。这是澳大利亚科蒂斯LNG运输船建造项目中的最后一条,除了采用双轴系倾斜布置、短球艏、低转速等最新设计理念外,在17.4万立方米级LNG船上应用双燃料电力推进系统与再液化装置组合也属全球首次。

▲ LNG船舶船舱容量以90000~170000立方米居多,属于标准型,2016年占总数的73%。

而且即使发生了轻微泄漏,只要及时补救处理也是不会发生大的事故的。再者,液化天然气爆炸需要有明火,恰好泄漏又恰好遇到明火,这种情况在制度相当严格的LNG船上几乎没有吧。

业内人士表示,此次中国企业计划开发的27万立方米LNG运输船,势必进一步打破韩企的垄断地位,也有助于以单船的大载运量弥补需求缺口。以上海为例,该市2019年1月进口天然气约6亿立方米,采用17万立方米的LNG船需装运6船货。如接收6船27万立方米的LNG船,则等于接收了9.3亿立方米天然气,相当于扩容岸站接收能力50%。在岸线资源紧张的情况下,这种大型船舶是应对LNG需求增长的高效解决方案,可为我国沿海大型城市发展提供装备保障。

▲ 最大的的LNG运输船Q-Max 型LNG运输船。

爆炸惊人,不是传说,是真实。人们能生产这种船只,但不能预防,如果爆炸对附近所有生命体是灾难。目前,全球能制造天然气运输船国家不多,有中、美、韩、日、欧共13家超大型船厂有能力建造,LNG船是造福人类船只,亦能毁灭家园,它是零下约160摄氏度运输液化气专业船舶,有超级冷冻车之称,是造船业世界掌上明珠,它制造过程不亚于建造一艘航母。(破冰天然气运输船)

标签:LNG 运输

▲ 最大的Q-Max 型LNG运输船建造公司韩国三星造船公司。

LNG船专职运输液化天然气,天然气成分是甲烷、乙醇等可燃气体,特点是易挥发和高燃值,10立方米天然气,其燃烧热值是8万大卡至8.5万大卡,相当于TNT0.1吨,产地与提炼技术决定热值,10万立方米天然气产生80万大卡,相当0.1万吨TNT,比不上广岛原子弹,不代表威力小。(LNG船)(广岛原子弹爆炸)

▲ LNG运输船龄最长目前是1969年建造的SCF Arctic号,2014年退役,船龄45年。

比喻“冰是睡着的水”,天燃气是“睡觉可燃物”,液化气危险不单是可燃物,由液体到气体的温度变化和体积变化产生巨大能量,液变气过程使局部体积膨胀产生物理爆炸,气体泄漏让氧气密度降低,氧气浓度低于17%,人类不能生存。

全球LNG船舶建造

罐体压强是多个大气压,泄漏点压力,后果难以估计,泄漏持续弱化,情况加剧,海上没有多余火种,有也是来自船体,碰巧遇火爆炸,威力相当一个氢弹,“沉睡氢弹”不是儿戏。LNG对于平民百姓只有利好,如果被极端恐怖分子所利用就是天大事。

1959年 Constock (芝加哥家畜场与康纳和所属的LNG公司)利用一艘由干式货舱改建舱容为6200立方米LNG试验性罐船,称为甲烷先锋号。英国气体局将船装载2000吨LNG的甲烷先锋号,从美国路易斯安娜州查尔斯湖出发,横跨大西洋运输到英国泰晤士河口的坎维岛,供国营北泰晤士燃气管理局使用。这种独特的货物安全地横渡海洋是世界海运史的首例,标志着LNG准备进入了商业化国际贸易阶段。

液化天然气载运船,简称LNG船,是一种设计用来运送液化天然气的液货船。LNG船技术要求高,建造难度大,目前只有少数几个国家的船厂能够建造。随著液化天然气市场的成长,LNG船的数量也在快速增加。

到1972年开始建造专用的LNG运输船,那时有法国大西洋造船厂、挪威斯科斯特兰德公司、法国拉西约塔公司、挪威苔罗森伯格公司、德国霍瓦尔特造船厂等等,一涌而上,但都属于小规模生产而且产量低。

球罐型LNG船

直到2002年进入增长时期,2008年进入高峰期。西欧LNG运输船建造业走向衰退,其原因是20世纪70年代世界上发生了两次石油危机,世界各国经济受到很大的冲击,这些国家意识到要摆脱石油就必须寻求替代能源,于是法国找到核能发电,而日本寻求东南亚国家丰富的天然气资源,LNG走强的序幕拉开了,东亚不但是最大的进口地区,而且也是最大的运输船建造地区。LNG交易量逐年增高,全球LNG运输船随之增加,2016年底LNG运输船服役总数达478艘,其中有24艘浮式储存及再气化装置,航运的LNG运输船有454艘。2016年底航运容器设计总能力为6930万立方米,但实际服役能力为6470万立方米。

薄膜型LNG船

中国起步较晚,2008年才开始建造完成大鹏昊和大鹏月。

液化天然气运输船发展历史

LNG贸易仍然以照付不议合同为主,短期和现货贸易一般在28%左右。2016年LNG贸易量达263.6MT,有454艘LNG运输船在航运。

天然气液化后体积可以缩小至原来的1/600,但是温度需要维持在-163℃以下。要想获得如此的低温并非易事,因此早期有设计师设计建造一种能耐受100倍大气压的容器,利用这种容器将天然气体积压缩至1/100。采用这种方式运输天然气的船舶就称为CNG(压缩天然气)船。CNG船操作相对简单,不需要液化、再气化等步骤,也不需要专门的靠泊装置。然而CNG船天然气体积大,空船重量大,空载返程的成本几乎与满载时一样,导致其长途运输经济性不高。目前CNG船有一定的发展,但造价高昂,单艘CNG船造价可达2亿美元,装载量低(相对的,这个价格可以建造一艘超过20万立方米的LNG船);500海里内的短距离运输经济性又比不过管道运输;加之目前尚未有大量应用,业界对此尚有疑虑。

表中FSRU指浮式储存及再气化装置。现货和短期贸易是指4年以下的合同。

球罐式围护系统最早由挪威的莫斯-罗森伯格造船公司于1970年提出。其后另一家挪威公司克瓦纳集团收购了该公司,因此球罐式系统也称为Kvaerner-Moss式。球罐式围护系统在20世纪一度占据主流地位,2000年全球正在营运的LNG船中,球罐式约占50%,薄膜型占46%。但随着LNG船大型化的势头越来越迅猛,2003年在建的新LNG船中仅有32%使用了球罐型系统,而薄膜型则占到了62%。球罐式系统的优点是寿命长,没有晃荡问题,结构较强,可以进行应急卸载,发生碰撞时不易损坏液舱;缺点是船舱利用率低,船舶体积大,建造成本高,对于大容量液舱要更新全部制造和模具等,导致成本进一步攀升。

2010~2016年全球LNG贸易量和船舶建造数

1963年,法国燃气和日本邮船联合成立Technigaz,专攻LNG运输方面的研发。1964年,Technigaz申请了薄膜型液货围护系统的专利,后来改进成为Mark I型液货围护系统。另一边法国Worms & Cie集团的皮埃尔·让在1963年开发出了基于殷瓦钢的薄膜型围护系统,也就是日后的NO型液货围护系统的鼻祖。1965年Worms & Cie成立了Gaztransport公司,专门做液货围护系统。1969年菲利浦石油与马拉松石油向Gaztransport订购了两艘LNG船阿拉斯加极地号和北极东京号,两者货舱容量均为71500立方米,在瑞典Kockums船厂开工建造。1994年,Gaztransport和Technigaz合并成GTT公司。2011年,GTT研发出Mark III型系统,由两层薄膜和一层保温层构成,主要薄膜为波纹型的不锈钢薄膜,次要薄膜使用复合材料,直接由船体结构支撑;2012年,NO系列最新的NO96型号面世:其双层薄膜材质均为殷瓦钢,主要薄膜由主保温层和次保温层共同支撑。两种最新型号的围护系统均达到了日蒸发率0.07%的水平。

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