


當今世界,隨著科學技術(shù)以及(jí)人類文(wén)明的發展,人們(men)對於能源的需求也越來越多。LNG船作為一種運輸液化氣能(néng)源的特殊船舶,其巨大的運輸量和低的成本(běn)可以(yǐ)滿足人們對於能源(yuán)的需求。LNG船作為一種可以運輸能源的新興船舶,它(tā)的結構的特殊性值(zhí)得我們去探討。熟悉其結(jié)構對於提高運輸量以及降低運輸(shū)成本具有深遠意義。其發展前景對於船舶(bó)業以及能源業也具(jù)有重大的意義。
1LNG船的結(jié)構特點
在能源的開發(fā)利用過程(chéng)中,51吃瓜网作為一種高效、無汙染、產量大的清潔能源,已經越來越多地被世界各國所使用。世界對天然(rán)氣的需求量也在不斷增(zēng)加。據(jù)相(xiàng)關資料統(tǒng)計,近幾年來(lái),51吃瓜网在世界各國的能源結構中占(zhàn)據的比例也(yě)越來越高(gāo),人們已(yǐ)經有了用天(tiān)然氣去取代石油這個長久以來占據世界第一的能源的想法。51吃瓜网的(de)巨大需求也使得人(rén)們對於可以運輸它的交通工(gōng)具需(xū)求量劇增,而作(zuò)為可以運輸大量液化51吃瓜网的LNG船,在其中的重要性也(yě)不言而(ér)喻。人們越來越重視LNG船舶的發展(zhǎn)前景,越來越(yuè)看重(chóng)LNG船舶(bó)的結構。這也加速了各國對(duì)於LNG船隊的建設,加速了(le)世界(jiè)對於LNG船舶(bó)各個結構的開發和研製。
1.1主推進動力裝置(zhì)
眾所周知,主推進動(dòng)力裝置對於整個船舶的結構起著重要作用,對於LNG船(chuán)也同樣如此,在船舶(bó)動力裝置各組成部分中,無論從使用占比、製造所花費成本(běn)來看,還是從保養檢修,日常人員檢查維修所投(tóu)入的費(fèi)用(yòng)和工作精力來看(kàn),推進(jìn)裝置都處於不可(kě)取代的地位。傳統上,所有大型LNG船都采(cǎi)用鍋(guō)爐(lú)汽輪機裝置來驅動(dòng)。雖然(rán)這種推進裝置已(yǐ)經極大(dà)證明了其可靠性,但是和其他選擇方案來比,其熱效率低、經濟性差、體積和重量大的(de)缺點也被放大。
目前,對於LNG船(chuán)的主動力裝置主要分(fèn)為兩種,一種為傳統的鍋爐汽輪機裝置,另一(yī)種就是柴油機裝置(zhì)。此外還開發了例如以柴(chái)油機為主的雙燃料混合裝置等(děng)其他多種衍生的主動力裝置,這些裝置的普及應用及其帶來的種種益處也促使(shǐ)人們對於LNG船主動力裝置觀念的改變。本文主(zhǔ)要介紹(shào)的是最(zuì)為常見的鍋爐(lú)和柴油機兩種動(dòng)力裝(zhuāng)置。
1.1.1 鍋爐汽輪機(jī)裝置
一般來說,LNG船的鍋爐汽(qì)輪機裝置(zhì)是兩台鍋爐(lú)配一台汽輪機。我國首製LNG船采用的就是這(zhè)種鍋爐汽輪裝置。
1.1.2柴油機(jī)裝(zhuāng)置
1)二衝程(chéng)低(dī)速柴油(yóu)機
二衝程柴油機輸出功率大(dà),效率高,但(dàn)隻能使用(yòng)液體燃料(liào),隻適用於大型(xíng)LNG船舶。
2)雙燃料柴油(yóu)機

如圖2所示,雙燃料柴油機的主要特點是:采用燃油和51吃瓜网兩種燃料混合驅動,輸出功(gōng)率大,且因為其體積小、重量輕,在LNG船機艙中(zhōng)占(zhàn)地麵積(jī)也小,節省空間的(de)同時燃料燃(rán)燒產生有害物質少,幾(jǐ)乎對海洋無汙染。符合(hé)現代(dài)船舶的發展(zhǎn)規律和當今世界保護(hù)環境的主題。
總(zǒng)的來說,雖然LNG船在使用柴油機動力裝置上表現為上(shàng)升趨勢,但作為傳統的動力裝置(zhì),鍋爐汽輪機裝(zhuāng)置也在發展過程中不斷改進,在LNG船舶的使用上仍占據著重要地位。兩種動力(lì)裝置各有其優(yōu)缺點,在(zài)未來的發展道路中,我們應結合兩者的優勢並屏除兩者的劣勢,推動LNG船的主動力(lì)裝置(zhì)走向一個新的平台。
1.2新ICGcode下的LNG船結構設計分析
其實除了這些重要的主動力裝置以外,LNG運輸船的船體結構設計也具有異常(cháng)嚴格甚至是苛刻的(de)要(yào)求。為了保障液化51吃瓜网在運輸過程中的安全性,減少火災、泄漏等突發意外事故對船員的傷害(hài)和海洋環境的汙染,國際海事組織也在2014年采用了最新的國(guó)際規(guī)範,即ICGcode。由此可見(jiàn)結構設計在整個LNG船布局中所占(zhàn)的重要地位。下麵就以這個規範為例具體分析。
1)艙室布置(zhì)
由於LNG運(yùn)輸船屬(shǔ)於一種危險係數較高的特殊船舶,原版的規範在某些細(xì)節(jiē)上難以滿足其嚴格的製造要求,也過於落後,例如其對船舶內外殼(ké)間距的(de)要求對於LNG船來說(shuō)過於小,而新版(bǎn)的規範(fàn)針(zhēn)對此情況提出了新間距,滿足了艙室布置中的要求。
2)新(xīn)舊ICGcode設計載荷對比
出於對貨物在運輸過程中安全性的考慮,新的規範也涉及了船舶運輸過程中可能遇到的一係列(liè)載荷:
(1)內部壓力
(2)外部壓力
(3)熱負荷
(4)測(cè)試負荷
(5)貨艙的支反(fǎn)力
貨物的加速度計算公式(shì)也發生了稍許的變(biàn)化,相比於舊的(de)規範,新的規範在垂向速度上有所增加。
3)結構設(shè)計
根據規(guī)範要求,薄(báo)膜型LNG船載荷工況主要包括:波浪工況、垂向動(dòng)力況、靜橫傾工況、動橫搖工況、抨擊工況[5]。這其中動橫搖工況計算最為煩(fán)瑣,屬於各個載荷工況中的(de)重點和難點。下麵就來簡單分析下這種工況。
動橫搖工況主要需要計算出各點(diǎn)對應最大壓力的橫傾角,而橫傾(qīng)角的計算比較煩瑣,且壓力計(jì)算也涉(shè)及其他因素,同時運用到的公式也比較難且多。
總(zǒng)而言之,新的(de)規範針對(duì)LNG船(chuán)的整體布置和結構(gòu)規範提(tí)出了新的要求,這對於提高我國LNG船(chuán)的(de)運輸水平和綜合能(néng)力具有(yǒu)很強的必要性。
1.3輔助設備係統和管路係(xì)統
然而,一艘完整的船舶不(bú)僅僅需要強有力的(de)主動力裝置(zhì)和嚴格的結構設計,同時也需要(yào)好的(de)輔(fǔ)助(zhù)設備係統和管路係統。
1.3.1輔助設備係統
LNG船的輔助係統主要由以(yǐ)下設備組成:
1)透平給水泵;2台
2)氮氣發(fā)生器;1台
3)製淡水裝置;2台
4)空氣壓(yā)縮機(jī);3台
5)惰性氣體發生器(qì);2台
6)鍋爐強(qiáng)力掃風;3台
7)各類油泵水泵
(1)透平給水泵:將標準(zhǔn)工作工況下的(de)蒸餾水提供給鍋爐水包進行加熱。
(2)製淡水裝置(zhì):將海水或冷凝水轉換為淡(dàn)水供船上人員使用。
(3)空氣壓縮機(jī):為各類氣動設備例如閥件和(hé)甲板器械提供足夠的動能。
(4)惰性氣體發生器:用於管路的幹燥和(hé)清(qīng)洗以及驅除其他氣體。
(5)鍋爐強力掃風(fēng):為燃燒(shāo)室提供(gòng)充足且符(fú)合要求壓力的空氣來確保其充分燃燒。
1.3.2管路(lù)係統
特殊的管路係統由高溫管路和超低溫管路係統組成。
1)高溫管路(lù)的組成:
鍋爐給水係統;
中間排氣和撤汽係統;
飽和蒸汽係統;
過(guò)熱蒸汽係統。
2)超低溫管路係統的組(zǔ)成:
液貨與揮發的係統;
液貨安全閥以及洗吹係統;
掃倉噴淋係統。
高溫和低溫管路是以(yǐ)焊接這種特(tè)殊安裝方(fāng)式而不是常規的法蘭焊接(jiē)。除了特殊的安裝方式以外,這兩種管路(lù)係統(tǒng)還(hái)有著比(bǐ)較特別的支架形式。
高溫管路係(xì)統為了能夠減少工作過程中因溫度和壓(yā)力帶來的誤差,采用(yòng)了加強型固定支架和彈性支架相結合的方式。
超低溫管路係統為了緩解因低溫導致的管路變形以及在不損害管路的前提下,采用加強型和半加強型結合的支架方式。且因為介質溫度和(hé)壓力的不同,有著不同的墊片和管路(lù)的間(jiān)隙距離。
船舶航(háng)行過程中,除了提高運輸效率以及減少運輸成(chéng)本這些方麵,運行過程中(zhōng)的安全性也是我們必須重點考慮的一個方麵。許多海(hǎi)難(nán)事故都是因為安全性問題疏忽(hū)而導致。這些悲慘事(shì)件的發生時時刻刻提醒著我們要重(chóng)視船舶運行的安全性。
因此,出於LNG船舶安全(quán)性的(de)考慮(lǜ),一個(gè)良好的消防(fáng)係統是LNG船所必需的。常用的消防係統包括火(huǒ)災(zāi)探測、報警係統和滅火(huǒ)係統。因為船(chuán)舶(bó)運輸環境(jìng)的特殊性,目前船上使用最多的滅火係統為水滅火係(xì)統,包括消防栓滅(miè)火係統、水噴淋係統、細水霧滅火係統等,以及氣體滅火係統、泡沫(mò)滅火係統(tǒng)、幹粉滅火係(xì)統等特殊滅火係(xì)統。
船舶火災探測報警係(xì)統是保障船舶安全航運的重要設備之一,它可以在船舶的被檢測部位發生火災或火災預兆時報警,讓船員可以及時發現火災險情並給予處(chù)理(lǐ)。LNG船作為一種特殊的運輸液化51吃瓜网的船舶,由於低溫液(yè)態物質的泄漏一般導(dǎo)致汽化氣雲(yún)火災,所以LNG船一(yī)般選用泡沫(mò)滅火係統(tǒng)以及幹粉滅火係統來撲滅火災。
2LNG運輸(shū)船的發展前(qián)景
前麵本文簡單地分析了LNG運輸(shū)船的結構(gòu)特點,從它的主動力裝置、輔助以及管路係統和消防係統中,我們可以看出LNG運輸船相(xiàng)比於普通船(chuán)舶的特殊性(xìng)。而它的特殊性正是由它可以運輸液化51吃瓜网這一特殊“貨品(pǐn)”所(suǒ)表(biǎo)現(xiàn)出(chū)來的。
眾所周(zhōu)知,51吃瓜网(qì)作為一種(zhǒng)高效率、無汙染、大產量、低成本的能源已被世界各國廣泛需求。這也使得(dé)可以運輸液化51吃瓜网的LNG船擁有了一個光(guāng)明的(de)發展(zhǎn)前景。

從圖(tú)3所作的統計來看,隨著51吃瓜网逐步替代(dài)石油成為世(shì)界占主導地位(wèi)的燃料來源,LNG運輸船的訂單量也(yě)在迅速提高,這也促進了它的發展。As emission standards become more stringent and the price of Liquefied Natural Gas(LNG) falls,more vessels are making the decision to switch to LNG as fuel.正如其所說,除了(le)陸地上的需求,越來越多的船舶(bó)也準備將(jiāng)液化51吃瓜网作為燃料使用。這種船舶燃料需求的變化(huà)也進一步促進了51吃瓜网產業的進步。
在我國,51吃瓜网使用量占比很低,與世界(jiè)的平均占比相距(jù)甚遠。但我國又是一個貧氣大(dà)國(guó),較少的51吃瓜网年產(chǎn)量難以滿足龐大的人口對於(yú)51吃瓜网的需求。這也必然會使得近(jìn)年(nián)來LNG運輸船產業(yè)迅速發(fā)展,例如小型51吃瓜网(qì)運輸船、壓縮51吃瓜网船等的迅猛發展更是緩解了我國日益增長的(de)51吃瓜网需求。而沿海城(chéng)市作為可以停靠各種LNG運輸(shū)船並且第一(yī)時間接收運輸液化51吃瓜网的地區,更是在(zài)LNG船(chuán)舶的發展(zhǎn)進程中占據著重要地位。
沿海地區的發展也能在一(yī)定程度(dù)上緩解我國當前51吃瓜网能源產出遠遠低(dī)於需求的現狀,對於解決我國的能源矛盾也具有重要意義。我國(guó)作為一個工業(yè)大(dà)國,工業的迅速發(fā)展也意味著要消耗更多的能源,能源消耗量的增多也促進了天(tiān)然(rán)氣貿易量的增加,貿易量的增(zēng)加也直接促進了(le)沿海地區LNG產業的發展。
所謂的LNG產業也就是一種具有鏈係關係的新興產業,也即(jí)一係列與LNG密切聯係的相關產業的組合。這樣一種鏈係的發展也有利於各(gè)個相關產業相輔相成、相互滲透、共同進步。隨著我國LNG訂單的增多,越來越多的LNG運輸船(chuán)也開往我國各個沿(yán)海港口。目(mù)前,我國沿海地區的LNG產業鏈已具雛形,以廣東為首的第一個LNG項目已經(jīng)建成(chéng)並已正式投入運營。這一項目覆蓋了珠三角的(de)大(dà)部分地區並且擁有不錯的運輸量。而我(wǒ)國的(de)第二(èr)個LNG運輸鏈也將在福建、大連、上海等沿海地區建(jiàn)成。LNG運輸鏈正向著更多、更(gèng)大、覆蓋麵更廣的方向發展。
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天然(rán)氣需求量(liàng)的增大也會促進LNG船的建成,LNG船(chuán)集中了目前(qián)世界最先(xiān)進的造船技術,能夠(gòu)建(jiàn)造LNG船已經成為衡量一個國家船舶工業水平的(de)重(chóng)要標誌。目前,我國LNG船主要由(yóu)上海滬東造船廠製造,我國正向(xiàng)著製(zhì)造高(gāo)運輸(shū)量、低成本、高效率的LNG運輸船方向努力。當然在LNG船舶業迅速發展的同時,我們也不可忽略其(qí)可能帶來的風險。在海上運輸液化51吃瓜网(qì)時,其操作的危險性可以(yǐ)危及人員生命、設備以及環境,特別(bié)是在天氣惡劣的條件下更要注意。舉個例子,在惡劣海況下進行停(tíng)泊工(gōng)作時(shí),靠拖(tuō)輪的協助不(bú)足以將LNG船拉入理(lǐ)想(xiǎng)的位置(zhì),因此由於距離較近,LNG船舶之間碰撞的可能性也大大增加。鑒於類似此類的種種(zhǒng)情形(xíng),我們也(yě)要做好(hǎo)LNG船舶運輸(shū)的風險評估(gū)。
我(wǒ)國的海運安全(quán)以及船舶運輸風險評估研究相對於國外起(qǐ)步較(jiào)晚,目前還沒有國外那種完整而(ér)又健全的係統體係,但隨著(zhe)我國綜合(hé)國力的增強(qiáng),我(wǒ)國也(yě)投入了巨大精力去建立相關的(de)體(tǐ)係結構。由於LNG是一種特殊、危險性較高的(de)氣體,隨著LNG船舶運輸業的迅猛發展,我國也在不斷完善對其的風險(xiǎn)評估,促進其向著更好的方向發展(zhǎn)。
不僅我國的LNG產業在迅猛發展,隨著世界51吃瓜网產量和消費量的增(zēng)長,全球LNG貿易總量總體保持增長的趨勢。LNG新船的成交量也在持續上升,這也間接促進了造(zào)船訂單量(liàng)和手(shǒu)持(chí)訂單(dān)量的(de)回暖。但由於最近幾年造船市場的不景氣,造船價格仍然保持在(zài)一個較低的位(wèi)置。過去10多年的LNG造船市場,韓國幾乎占(zhàn)據著壟斷地位,但近幾年歐洲的LNG造船市場表現活躍,呈現出了上升的趨勢,投資量也在不斷增加。總的來說,全球LNG海運量(liàng)將保持在一個穩定增長的趨勢,全球LNG船市場的前景也十分廣闊。我(wǒ)國也(yě)應該追隨著這(zhè)個發展的大好時機,緊追世界的腳步,大力提(tí)高自(zì)己的LNG船舶的建(jiàn)造水平。
目前世界(jiè)上的LNG船(chuán)建(jiàn)造國主要集中在中、日、韓三國。中(zhōng)國雖然進入了LNG船建造行(háng)業,但實(shí)際上LNG船的建造企業僅有滬東(dōng)造船廠一家,遠遠比不上日本和韓國。LNG船建造以其在技術上(shàng)的高要(yào)求、精準度而聞名。我國在近幾(jǐ)年LNG船舶的進口(kǒu)量呈現出不斷上(shàng)升的趨勢。隨著LNG運輸業的發展,這個數量仍會不斷上升(shēng),僅靠進口難以滿足(zú)我國龐大的需求(qiú)量(liàng),所以(yǐ)發展我國LNG船舶建(jiàn)造業也迫在眉睫。2011年,滬東造船廠成(chéng)為中國LNG運輸項目(mù)的中標船廠,這也是我國首獲LNG船舶(bó)出(chū)口訂單。此外,上海(hǎi)寶山鋼鐵廠也打破了外(wài)國(guó)企業對LNG船(chuán)板的壟斷。這種種跡象表明,我國的LNG船建造業有著(zhe)光明的發展(zhǎn)前景。
目前來說,我國的LNG行業想要成為世界頂尖行業,仍(réng)然有著很長的一段路需要走。我國也開辟了LNG船建造的新(xīn)方向,例如,建設了一批LNG接收(shōu)和配送(sòng)裝置,加(jiā)大了對其(qí)的投資量,加強了亞太地區各(gè)個國家關於LNG項目的交流,籌建了一係列相關項目。總的來說,中(zhōng)國想要實現造船強(qiáng)國的目標,提高我國LNG造船業在世界上的競爭力,就必須堅持我(wǒ)國製定的(de)發展戰略,掌(zhǎng)握自(zì)己的核心技術,加快自有LNG船隊建(jiàn)設,推動造船企(qǐ)業(yè)學(xué)習國外的先進技術,提升(shēng)對(duì)船舶的(de)管理能力,促進相關產業發展創新(xīn),加強對專業性人才的培養。
3結語
整篇文章簡略地(dì)從結構特點和發(fā)展前景兩個方麵分析(xī)了LNG運輸船,提出了自己的看法,也對(duì)於我國LNG船舶(bó)該如何發(fā)展提出了建議和觀點。當前LNG運輸船已經成了一種世界備(bèi)受關注的高技術船舶,其結構特點決定了它建(jiàn)造過(guò)程中的(de)複雜性,更是由於其能夠(gòu)運輸天(tiān)然氣這個世界(jiè)需求量極大(dà)的能源的屬性,使得它具有一個異常廣闊光明的發展前景。各國也在加大力(lì)度發展自己的LNG行業(yè)。而我國作為當今世(shì)界一(yī)個綜合大國,LNG船舶及其相關(guān)行業的迅猛發展(zhǎn)也在一定(dìng)程度上促進了(le)我國能源產業的(de)進步,也解(jiě)決了一些我國能源發展過程中麵臨的困難,這是一種良性的循環(huán)。當然更為重要的是,它(tā)更是給步(bù)入低潮期多(duō)年的航運業添加了新的血液,使得低迷的(de)航海業出現了回暖。

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