LNG船的裝卸技術(shù)

LNG船的裝卸技術(shù)1、LNG船的類型及其保冷材料LNG船是指將LNG從液化廠運(yùn)往接收站的專用船舶。LNG船公認(rèn)的特點(diǎn)是“三高”：建造附加值高；技術(shù)難度高；可靠性要求高。滬東中華造船（集團(tuán)）公司建造的“大鵬昊”比一架波音-747飛機(jī)還貴。目前世界液化天然氣船的儲(chǔ)罐系統(tǒng)有獨(dú)立型和薄膜型兩種。獨(dú)立型儲(chǔ)罐分為 Conch 型、SPB（IHI）型和MOSS型。薄膜型儲(chǔ)罐有GT型和TGZ型。獨(dú)立型儲(chǔ)罐是與船體彼此獨(dú)立的儲(chǔ)罐，一般每艘LNG槽船上裝有4～5個(gè)貯槽，薄膜型貯槽與船體整體制造。（1）Conch型（半圓頂蓋型）Conch型儲(chǔ)罐的保冷絕熱材料分為兩種：Conch-I型，采用巴爾沙輕質(zhì)木材；Conch-II型，采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫。采用泡沫塑料保冷可以提高絕熱性能，降低LNG蒸發(fā)率。（2）SPB（IHI）型SPB型也稱為獨(dú)立型棱柱型儲(chǔ)罐，是由Conch型發(fā)展而成的，LNG在接近大氣壓的壓力下保存在船中。SPB改變了儲(chǔ)罐絕熱層的位置，將絕熱層貼在儲(chǔ)罐外邊，通過真空層與船體內(nèi)殼相連，改善了Conch型絕熱層材料受到拉力容易造成撕裂的缺點(diǎn)。SPB常用的絕熱材料是加強(qiáng)聚乙烯泡沫或塊狀硬質(zhì)聚氨酯泡沫。（3）MOSS型MOSS型船的儲(chǔ)罐主屏壁（球體）采用9%鎳鋼或鋁合金，球體上的絕熱材料次用硬質(zhì)聚氨酯泡沫和酚醛泡沫雙重絕熱板塊系統(tǒng)。該船的優(yōu)勢(shì)在于：壓力式的液貨艙不需要提供次屏壁，液面晃動(dòng)較小，和傳統(tǒng)的棱柱型液貨艙相比，更適宜于低溫物，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少了金屬材料的消耗量，從而降低了成本。MOSS液貨艙的結(jié)構(gòu)和形式可知：MOSS允許任何程度的不滿艙裝載，而且絕熱層易于檢驗(yàn)和維修。不足之處：船上安裝作業(yè)相對(duì)困難，貨物的容積效率低；且球形液貨艙上部伸出甲板，滿足盲區(qū)要求的難度加大；從熱應(yīng)力控制的角度看，液貨艙內(nèi)部溫度的控制相對(duì)復(fù)雜；另外液貨的重心高；甲板有大開口，甲板結(jié)構(gòu)不連續(xù)。MOSS型的圍護(hù)結(jié)構(gòu)如圖1。1MOSS型圍護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖（4）GT型GT型薄膜型儲(chǔ)罐是法國(guó)GTT公司開發(fā)的，GT型薄膜型儲(chǔ)罐有兩種形式產(chǎn)品：一種是箱型絕熱系統(tǒng)（箱內(nèi)充滿膨脹珍珠巖顆粒）；第二種是法國(guó)GTT公司和美國(guó)MDC公司共同開發(fā)的GT/MDC型薄膜型液貨儲(chǔ)罐。GT/MDC型薄膜液貨儲(chǔ)罐更有利于提高強(qiáng)度和絕熱性能，降低液貨的蒸發(fā)率。GT型薄膜圍護(hù)結(jié)構(gòu)的示意圖如圖2。2GT薄膜型圍護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖（5）TGZ型TGZ也是GTT公司開發(fā)的。TGZ型薄膜圍護(hù)結(jié)構(gòu)如圖3圖3TGZ型薄膜圍護(hù)結(jié)構(gòu)2.LNG船的裝卸由于天然氣是一種易燃的物質(zhì)，所以儲(chǔ)存LNG的液艙中不允許存在氧氣。LNG船在首次充裝液體時(shí)應(yīng)首先進(jìn)行惰化和純化。LNG船充裝液體的主要步驟為：液貨艙的惰化與純化、液貨艙的預(yù)冷、液體的充裝。（1）液艙的惰化與純化液貨艙的惰化是指惰性氣體通過專門設(shè)計(jì)的惰化管路系統(tǒng)送到液貨艙底部的適當(dāng)位置排出。隨著惰性氣體的進(jìn)入，惰性氣體像活塞一樣將液貨艙力的空氣排出艙外。液貨艙的純化是用汽化器將部分LNG汽化并加熱至適當(dāng)?shù)臏囟?，通過純化管路引至液貨艙頂部，方法與惰化類似，天然氣進(jìn)入液貨艙后，也像活塞一樣將惰性氣體排出到艙外。（2）液貨艙的預(yù)冷經(jīng)過惰化和純化的液貨艙還不能直接將LNG灌入，還必須進(jìn)行一個(gè)預(yù)冷的過程，特別是首次充灌的時(shí)間。由于惰化完的液貨艙處于一個(gè)比較高的溫度，距離LNG的儲(chǔ)藏溫度（-162℃）還有一個(gè)很大的溫差。液貨艙要從一個(gè)接近常溫的溫度冷卻到如此低的溫度，冷卻的速度和冷卻的均勻性很重要。液貨艙冷卻的方法是通過LNG的輸送系統(tǒng)，將部分LNG沿著液貨艙的周圍進(jìn)行噴淋，LNG吸收壁面的熱量而蒸發(fā)，艙壁和絕熱材料被冷卻，直到整個(gè)液貨艙被冷卻完整。（3）LNG的充裝當(dāng)液貨艙冷卻后，可以進(jìn)行LNG的充裝。LNG從液貨艙的底部進(jìn)入液貨艙。LNG充裝時(shí)一般不裝滿液貨艙，而是留有2%的空間。（4）LNG的卸貨LNG進(jìn)行卸貨時(shí)也要對(duì)管路進(jìn)行預(yù)冷，且液貨艙卸貨時(shí)不能把所有的液體卸空，一般留有大約2%的液體，使液貨艙保持在低溫狀態(tài)，這是為了再次充裝LNG時(shí)減少預(yù)冷的時(shí)間。小結(jié)LNG船是高技術(shù)、高難度和高附加值的船舶，為了提高LNG運(yùn)輸?shù)陌踩院透咝?，必須研究其保冷材料和LNG的裝卸。為了提高LNG船儲(chǔ)罐的保冷效果，降低LNG的蒸發(fā)率，從發(fā)展方面來看，選取合適的絕熱保冷材料是十分必要的。薄膜型大都采用玻璃纖維增強(qiáng)硬質(zhì)聚氨酯泡沫為保溫材料，而獨(dú)立型球型儲(chǔ)罐大多采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫和酚醛泡沫復(fù)合使用。LNG船的裝卸也是LNG運(yùn)輸過程中的重要環(huán)節(jié)，大量的