天然氣原料經(jīng)過(guò)預(yù)處理后低溫液體混合物
LNG(Liquefied Natural Gas)即液化天然氣,是天然氣原料經(jīng)過(guò)預(yù)處理,脫除其中的雜質(zhì)后,再通過(guò)低溫冷凍工藝形成的低溫液體混合物。
物理性質(zhì):LNG無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性,比重小,體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/625。因此它具有經(jīng)濟(jì)高效、安全可靠、靈活方便且清潔環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售三大環(huán)節(jié)在上游環(huán)節(jié)中,氣田產(chǎn)出天然氣,并將天然氣進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理加工;在中游環(huán)節(jié)中,液化廠將處理加工后的天然氣液化,由LNG船舶的運(yùn)輸至LNG接收站;在下游環(huán)節(jié)中,接收站將接收到的LNG進(jìn)行再氣化后進(jìn)行銷售,并最終通過(guò)管道輸送給用戶。LNG產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D管道運(yùn)輸、LNG船運(yùn)輸、CNG船運(yùn)輸LNG的運(yùn)輸方式,主要有以下三種:管道運(yùn)輸、LNG船運(yùn)輸、CNG船運(yùn)輸。將天然氣液化后,通過(guò)長(zhǎng)距離、大口徑輸氣管線將LNG送往終端用戶。
將天然氣液化后,通過(guò)LNG船運(yùn)送至LNG接收終端,并在終端將LNG重新氣化傳送給用戶。
CNG船運(yùn)輸(Compressed Natural Gas)將天然氣壓縮后,裝載在CNG船上的管組內(nèi),通過(guò)CNG船來(lái)運(yùn)輸至接受終端,并最終傳遞給用戶。
從運(yùn)輸距離、投資成本、運(yùn)輸成本及運(yùn)輸量三個(gè)方面考慮,三種運(yùn)輸方式各有利弊,正確的選擇運(yùn)輸方式可以降低成本,縮短時(shí)間。目前海上最常用的運(yùn)輸方式是LNG船運(yùn)輸。下面將介紹LNG運(yùn)輸船的分類及各自的特點(diǎn)。大型遠(yuǎn)洋、中小型LNG運(yùn)輸船等五種類型LNG船的類型主要有5種,分別是大型遠(yuǎn)洋LNG運(yùn)輸船、中小型LNG運(yùn)輸船、移動(dòng)式LNG加注船、LNG燃料動(dòng)力船以及LNG加注躉船。艙容大于10萬(wàn)方的LNG運(yùn)輸船。①運(yùn)輸量大 ②投資成本高 ③技術(shù)要求和可靠性要求高 ④只能進(jìn)行 LNG 運(yùn)輸艙容小于10萬(wàn)方,范圍多在1000m3到80000m3的LNG運(yùn)輸船。主要適用于中、短距離運(yùn)輸。①運(yùn)量大 ②經(jīng)濟(jì)效益高 ③運(yùn)輸靈活 ④營(yíng)運(yùn)周期短具有加注功能的一類LNG運(yùn)輸船。其解決了水面作業(yè)船舶LNG機(jī)動(dòng)加注的問(wèn)題。以LNG作為船舶主要?jiǎng)恿θ剂系拇啊?/strong>①清潔環(huán)保,氮氧化物和二氧化碳排放量少
②可以杜絕硫化物和細(xì)小顆粒等其他有害物的排放
③經(jīng)濟(jì)效益高,節(jié)約燃料成本
固定于水中某一位置,儲(chǔ)罐、LNG泵和加注設(shè)備等部件固定安裝于船上,用于船用LNG燃料加注的躉船。LNG運(yùn)輸船關(guān)鍵設(shè)備貨物維護(hù)系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、燃?xì)夤┙o系統(tǒng)貨物維護(hù)系統(tǒng)指用于圍護(hù)貨物的裝置,包括所設(shè)的主屏壁和次屏壁以及附屬的絕熱層和屏壁間處所,還包括必要時(shí)用于支持這些構(gòu)件的鄰接結(jié)構(gòu)。指自身支持的液貨艙,不構(gòu)成船體結(jié)構(gòu)的一部分。按設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和建造方法可分為:
①獨(dú)立A型:應(yīng)用傳統(tǒng)的船舶結(jié)構(gòu)的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的液貨艙。
②獨(dú)立B型:指采用模型試驗(yàn)、精確分析手段確定應(yīng)力水平、疲勞壽命和裂紋擴(kuò)展特性進(jìn)行設(shè)計(jì)的液貨艙。
③獨(dú)立C型:指符合壓力容器標(biāo)準(zhǔn),且設(shè)計(jì)蒸氣壓力不小于特定公式計(jì)算值的液貨艙。
自身支撐型液貨艙按結(jié)構(gòu)可以分為SPB型棱形液貨艙(日本IHI)、 MOSS球罐型液貨艙(挪威)。為減少貨物在船艙內(nèi)晃蕩撞擊,在貨艙內(nèi)加一道縱向艙壁將貨艙一分為二。貨倉(cāng)材料采用耐低溫鋁合金,絕熱材料采用塑料泡沫 。
貨倉(cāng)球體為高強(qiáng)度鋁合金,外部覆蓋泡沫絕緣材料,最外面是保護(hù)型金屬外殼。分為北半球、南半球和赤道三大部分。
指由鄰接的船體結(jié)構(gòu)通過(guò)絕熱層支持的一層薄膜組成,主要有GTT型薄膜艙。薄膜型LNG貨物維護(hù)系統(tǒng)由法國(guó)GTT公司持有專利。由雙層船殼、主薄膜(1-2mm厚的不銹鋼波形薄膜)、次薄膜(由復(fù)合層壓材料組成)、低溫隔熱結(jié)構(gòu)組成組成。
LNG運(yùn)輸船的推進(jìn)系統(tǒng),主要介紹一下四種推進(jìn)系統(tǒng)。第一種:柴油機(jī)+再液化推進(jìn)系統(tǒng)該系統(tǒng)包含低速二沖程柴油機(jī)和再液化裝置。①推進(jìn)系統(tǒng)與電力系統(tǒng)配置靈活
②燃油成本較大,維護(hù)保養(yǎng)成本較大
柴油機(jī)+再液化推進(jìn)系統(tǒng)示意圖第三種是雙燃料二沖程低速機(jī)直接推進(jìn)系統(tǒng)采用MEGI主機(jī),是一種雙燃料低速機(jī)。①供給系統(tǒng)使用的是高壓供給系統(tǒng)
雙燃料二沖程低速機(jī)直接推進(jìn)系統(tǒng)第四種是天然氣燃料氣體機(jī)直接推進(jìn)系統(tǒng)。天然氣氣體發(fā)動(dòng)機(jī)可以方便地利用LNG貨物蒸發(fā)氣。天然氣燃料氣體機(jī)直接推進(jìn)系統(tǒng)目前LNG的供給系統(tǒng)可以大概分為兩類,低壓供給系統(tǒng)和高壓供給系統(tǒng)。低壓燃?xì)夤┙o系統(tǒng)是進(jìn)氣壓力為6~8bar的發(fā)動(dòng)機(jī)供氣的系統(tǒng)。高壓供給系統(tǒng)噴射壓力約為300~450bar,解決了以液化天然氣(LNG)為燃料的船舶的燃料儲(chǔ)存、燃?xì)鈿饣?、加熱,提高了低速二沖程柴油機(jī)的高效率性能,極大的節(jié)省了能耗。LNG燃?xì)庀到y(tǒng)主要由壓縮機(jī),蒸發(fā)器,加熱器,緩沖罐以及氣液分離器組成。高壓燃?xì)夤┙o系統(tǒng)采用設(shè)置在儲(chǔ)液罐內(nèi)的LNG潛液泵采用管道與LNG日用罐、增壓泵、高壓緩沖罐、高壓天然氣加熱器和主動(dòng)力裝置依次連接;低壓燃?xì)夤┙o系統(tǒng)在儲(chǔ)液罐的頂端采用管道與氣液分離器、壓縮機(jī)、低壓緩沖罐、低壓天然氣加熱器和輔助動(dòng)力裝置依次連接。檢查、干燥、惰化、驅(qū)氣等十二個(gè)步驟LNG船舶液貨裝卸作業(yè)流程,具體包括十二個(gè)步驟,如下圖所示:清除液貨艙、管路等的濕氣,防止生成水合物或結(jié)冰。降低貨物中的含氧量,防止形成可燃的氣體環(huán)境或貨物發(fā)生氧化反應(yīng)。在裝貨前降低液貨艙溫度以便盡量減少熱應(yīng)力和過(guò)度蒸發(fā)。包括除液復(fù)溫、用惰性氣體置換可燃貨物氣體,隨后用空氣置換惰性氣體等操作。
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