科技含量最高，造价最贵的船舶了解一下
2018年8月6日 16:57
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？今天带你揭开LNG船的神秘面纱！
一、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。
▲动力室全景
▲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。
二、LNG船建造
LNG船有两种建造形式：旧货船改造和新船建造。
(一)旧货船改造
全球63000～68000吨级散货船过剩，而各国家地区LNG船需求增长。在此背景下，船东愿意把散货船改造成LNG船，让过剩的散货船“重获生机”。
▲标准64000载重吨散货船的船体可容纳1个容积为4.5-5万立方米的LNG液罐
(二)新建LNG船
LNG船采用分段建造模式。
▲分段式建造节省场地和工期
具体流程为：
1.设计
▲LNG船设计技术要求高
2.切割钢板
▲通常采用17米的钢板，切割误差必须控制在1.5毫米之内
3.焊接
钢板验收合格后开始焊接作业，制成分段构件。
▲机器人焊接可提高工作效率
▲人工焊接精度高
4.组装
焊接好的分段构件从车间转移至船坞组装。
▲每个分段都重达上百吨，使用龙门吊组装
5.安装动力系统与管线
▲动力系统
▲每艘船的管线多达2万根
▲这些管线要在车间焊接，焊缝需通过X光检查合格后进行组装
6.液货舱安装
LNG船50%的建造费用于安装液货舱。
▲货舱安装需要专用码头
▲薄膜型液货舱每层都是由厚实的绝缘箱材料和殷瓦钢组成
▲精度要求高，一只绝缘箱的最大变形率要求每米不超过0.06毫米
▲薄膜90%的焊接过程由机器人自动焊接完成
殷瓦钢焊接技术十分独特，必须由持有GTT公司G证的殷瓦钢焊工完成，而建造一艘LNG船需要近百名这样的焊工。
▲培训一名G证员工的费用至少20万
7.泵塔安装
▲泵塔包括主卸货管路和应急泵井，形状是三脚格架结构
▲安装用于支撑液舱进出梯子和其它管系设备
这时建造基本完成。
▲正式服役之前还需进行一系列调试工作
(三)建造难点
1.安装环境要求苛刻
殷瓦钢是一种非常“娇贵”的材料，常温下接触到水或油，8小时以内就会生锈。殷瓦钢厚度仅为0.7毫米，一旦生锈，整张报废，所以在保存时必须贴膜。
安装殷瓦钢的环境必须足够干燥，任何液体物质不得带入车间，连工人的手套都是特制的吸汗手套。
2.保冷技术要求高
为维持舱内低温系统，货舱内部必须用殷瓦钢全部覆盖，形成一个“天衣无缝”的内胆。
3.关键技术专利被垄断
目前LNG船的一些关键技术专利被国外公司垄断，要想使用必须支付高昂的专利费用。
(四)哪些企业能建造LNG船？
LNG船建造要求极高，全球仅有29家船厂能够建造。
挪威的MOSS球罐式和法国的GT和TGZ薄膜式LNG船是现代LNG船只的原型，80年代初，日本川崎重工引进了MOSS型并开始建造，1995年韩进重工和三星重工分别引进了GT型和TGZ型，随后逐渐形成了韩国以薄膜型为主、日本以MOSS型为主的两大格局。
三、LNG船工作流程
(一)装载
(二)运输
(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。
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。
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。
四、发展历程及现状
(一)发展历程
LNG船是现代为方便海上运输天然气而建造的，目前仍属于发展阶段。
1975年前，大多数LNG船为容量小于10万立方米的小型LNG船，随着技术的发展，LNG船的容量不断增加，目前最大的LNG船容量已经超过20万立方米。
截止2015年，全球运营LNG船达到415艘，预计到2030年全球LNG船将超过700艘。
(二)新型LNG船
随着人们环保意识的增强，在陆上建设液化厂和LNG接收终端受到的限制越来越多。解决这一难题最有效的途径就是在海上建造FLNG和LNG-FSRU。
FLNG为浮式液化天然气装置，可代替岸上传统的液化天然气工厂。
除“Hilli”号外，Golar LNG公司还考虑将“Gimi”号及“Gandria”号改造成FLNG。
今年即将竣工的Prelude号FLNG，是目前全球最大的船，每年可生产360万吨LNG。
LNG-FSRU(Floating Storage Regasification Unit)是集LNG的接收、储存、再气化为一体的海上浮式装置，被称为“移动的接收站”。
五、中国LNG船和发展趋势
(一)中国LNG船
我国在20世纪90年代中期展开LNG船的技术跟踪和开发工作，中国船舶公司于1999年成立LNG船研究小组。
目前国内已拥有LNG船技术许可的船厂有：
中国LNG船建造方面起步较晚，但发展迅猛。目前，中国现役LNG船有7艘，LNG船市场份额约占全球的19.7%。
随着中国沿海各LNG规划项目的实施，中国LNG进口贸易发展迅速，预计到“十三五”末，LNG进口量将超过6000万吨/年。届时，预计中国LNG船队保有规模将达到50-60艘。
在LNG船市场高度集中的背后，是船企必须面对的“三高”壁垒——高资本投入、高工艺要求与高管理质量。由于市场潜力巨大，投资回报相对丰厚，各国都对这个“蛋糕”虎视眈眈，互不相让。
从各国的订单份额来看，韩国是最大赢家，在全球146艘订单中，韩国船厂手持108艘，占总数的74%。
沪东中华是迄今为止中国所有大型LNG运输项目的首选船厂。目前，沪东中华手持LNG船订单量达到14艘。
在能源日趋紧张的情况下，全球液化天然气（LNG）的生产和贸易日趋活跃，正在成为世界油气工业新的热点。
LNG船是一项高技术密集型装备，对中国的造船工业仍是一项考验。但只要我们能够以科学的态度，认真仔细地去做好每一件事，一定能战胜LNG船建造过程中的重重困难。我们相信，克服了千难万阻之后的中国造船工业，必将为中国经济的腾飞做出新的贡献。
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