[基础知识] LNG-FSRU——一种新型天然气运输和储存装置

通常，液化天然气(Liquefied Natural Gas,简称LNG)由船通过海上运抵购买方，输入岸上的接受终端。选择接受终端地点的一个重要标准, 是靠近绝大多数天然气用户, 往往靠近发电厂、工业区或人口密集区。选择岸上接受终端变得非常错综复杂，岸上终端最佳点不一定是LNG船停泊的最佳场所，自美国911 之后, 人们越来越担心潜在的恐怖袭击, 潜在的危险和公众的反感, 使得人口密集区对有关可燃、可爆的工业设施持不欢迎态度。

　　为了减少终端地点选择的危险因素以及相关审批程序, 许多公司、科研机构如SBM公司、Texas A&M University大学( TAMU)等, 正在研究LNG 浮式贮存和再气化装置——LNG-FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) , 既将天然气运抵购买方的“船舶”,也作为海上终端向岸上供应天然气。

　　一般地，LNG-FSRU主要分为3类，由LNG 船改装成LNG- FSRU；新造钢体船壳LNG- FSRU；新造混凝土结构LNG- FSRU。

　　一、LNG-FSRU 的特点

　　LNG-FSRU 既具有运输功能，可作为LNG 运输船( 货物围护系统与现行的LNG 船相同)；又具有储存功能, 可作为海上终端, 远离发电厂、工业区或人口密集区停泊。

　　二、锚泊系统

　　采用能使FSRU随风向改变方位的单点系泊系统( Single-Point Mooring, 简称SPM) , 将LNG-FSRU牢固地锚泊在海床上, 系泊和挠性立管系统要求的最小水深为40- 60 m。非良好海况LNG- FSRU 可围绕其单点系泊系统打转。SPM系统中有内部转塔, 减少锚泊负荷, 并使生活区随时处于货物区域的上风侧。

　　三、卸货系统

　　LNG- FSRU 的卸货系统采用串联卸货方式。LNG- FSRU 的尾部设有SYMO 卸货系统, 由一可旋转的构架吊着, 若需检查或维修可将其转到甲板上。该系统能在浪高3.5m的情况下与接卸端连接, 一旦接好就能保持连接牢固, 并可在浪高5.5m的条件下工作。　　接卸端( 可以是接卸船) 与FSRU 尾部的距离, 由动态定位设备控制在容许工作范围内, 可避免锚泊和卸货作业中可能出现的危险。

　　四、FSRU 的船壳及货物围护系统

　　围护系统应能适应所有工作条件下的液位条件，运输过程中, LNG-FSRU围护系统在所有液位条件下能限制晃荡影响, 维持液舱中液体的晃动在最低限度, 保证围护系统内的冲击力在极限以内。　　抵达购买方后, 即使深海锚泊摇晃、持续地卸货或供应天然气等使围护系统中的液位不断变化, LNGFSRU围护系统仍可将晃荡限制在最小程度。FSRU的船壳为双层壳体, 船壳与货物围护系统之间物理隔离并作绝热处理。

　　众所周知, 造船市场上LNG 船的液舱有三种围护系统:MOSS- Rosenberg 的球形液舱、GTT 公司的薄膜液舱和IHI 的SPB 型液舱。　　这三种围护系统中, 只有SPB型液舱满足以下条件, 最适合于FSRU，总贮货容积可达20万-40万m3，约5000平米的自由甲板空间, 用以安装再气化装置和其它设备。服务有效期15~30 年, 且无须进坞修理。

　　五、再气化系统

　　再气化的目的, 是LNG- FSRU 作为海上终端向岸上用气设施直接供气。再气化的方法, 是通过再气化系统, 利用海水的热量加热来自液舱中的液化天然气。液化天然气的气化, 因存在结冰和结垢等危险, 不能采用板翅式换热器使LNG 与海水直接换热, 只能选用立式壳管式中间流体蒸发器( Intermediate FluidVaporiser, 简称IFV) 。IFV 的中间流体, 使用水和乙二醇的混合物, 冰点低于-30℃, 可降低结冰的危险, 同时改善生物结垢。与海水直接循环的蒸发器相比, IFV 增加了初始投资和设备，然而运行证明, 由于前述的降低结冰的危险, 同时改善生物结垢, 采用IFV 带来的费用增加是必要的。

　　六、蒸发气处理系统

　　液化气的蒸发气(Boil-Off Gas, 简称BOG) , 是由于外界漏热的渗入, 货舱中的少量液体天然气蒸发产生的蒸发气。LNG-FSRU上 BOG因下列因素而产生：围护系统、卸货系统和相关管路的热量渗入；LNG 质量( 主要指沸点) 差别；泵浦产生的热量；卸货期间货舱容积变化；货舱压力变化;卸货前和卸货期间, LNG- FSRU与LNG 船之间压差。

　　典型的BOG 处理系统, 包括机械制冷再液化后送回液舱和将BOG 作为燃料。现在营运的LNG 船舶, 均将BOG 作为燃料送入锅炉燃烧。锅炉产生蒸汽推动汽轮机。锅炉的燃烧方式有3 种: 单烧油、单烧气( 航行中根据具体情况而定) 和油气混烧。在建的LNG 船均安装再液化装置,将BOG 机械制冷再液化后送回液货舱。

　　七、结语

　　鉴于以下因素, LNG- FSRU 能显著降低成本:

　　（一）大型化, 载货量一般为25万-35万m3, 几乎为现行LNG 船的两倍, 降低运输成本。

　　（二）深海停泊, 替代陆上终端, 非常具有成本优势,而且安全——远离发电厂、工业区或人口密集区;

　　（三）可长期单点系泊在深海海床上, 减少当前岸上终端对LNG 船的吃水限制, 或免除LNG 船舶对港口水深的要求。

　　（四）LNG 不需从船上卸至岸上终端, 减少了运输次数和卸货次数, 降低部分卸货危险。

　　  LNG- FSRU 的研发, 将极大影响我国正处于大发展关键阶段的LNG 运输和接收站建设。