全球首艘CNG船入级ABS

黄豆浆

　　当地时间7月28日，美国船级社（ABS）表示，该公司与印度尼西亚国营能源企业Perusahaan Listrik Negara（PT PLN）公司的子公司Pelayaran Bahtera Adhiguna签署了全球首艘压缩天然气（compressed natural gas, CNG）运输船的入级合同。
　　相关船舶将在青岛武船重工有限公司旗下造船厂建造，采用中集船舶海洋工程设计研究院设计。
　　该船舶的船长为110米，航速为14节，不但入级ABS，也入级印度尼西亚船级协会（Biro Klasifikasi Indonesia, BKI），其可装载规模约为2200m3的CNG，挂印度尼西亚国旗，把印度尼西亚East Java气田生产的CNG运输到Lombok岛。
　　ABS的总载兼首席执行官Christopher J. Wiernicki表示，随着清洁能源开发需求上升趋势，对CNG运输、动力及处理工程等的新技巧的要求也随之提高，在相关技术革命中，ABS将为业界、管理机构等渡过眼前难关，加大扶持力度。

malcolm

漫话压缩天然气(CNG)运输船 (2013-01-28 22:48:09)转载▼
分类： 船舶设计
1  前言
采用压缩的方式进行天然气储存和运输（CNG）并非一种全新的技术，在陆上储存和汽车运输等方面早已得到了广泛的应用，但以CNG的方式进行海上大规模运输尚处于研究和实验阶段。
CNG运输的原理实际上很简单，就是在输出终端将天然气进行压缩，再灌装到专门设计的CNG船上压力容器内。当CNG船到达接收终端时可将天然气直接输送到天然气的管网中，而不像液化天然气（LNG）那样在输出终端将气体转变成液体、再在接收终端将液体变成气体。
2  CNG船的设计理念
2.1  LNG和CNG的输送方式的比较
LNG输送方式通常由以下六个步骤组成：
(1)  从天然气田里开采出来的天然气，通过输气管道输送到港口附近的天然气精炼厂；
(2)  在天然气精炼厂内去除硫磺、二氧化碳和氮等杂质，使天然气达到一定的纯净度标准；
(3)  在天然气精炼厂采用液化设备使天然气液化，并暂时储藏在带有绝缘的大型储气罐内；
(4)  将液化气输送到装货港（输出终端）的LNG船上；
(5)  LNG船到达卸货港（接收终端）后输送到带有绝缘的大型储气罐内；
(6)  LNG气化后通过输气管道输送到终端用户。
相比之下，CNG输送方式则要简单的多：
(1)    第一、二步骤和LNG输送方式相同；
(2)    天然气通过压缩后直接装船，到达卸货港通过减压后直接通过输气管道输送到终端用户。
就输送方式而言，CNG输送过程不需要液化、储存、再气化等，装卸货物时，可使用单点系泊装置而不必停靠码头，这样可使港口设备简单化。但同样体积的天然气压缩后的体积（约1/200）要大于液化后的体积（约1/600），参见表1，故CNG输送方式的运输效率较低，而CNG船的建造成本目前尚难确定但和LNG船相比肯定要高不少，此外，CNG空船重量大，空载返程的运行成本几乎和满载是一样的。
就输送距离而言，输送距离越长、项目规模越大，液化和再气化成本所占的比例相对越小，LNG输送方式的优点越发显现出来。反之，输送距离越短、项目规模越小， CNG输送方式不需要大规模的液化和再气化成套设备，从整体投资、能耗和环保等方面具有较大的优势。
2.2 CNG船概念的提出
1968年，海洋运输协会提出了CNG船方案，而后在美国新泽西州进行了CNG运输船的验证试验，结论是和LNG船相比CNG船的经济性太差。
90年代后期，加拿大Cran & Stenning Technology公司提出了较可行的Coselle方案，即采用6英寸盘管在20MPa压力、常温下储藏CNG的方式。
2002年，挪威的Knutsen公司提出了PNG船的设计方案，即采用42英寸直径柱形集束罐，在常温、高压(25MPa)条件下储存运输。
美国EnerSea公司根据VOTRANS集（体积最佳化运输）理念，同样采用42英寸直径柱形集束罐，但在低温、次高压（13MPa/-29°C）条件下进行储存运输。这样可以大幅度减少气罐的重量。这种方式2003年4月获得了美国船级社的原则认可。
2004年6月，在加拿大的圣约翰斯召开了“第一届国际CNG船标准论坛”，会上制订了CNG输送的技术标准化，这些标准的制订为CNG船向实用化目标又迈进了一步。
3  CNG船的设计概况
加拿大Coselle方案和Coselles CNG船
以两位创始人Jim Cran和David Stenning名字命名的加拿大Cran & Stenning公司，一直从事压缩天然气运输技术的研究，他们声称自己是最早开发压缩天然气运输技术的公司。所谓Coselle方案实际上就是直径为6英寸的一组盘管，压缩气体被装在盘管中并沿着管路流动。根据设计在船上安装多达144个的Coselle单元，与其他罐装气体的运输船相比，Coselle是更为安全的运输方式，因为即使发生气体泄漏，也只会发生在6英寸管路上。这种船其实是管路组成的系统而不是压力船。研究压缩天然气的专家认为Coselle是一个简单的概念，其优势在于所有的Coselle方式的CNG船安全性好，可以同时卸货大大缩短卸货时间。
一个Coselle 单元(外径=50英尺、高度=约16英尺、重量约450吨)相当于约16公里长、6英寸的盘管(管壁厚为6.4毫米)，在常温20MPa状态下储藏CNG（图1）。每个Coselle单元的密性与接头的焊接和无损探伤的合格率有关，这对Coselle盘管的可靠性和缩减制造周期具有很大影响。Coselle方案已经通过挪威船级社(DNV)的形式认可，另外， C&D公司认为，Coselle是盘管系统安全性相对较高。可能会更容易被美国海岸警卫队和挂旗国当局接受。
2005年成立的加拿大Sea NG公司收购了Coselle技术并致力于推广此项技术。2006年，Sea NG公司推出的50 MMSCF C16型CNG船的概念设计得到了ABS船级社的认可。为了推广CNG船，Sea NG公司还牵头成立了由丸红、Teekay、Enbridge等油气行业巨头组成的联盟(Sea NG Alliance)。（注：MMSCF: Million Standard Cubic Feet，百万立方英尺）
挪威Knutsen方案和PNG船
挪威的Knutsen OAS公司也是压缩天然气技术的积极推动者，他们将其压缩天然气技术改称为压力式天然气(PNG)，并以此商标来推广常温压力天然气运输系统和运输船。PNG方式采用42英寸直径柱式储气罐并联连接。
罐体的压力为25MPa，材料采用油气管道中经常使用的API 5L×80，其厚度为33.5 mm。Knutsen的PNG设计方案很灵活，可应用于各种尺度的船，在运输距离为3000海里以下时，PNG系统是具有竞争力的。
美国Ener Sea方案和CNG船
位于美国休斯敦的Ener Sea公司也在从事压缩天然气运输技术的开发研究，与造船厂如韩国现代重工、船东日本川崎汽船、美国船级社结成了开发团体，联合开发压缩天然气运输技术。其压缩天然气项目名称为Votrans， (Volume Optimization Marine Transport and Storage System，即容量优化海洋运输和存储系统)。
Votrans系统的原理如下：在船上安装有冷却模块，模块中安放装载压缩气体的垂直管路，装载气体时需要冷却到零下29度，Ener Sea认为在运输距离为320km到3700km之间时，Votrans更为经济，更具有竞争力。
Votrans系统在零下29度环境下，在10～13MPa状态下储藏CNG。罐体同样采用API 5LX80材料时，其板厚为19mm为PNG方式的57%，可大大减轻罐体的重量。图4所示为Votrans系统概念图，24个36米长的柱式气罐组成一组，100组可以装载20MMSCM (MMCCM：Million Standard Cubic Meter，2000万立方米)的CNG。Votrans组的数量可根据CNG船容量增减。
其它CNG运输船方案
Trans CNG International方案：
加拿大的TransCanada公司联合OSG航运公司开发了称为“Trans CNG International”的CNG方案，该方案采用42英寸直径柱式储气罐，以20Mpa压力常温下装载CNG。但其罐体采用纤维和钢复合材料可比传统的钢制罐体轻40%。储气罐水平布置组成GTM模块（Gas Transport Module），可以用船、驳船和卡车载运。
Trans Ocean Gas (TOG)方案：
Trans Ocean Gas (TOG)方案采用42英寸直径柱式储气罐，以24Mpa压力零下40度下装载CNG。但其罐体采用玻璃纤维可比传统的钢制罐体轻2/3。储气罐垂直布置组成模块（Cassette），可以用船、驳船载运。
CE Tech方案：
和PNG方案的直径和材料相同，压力为25Mpa常温储存，所不同的是采用水平布置的连续管路而不是串联钢瓶。
4  CNG船的市场前景
对于那些便于短途运输或者地理位置较为特殊的地区，使用压缩天然气来取代液化天然气还是比较经济的。如果那些海上天然气田离终端用户较远或者因偏僻而很难运输，再加上海上天然气田缺乏合适的液化设施、或者终端的再气化设施受到某些限制那就只好在海底铺设成本高昂的输气管，在这种情况下压缩天然气的运输从运输成本和营运收益上要比液化天然气体好，它可以从海上气田的生产平台上直接输送到CNG运输船上进行压缩并转入“货舱”里，省去了高成本的液化和再气化的过程。这种运输船还能够将压缩天然气直接卸入海上储气终端的储气罐里。
虽然这些CNG储存系统专利公司对于压缩天然气的市场前景都很乐观，CNG船的设计已经成形，将这种CNG储存系统装船的技术也已成熟，但是气体市场的专家仍旧持谨慎的态度，特别是船东在说服融资方的时候会有很大的难度。主要表现在以下几个方面：
2  是CNG储存系统造价比较昂贵从而使CNG船的造价大大超过了LNG船。专家估计每艘的船价将超过2亿美元，而且未计及制造CNG储存系统所需的工装和设备。而LNG船的造价已由20世纪90年代后期的2.4亿美元建造一艘135000立方的LNG船变成今天用同样的价格建造一艘200000立方以上的LNG船。
2  这种CNG运输方式是全新的概念，是否可行性和风险还有待市场检验，毕竟LNG船的运输已经进行了几十年，是为业界所广泛认可的天然气运输方式。
2  与同样尺度的LNG船相比，CNG船比LNG船所装的天然气要少得多，一艘138000m3的LNG船可装28亿立方英尺的气体，而CNG船通常只能装相当于其10%～40%的气体当量。
2  在运输距离方面，CNG运输只在500～3000海里的距离运输时具有运输成本优势。在距离不到500海里时，天然气可以用管道来进行运输，而在航程超过3000海里时，使用LNG船的形式运输则更有优势。
以笔者之见，随着IMO Type C型半冷半压式或蓄压式LNG船越来越多地投入LNG支线运输，其建造和运营成本大大低于CNG船，这种IMO Type C型半冷半压式或蓄压式LNG船受到了越来越多的青睐，CNG船的发展前景将日趋黯淡，但CNG储存技术上的创新还是值得称道的。

poppyzhang

一个海工产品入哪个船级社是由船东定的吗？