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天然气是全球公认的清洁环保能源。大量进口天然气已成为各国共同的能源战略计划。液化天然气（LNG）的进出口国往往相距数千英里。跨越大陆和海洋的长途运输的艰巨任务只能由海上巨头来解决。 ——LNG船完全有能力胜任这项工作。
那么它与普通船舶有何不同，又为何能担负起这一重任呢？本次石油课程将带您揭开LNG船的神秘面纱！
液化天然气船概述
一
什么是液化天然气船？
LNG船是运输液化天然气（常压下沸点为-163℃）的特种船舶。
△LNG船在LNG产业链中发挥着举足轻重的作用
△LNG船被称为“海上超级冷藏车”，是高技术、高难度、高附加值的“三高”产品。
二
特征
LNG船具有安全性高、效率高、环保性高、抗风浪能力强等优点。
△Q-Max是全球最大的液化天然气船，长345米，宽45.75米，深34.7米。其LNG一次承载能力达26.6万立方米，可满足北京2000万居民两个月的用气需求。
但LNG在储存过程中的沸腾、翻滚现象很容易导致天然气蒸发释放，不仅浪费能源，而且容易引起爆炸，对设备、船舶的安全也造成很大威胁。船体和港口。
△一艘16万立方米的液化天然气船满载时储存的总能量约为广岛原子弹的70倍。一旦爆炸，后果不堪设想。
三
LNG船分类
LNG船主要有球罐式、膜式和自持棱柱式三种类型。目前，全球共有球罐型LNG船107艘、膜式LNG船306艘、自持棱柱型LNG船2艘。
△球罐型
△薄膜型
△自持棱柱型
1、球罐类型
货舱为球形，一艘LNG船有4-5个球形储罐。
△球形储罐采用9%镍钢和铝合金5083，MIG焊接而成，球体外面铺设两层聚氨酯泡沫保温材料。
△球罐总重高达900吨左右，通过支撑裙板与船体连接。
△最大球罐内径超过40米
△球罐液位晃动影响小，操作灵活，安全性能高；但航行风阻较大。
2.薄膜型
货舱直接安装在船体上。常用的船型有MK III和96号。
△MKⅢ型主要材质为波纹304不锈钢，TIG焊接
△96型液货舱有两层隔热：主、副膜均为0.7毫米厚殷钢，TIG焊接
△薄膜式主屏壁薄、保温好、强度高、用料少、能耗低；但震动作用影响较大，载荷有限。
3.SPB型（自持棱柱型）
目前全球仅有两艘SPB型液化天然气船，均属于日本IHI公司。
△SPB型设计自由度高，空间浪费少，结构坚固，可靠性高，任何液位无负载晃动，蒸发率低
此外，还有一种中小型液化天然气船，其运营周期短，中转频繁，内河运输限制不大。
△船舶通常采用独立的C型货舱，不需要二次屏蔽，建造简单。货运能力一般在10万立方米以内。
四
LNG船系统组件
LNG船主要由船舶动力推进系统、货物围护系统、管道系统、辅助设备系统四大系统组成。
船舶动力推进系统
系统主要部件包括：汽轮机、发电机、主锅炉等。
△动力室全景
△发动机模拟：双动力发动机，燃料来自LNG蒸发气和柴油
2.货物围护系统
主要包括货舱、泵、空气压缩机等。
△液货舱由一级、二级绝热层及相应的保护膜组成。
△为了减少LNG的蒸发，每个货舱均设有喷淋塔，利用喷淋泵管道内的液态天然气对货舱进行冷却。
△此外，当LNG液位较低，主货泵无法卸料时，可开启清洗喷淋泵
运输过程中，受冷却效果、运输时间等因素影响，LNG会有部分挥发。当挥发量大于动力燃料需求时，多余的天然气需要重新液化。
△多余的蒸发气体通过BOG回收系统重新液化
△再液化设备
3.管路系统
它由高温管道和超低温管道系统组成。
△机舱区域采用高温管道为船舶输送动力
△货舱区采用超低温管道装载LNG
4、辅助设备系统
该系统主要由透平给水泵、氮气发生器、惰性气体蒸发器、强力风机、空压机、各种油泵、水泵等组成。
液化天然气船建造
LNG船有两种建造形式：旧货船改造和新船建造。
一
旧货船改造
全球散货船过剩量为6.3万吨至6.8万吨，而各国和地区对液化天然气运输船的需求却在不断增长。在此背景下，船东愿意将散货船改造成LNG船，以“复活”过剩的散货船。
△标准64000载重吨散货船的船体可容纳容量为45000至50000立方米的LNG液罐。
二
新型液化天然气船
LNG船采用分段建造模式。
△分段施工节省空间和工期
具体流程为：
1. 设计
△LNG船设计技术要求高
2、切割钢板
△通常采用17米钢板，切割误差必须控制在1.5毫米以内。
3.焊接
钢板验收后，开始焊接操作并制作分段部件。
△机器人焊接可提高工作效率
△手工焊接精度高
4.组装
焊接好的分段部件从车间转移到造船厂进行组装。
△每节重达数百吨，采用龙门吊组装
5、安装动力系统及管道
△动力系统
△每艘船的管线多达2万条
△这些管道必须在车间内进行焊接，焊缝在装配前必须经过X射线检查。
6.货舱安装
LNG船50%的建造成本用于安装货舱。
△货舱安装需要专用码头
△膜式货舱各层均由厚保温箱体材料和殷钢组成
△精度要求高，要求绝缘盒最大变形率每米不超过0.06毫米
△薄膜90%的焊接过程由机器人自动焊接完成
银华钢铁的焊接技术非常独特，必须由持有GTT公司G证书的银华钢铁焊工才能完成，建造一艘LNG船需要近百名此类焊工。
△培养一名G证员工的费用至少20万
7.泵塔安装
△泵塔包括主卸荷管道和应急泵井，呈三足格架结构
△安装用于支撑储罐进出的梯子和其他管道设备
至此搭建基本完成。
△正式投入使用前需要进行一系列的调试工作
三
施工困难
1、安装环境要求高
因瓦钢是一种非常“精致”的材料。常温下遇水或油8小时内就会生锈。 Invar钢的厚度仅为0.7毫米。一旦生锈，整张板材就会报废，所以存放时必须用薄膜覆盖。
△热变形系数极小，在20℃至-163℃范围内几乎不变形，故被称为“不变钢”，国内不具备生产能力。
殷钢安装的环境必须足够干燥。车间内严禁液体物质进入。连工人的手套都是特制的吸汗手套。
△一台除湿机年运行费用高达1200万元
2、保冷技术要求高
为了维持舱内的低温系统，整个货舱内部必须用殷钢覆盖，形成“无缝”内衬。
△货舱围护系统是膜式LNG船建造的核心，施工要求非常高。
3、关键技术专利被垄断
目前，LNG船的一些关键技术专利被国外公司垄断，使用必须支付高昂的专利费。
△目前，沪东船厂每建造一艘膜式LNG船，就要向GTT支付超过1000万元的专利费。
四
哪些公司可以建造LNG船？
LNG船建造要求极高，全球仅有29家船厂能够建造。
△三星、大宇、现代占据前三名
挪威的MOSS球罐型和法国的GT、TGZ膜式LNG运输船是现代LNG船的雏形。 20世纪80年代初，日本川崎重工引进MOSS型并开始建造。 1995年，韩进重工和三星重工分别推出了GT。型和TGZ型，后来逐渐形成两大格局：韩国以薄膜型为主，日本以MOSS型为主。
液化天然气船工作流程
我们先来看一段LNG全线操作视频：
一
加载
△LNG液化厂为LNG船提供原料
△加载中
二
运输
△为了充分利用船舶，船东会让船舶尽可能长时间满载航行
三
卸载
LNG船的终点站是LNG接收站。当即将接近接收站时，LNG船必须提前调整位置，并使用拖船将其拖至指定地点。
△拖轮作业
LNG运输船到达卸货码头后，通过船上的输送泵、LNG卸货臂和卸货总管输送至接收站的LNG储罐。
△卸料臂：连接接收站与LNG船
△LNG进入储罐后产生的蒸发气体通过回气管道返回LNG船舱，维持船舶卸货系统的压力平衡。
船舶卸货后、卸货臂拆除前，从卸货臂顶部注入氮气，将卸货臂内的LNG加压回船舱，并进入码头主卸货管道。蒸发的气体通过管道输送到码头的火炬臂进行燃烧。失去。
发展历史及现状
一
发展历程
液化天然气船是为了促进天然气海上运输而现代化建造的，目前仍处于开发阶段。
△1959年，美国一家造船厂将一艘战时标准船改装成世界上第一艘液化天然气船——2号船。
△世界上第一艘用于商业运输服务的液化天然气船是英国于1964年10月建造的“JULES VERNE”号。
1975年之前，大多数LNG船都是10万立方米以下的小型LNG船。随着技术的发展，LNG船的运力不断增加。目前，最大的LNG船运力已超过20万立方米。
△LNG船的运力越来越大
△卡塔尔发现全球最大凝析气田后建造Q-Flex（³）和Q-Max（³）超大型LNG运输船
△液化天然气船越来越大，数量也越来越多。
截至2015年，全球有415艘LNG船在运营，预计到2030年，全球将有超过700艘LNG船。
二
新型液化天然气船
随着人们环保意识的增强，在陆地上建设液化厂和LNG接收站受到越来越多的限制。解决这一问题最有效的方法是在海上建造FLNG和LNG-FSRU。
FLNG是一种浮式液化天然气装置，可以替代传统的陆上液化天然气工厂。
△为了节省成本，船东往往通过对旧船进行改造，将LNG船改造成FLNG。
△Golar LNG公司将“Hilli”号LNG船改造为FLNG，年产LNG约2.5-280万吨
除了“Hilli”号外，Golar LNG还在考虑将“Gimi”号和“”号改装为FLNG。
△“吉米”号
将于今年竣工的FLNG是目前世界上最大的船舶，每年可生产360万吨液化天然气。
FLNG △由三星重工耗资126亿美元建造。长448米，宽74米，高110米。其排水量相当于六大航母的总和。
△美国福特级航母造价50亿美元，长337米，宽77米。
LNG-FSRU（Unit）是集LNG接收、储存和再气化于一体的海上浮式装置。它被称为“移动接收站”。
△从LNG船上接收LNG，将其再气化并通过海底管道输送至最终用户
△LNG-FSRU抛锚在海上，远离电厂、工业区和人口稠密区
中国LNG船舶及发展趋势
一
中国液化天然气船
20世纪90年代中期，我国启动了液化天然气船舶的技术跟踪和开发工作。中国船舶工业集团公司于1999年成立了液化天然气船舶课题组。
目前，国内拥有LNG船舶技术许可证的船厂包括：
△沪东中华造船厂是国内第一家参与LNG船舶研发建造的企业
我国LNG船舶建造起步较晚，但发展迅速。目前，中国有7艘LNG船在役，约占全球LNG船市场份额的19.7%。
△我国建造的第一艘LNG船是“大鹏号”，长292米，型宽43.35米，型深26.25米，装载量14.7万立方米。
△我国最大的液化天然气船是“大力水手”号，长290米，宽46.95米，总容量17.2万立方米，可满足上海居民一个月的用气量
随着我国沿海各项LNG规划项目的实施，我国LNG进口贸易快速发展。预计到“十三五”末，LNG进口量将突破6000万吨/年。届时，预计我国LNG船队规模将达到50-60艘。
二
LNG船行业展望
LNG船舶市场高度集中的背后是造船企业必须面对的“三高”壁垒——资金投入高、工艺要求高、管理质量高。由于市场潜力巨大、投资回报相对丰厚，各国都对这块“蛋糕”虎视眈眈，互不相让。
△全球LNG船东在建船舶订单情况（截至8月）
从各国订单占比来看，韩国是最大赢家。全球146艘订单中，韩国船厂持有108艘，占总数的74%。
△近20年LNG船队订单
沪东中华是迄今为止中国所有大型液化天然气运输项目的首选船厂。目前，沪东中华拥有14艘LNG船订单。
随着能源日益紧张，全球液化天然气（LNG）生产和贸易日趋活跃，成为世界油气行业的新热点。
△越来越多的天然气被液化并通过LNG船运输到世界各地。
从长远来看，LNG消费量和进口量都将快速增长。此外，老旧LNG船舶的更新换代将需要建造大量新LNG船舶，LNG船舶建造市场正在蓬勃发展。
LNG船属于高科技密集型装备，对我国造船业仍是一次考验。但只要我们能以科学的态度认真做好每一件事，就一定能够克服LNG船建造过程中的诸多困难。我们相信，中国船舶工业克服重重困难和障碍，一定能为中国经济发展作出新的贡献。
春江无月的地方，鱼龙游动蔚然成风。
想省钱有船，油气化春风。
前进！前进！