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LNG加注船发展现状浅析
军工资源网    2015-10-26 11:00:14    文字:【】【】【

 在国际社会对环保越来越重视的大环境下,液化天然气(LNG)在船舶上的应用将越来越广泛。据DNV GL统计,到2020年,全球LNG燃料动力船新订单将达到千艘。届时,全球每年将需要400万~700万吨LNG作为船用燃料。2025年,全球LNG燃料动力船的数量将达到3200艘。其中,欧洲和美国将主要依靠本国生产的LNG,亚太地区则需要依赖从全球市场进口的LNG。

    推进“油转气”  加气站布局很重要

    尽管液化天然气(LNG)作为船用燃料的前景被广泛看好,但目前完全用LNG作为燃料的船舶还不多,主要是内河船。今年4月,挪威Nor Lines公司的5000吨近海货船“Kvitbj?尴rn”号完成了世界首例只依靠LNG作燃料的亚欧之旅,途中进行了两次燃料加注。此次亚欧之行的成功表明,LNG动力船不但可用于沿海短途运输,也能用于远洋运输,是航运界“油转气”的重大里程碑。
    鉴于LNG动力船良好的发展前景,欧盟(EU)计划加快LNG加气站的布局。根据 “清洁能源发展战略”,EU拟投资210亿欧元,确保所有T-ENT港口在2020年前具备LNG加注服务能力,欧洲所有内河港口在2025年前具备LNG加注能力。同时,EU在该战略中将LNG加注标准及加注站设计标准的研发列为重点工作。
    据悉,缺乏LNG加注基础设施被认为是LNG动力船发展的瓶颈。2011年,国际港口协会公布了开发“港口LNG加注导则”的计划,55%的港口表明有意向参与该项目;而当年的实际调查结果显示,当时仅7%的港口启动了项目,港口对LNG加注并不重视。而去年,英国劳氏船级社(LR)对LNG加注基础设施进行了一次调查,共涉及22个港口,其中15个欧洲港口、4个北美港口和两个亚洲港口。调查结果显示,64%的港口有意愿主动为使用LNG船用燃料提供必要的基础设施;截至目前,59%的港口已经或计划为近海/内河航运提供LNG加注基础设施。由此看来,港口对LNG加注的关注度大幅上升。
    目前,对船舶进行LNG加注有四种方式:槽车对船(TTS)、岸站对船(PTS)、便携式液罐传输、船对船(STS)。而在实际应用中,目前使用最广泛的是TTS加注方式,北欧大部分LNG动力船都采用此种方式。此外,PTS加注方式在挪威已有应用,STS加注方式的应用则刚刚起步。
    从实际操作来讲,船舶类型和操作条件将决定哪种加注方式是最合适的。TTS加注方式传输速度较低,如果用于大容量传输则耗时过长,加上此加注方式会受到槽车数量的限制,因此仅适用于小型船舶。和TTS一样,受液罐数量的限制,便携式液管传输加注方式也只适用于小型船舶。同样,港口的具体情况也限制了LNG加注方式的选择。通常将港口分为三类,即不受限制的港口、大型受限制港口和小型受限制港口,每一类港口适用的LNG加注方式也不尽相同。
    对于不受限制的港口,可以对其进行扩展以便从岸上进行LNG加注。这样的港口主要服务于石油钻探和生产,周围的区域无人居住或人口稀少,多为工业活动。这类港口灵活性最高,所有LNG加注方式均可行,具体选择哪种方式取决于客户的需要。对于大型受限制的港口而言,PTS基础设施开发可行性会降低,因为加注设施与已有货物转运操作协同布局的可能性不大,船舶需要到另一个位置进行PTS传输。所以,这种情况下,STS是最可行的方案。LNG加注船从远处的港口将LNG运输过来并进行加注。拥有大型石化装置的港口也属于该类型。而小型受限制的港口主要服务渔船、渡船和其他中小型船舶。这些船舶航程短,对燃料的需求量少,采用TTS或便携式液罐加注是可行的方案。
    特定的港口应该选择何种加注方式,需要综合考虑港口的具体情况,还需要考虑船型、运输模式和航线。由于加注设施可以通过专业的设计来满足不同LNG动力船的需要,因此,燃料传输速度并非是选择加注方式的决定性因素。

    关注LNG加注船研发  多重创新是王道

    2013年年初,世界首艘LNG加注船在Viking Line公司投入运营。该船由瑞典Cryo AB公司建造。目前,瑞典FKAB船舶设计公司、韩国STX造船海洋、法国工程公司(GTT)等也正在着手设计 LNG 加注船。
    瑞典FKAB设计的“FKAB L1”加注船,总长67.6米,既能装载LNG,也能装载船用燃油。该船配备高容量的液货泵和分配系统,能确保快速简便地完成加注工作。这两套货物系统均拥有液货流量表,能保证加注的精确性。为了保证船舶的安全性,“FKAB L1”加注船配备冗余的推进器,包括可用于辅助推进的两台方位推进器和1台方位船首推进器,使船舶在所有时间、所有吃水条件下均拥有良好的操纵性。
    去年年底,壳牌公司向韩国STX造船海洋订购了1艘6500立方米LNG加注船,预计于2017年交付,随后将从鹿特丹港的Gate终端装载LNG并进行配送。STX造船海洋从2011年开始进行LNG加注船自主研发工作。据悉,这次为壳牌公司设计的LNG加注船技术先进,操纵性能好,能从大型或小型终端装载LNG,为不同船舶加注,如沿海油船、货船和渡船。该船采用LNG和船用汽油双燃料推进,拥有两个LNG液罐。该LNG加注船包括1个LNG加注臂,可安全高效地进行LNG船对船传输;1个次冷却单元,确保LNG处于理想温度和压力。
    GTT开发的LNG加注船也已获得法国船级社(BV)的原理认可。据悉,该船的运载量为4000 立方米LNG,同时还能装载1000立方米船用柴油。该船的设计布局非常紧凑,能很好地适应在狭窄或繁忙的航道或港口作业。除了该船,GTT的其他几型设计也获得了BV的原理认可,包括1艘2200立方米加注驳船和1个加注桅杆系统。据悉,GTT在去年第二季度已收到首份订单。
    根据国际海事组织(IMO)的规则要求,今年年初,波罗的海、北海、北美和美国加勒比海等排放控制区内船舶燃料硫含量开始实行0.1%的标准;明年1月1日起,北美和美国加勒比海排放控制区内将实行发动机碳氧化物(NOX)排放第三层级的标准,对船舶排放的要求比以往严格得多。为了满足规则要求,船舶需要使用高标准的燃油并搭配使用废气处理装置,或者使用LNG燃料。这两者相比较,LNG燃料的使用成本更有竞争力。预计,未来LNG将成为一种普遍使用的船用燃料。
    目前,在LNG燃料加注方面,很多规则、规范刚开始制定,基础设施很有限,LNG加注还是一个正在起步的领域。作为未来的发展方向,造船界一方面需要重视LNG动力船的研发,预先考虑加注方式对船型的影响;另一方面也可着手LNG燃料加注船的开发。

    LNG加注四大类型

    1、槽车对船(TTS)——从槽车的液罐向停泊在港口的船舶充装LNG。
    TTS加注方式的优点是便携、低投入以及可以远距运输LNG。
    由于加注速度有限以及受槽车数量的限制,对于大型船舶来说,这种方式不太实用。而且,存在陆上运输安全风险,相比其他加注方式,其对公众的安全威胁较大。
    2、岸站对船(PTS)——通过低温管路或软管向停泊在附近码头的船舶加注LNG。
    PTS加注方式的灵活性较高,能针对所有潜在的加注速度和容量进行设计,既能满足LNG大量加注的要求,也能少量加注,但灵活性会损失一定的操作效率。
    3、便携式液罐传输——可直接被装载在船上用作燃料储存。
    这种方式下LNG加注量具有很强的灵活性,可根据便携式液罐的数量而定。
    不过,要想在船上使用便携式液罐,液罐和船舶设计必须兼容。此外,便携式液罐需要更多的连接,会增加泄漏的概率。
    4、船对船(STS)——从燃料加注船或加注驳船向另一艘船舶加注LNG。
    STS加注方式在燃料加注量和加注速度上具有较大的灵活性,燃料加注船和加注驳船的加注位置也具有较大的灵活性,可以在港口操作,也可以在海上操作。
    STS加注方式也存在潜在的威胁,如船舶间的过度运动、船舶碰撞等。

    LNG加注相关规则

    1、国际标准化组织(ISO)——以LNG作为船舶燃料的系统和安装导则
    内容涵盖了LNG补给的设计和操作,并列出了LNG水上加注的24项功能性要求,但对如何达到要求的各项目标并未做出具体的描述。
    2、国际海事组织(IMO)——IGF规则
    对使用低闪点燃料的机器、设备和系统的布置、安装、控制和监测提出强制性规定,第一阶段将关注LNG,以使其对船舶、船员和环境的危害减至最小。
    3、中国船级社(CCS)——LNG燃料水上加注趸船入级与建造规范
    采用风险分析理论,基于目标型船舶建造标准的理念制定而成,适用于在内河水域使用、为船舶加注LNG燃料或闪点大于60摄氏度的船用燃油和LNG燃料的新建加注趸船。
    4、美国船级社(ABS)——北美LNG燃料动力船的加注指南
    向船东和运营商提供指导性建议。
    5、DNV GL——LNG加注装置的开发和操作推荐性规程
    包含了船舶LNG加注的所有模式,对三个关键主题——规划、设计和操作、安全管理系统和风险评估提供指导。(中国船舶工业集团公司第七〇八研究所  李源)

信息来源:《中国船舶报》

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