LNG船的装卸技术.doc

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1、LNG船的装卸技术1、LNG船的类型及其保冷材料LNG船是指将LNG从液化厂运往接收站的专用船舶。LNG船公认的特点是“三高”：建造附加值高；技术难度高；可靠性要求高。沪东中华造船（集团）公司建造的“大鹏昊”比一架波音-747飞机还贵。目前世界液化天然气船的储罐系统有独立型和薄膜型两种。独立型储罐分为Conch型、SPB（IHI）型和MOSS型。薄膜型储罐有GT型和TGZ型。独立型储罐是与船体彼此独立的储罐，一般每艘LNG槽船上装有45个贮槽，薄膜型贮槽与船体整体制造。（1）Conch型（半圆顶盖型）Conch型储罐的保冷绝热材料分为两种：Conch-I型，采用巴尔沙轻质木材；Conch-II

2、型，采用硬质聚氨酯泡沫。采用泡沫塑料保冷可以提高绝热性能，降低LNG蒸发率。（2）SPB（IHI）型SPB型也称为独立型棱柱型储罐，是由Conch型发展而成的，LNG在接近大气压的压力下保存在船中。SPB改变了储罐绝热层的位置，将绝热层贴在储罐外边，通过真空层与船体内壳相连，改善了Conch型绝热层材料受到拉力容易造成撕裂的缺点。SPB常用的绝热材料是加强聚乙烯泡沫或块状硬质聚氨酯泡沫。（3）MOSS型MOSS型船的储罐主屏壁（球体）采用9%镍钢或铝合金，球体上的绝热材料次用硬质聚氨酯泡沫和酚醛泡沫双重绝热板块系统。该船的优势在于：压力式的液货舱不需要提供次屏壁，液面晃动较小，和传统的棱柱型液

3、货舱相比，更适宜于低温物，且结构简单，减少了金属材料的消耗量，从而降低了成本。从MOSS液货舱的结构和形式可知：MOSS允许任何程度的不满舱装载，而且绝热层易于检验和维修。不足之处：船上安装作业相对困难，货物的容积效率低；且球形液货舱上部伸出甲板，满足盲区要求的难度加大；从热应力控制的角度看，液货舱内部温度的控制相对复杂；另外液货的重心高；甲板有大开口，甲板结构不连续。MOSS型的围护结构如图1。图1 MOSS型围护结构示意图（4）GT型GT型薄膜型储罐是法国GTT公司开发的，GT型薄膜型储罐有两种形式产品：一种是箱型绝热系统（箱内充满膨胀珍珠岩颗粒）；第二种是法国GTT公司和美国MDC公司共

4、同开发的GT/MDC型薄膜型液货储罐。GT/MDC型薄膜液货储罐更有利于提高强度和绝热性能，降低液货的蒸发率。GT型薄膜围护结构的示意图如图2。图2 GT薄膜型围护结构示意图（5）TGZ型TGZ也是GTT公司开发的。TGZ型薄膜围护结构如图3图3 TGZ型薄膜围护结构2.LNG船的装卸由于天然气是一种易燃的物质，所以储存LNG的液舱中不允许存在氧气。LNG船在首次充装液体时应首先进行惰化和纯化。LNG船充装液体的主要步骤为：液货舱的惰化与纯化、液货舱的预冷、液体的充装。（1）液舱的惰化与纯化液货舱的惰化是指惰性气体通过专门设计的惰化管路系统送到液货舱底部的适当位置排出。随着惰性气体的进入，惰性

5、气体像活塞一样将液货舱力的空气排出舱外。液货舱的纯化是用汽化器将部分LNG汽化并加热至适当的温度，通过纯化管路引至液货舱顶部，方法与惰化类似，天然气进入液货舱后，也像活塞一样将惰性气体排出到舱外。（2）液货舱的预冷经过惰化和纯化的液货舱还不能直接将LNG灌入，还必须进行一个预冷的过程，特别是首次充灌的时间。由于惰化完的液货舱处于一个比较高的温度，距离LNG的储藏温度（-162）还有一个很大的温差。液货舱要从一个接近常温的温度冷却到如此低的温度，冷却的速度和冷却的均匀性很重要。液货舱冷却的方法是通过LNG的输送系统，将部分LNG沿着液货舱的周围进行喷淋，LNG吸收壁面的热量而蒸发，舱壁和绝热材料

6、被冷却，直到整个液货舱被冷却完整。（3）LNG的充装当液货舱冷却后，可以进行LNG的充装。LNG从液货舱的底部进入液货舱。LNG充装时一般不装满液货舱，而是留有2%的空间。（4）LNG的卸货LNG进行卸货时也要对管路进行预冷，且液货舱卸货时不能把所有的液体卸空，一般留有大约2%的液体，使液货舱保持在低温状态，这是为了再次充装LNG时减少预冷的时间。3小结LNG船是高技术、高难度和高附加值的船舶，为了提高LNG运输的安全性和高效性，必须研究其保冷材料和LNG的装卸。为了提高LNG船储罐的保冷效果，降低LNG的蒸发率，从发展方面来看，选取合适的绝热保冷材料是十分必要的。薄膜型大都采用玻璃纤维增强硬质聚氨酯泡沫为保温材料，而独立型球型储罐大多采用硬质聚氨酯泡沫和酚醛泡沫复合使用。LNG船的装卸也是LNG运输过程中的重要环节，大量的LNG需要运输，我们可以通过利用液氮的装卸来模拟LNG的装卸，主要是从LNG和液氮的热力学性质入手，根据相似原理找出二者之间的相似特点进行试验，从而了解装卸过程中应该注意的问题并将其解决，使真正的运输中的危险性降到最低。