LNG船动力装置与系统.docx

LNG船动力装置与系统 -.LNG船简介及分类 LNG是英文LiquefiedNaturalGas的简称，即液化天然气。天然气的主要成份是甲烷，在常压下沸点为-160°C，液体比重（T60°C）0.43-0.48,气体比重（20C）是空气的一半，气态与液态体积比600，在空气中可燃极限为5-15%，是一种低温、可压缩、易燃的气体，具有比重轻、无毒、不腐蚀等特性。 鉴于天然气的特性，对LNG运输的设计主要考虑的因素是：能适应低温介质的材料，对易挥发/易燃的处理，低比重的储存能力。按国际燃气规范，对适用-165C的设计温度的货舱须选用9%的镍钢、奥氏体钢（不锈钢）、铝合金、奥氏体铁-镍合金（36%的镍钢），当LNG储罐（即货舱）泄漏时须保证物料15天内不外溢，需设置第二防漏隔层，因为LNG运输距离不论有多远，不会超过15天，在此期间即可回船厂维修，故LNG储罐（即货舱）为双层壳体，以防LNG泄漏，保护船体；对易挥发/易燃的处理，利用LNG挥发气作船舶动力的燃料，在LNG的装载/卸货时，船与接收站之间用气相管和液相管连接成封闭系统，防止空气进入LNG储罐，确保系统的安全，并且LNG货舱的外壳须绝热，以控制LNG挥发速率及控制由温度变化而引起的热胀冷缩，保护船体构造不受储罐极低温的损害，同时以减少运输过程中LNG的蒸发，对绝热性能要求达到控制日蒸发率0.15%。 LNG的储罐是独立于船体的特殊构造，储罐的形式对LNG运输的设计影响很大。 根据液货舱围护系统的不同，我们把液化天然气(LNG)船主要分为自撑型和薄膜型两种 自撑舱型LNG船 自撑型又可分为球罐型和菱形。 球罐型(MossSpherica)LNG船就是说LNG是储存在球型贮球内的LNG船，常见的球罐型LNG船由4或5个球形贮罐以及支撑其的船体组成。 球罐型贮罐系统为挪威MossMaritime公司的专利技术，该型贮罐采用AA5083的铝合金制造。外形为一球体，球体外采用的一种绝缘是镶板式聚胺酯泡沫。在球体的赤道上安装支承围裙，支承围裙是通过爆炸成型的特殊构件，与船体结构相连，以减少热的传导。十四五万立方米的LNG船，最大贮罐的球体内径超过40m，空罐总重量约900吨左右。 由于球罐型贮罐与船体结构之间，除支承围裙外，完全处于独立状态，无论是LNG的超低温度，或是LNG的静、动压力都由球罐贮罐直接承受。因此，球罐贮罐通常又称之为独立式贮罐。 菱形贮罐系统(SPB-Self-supportingPrismaticIMOTypeB)由日本石川岛播磨重工(IHI)研制。 薄膜型LNG船 薄膜型LNG船就是以船体直接作为储存LNG贮罐的LNG船。 常见的薄膜型LNG船包括MKIII型和NO.96型两种，其货舱围护系统采用的均为法国GTT公司专利技术。 MKIII型LNG船的液货舱系统包括两层薄膜和绝缘：主层的薄膜采用1.2mm厚的压筋型不锈钢薄板，压筋的目的是为了释放温度和结构应力；采用的是由中间为铝合金薄膜，两面为玻璃纤维布制成的“三明治”结构；此次层薄膜可与主层和次层绝缘预制在一起，加快船上施工的进度，该绝热材料为增强聚胺酯泡沫。 NO.96型LNG船的货舱围护系统也包括两层薄膜和绝缘：主次薄漠均为0.7mmINVAR钢（含36%镍的钢），由于该种钢材的热膨胀系数极小，从20摄氏度到-163摄氏度几乎无变形，故被称之为不变钢;主次层薄膜之间以及次层薄膜和船体内壳之间都是由充填有膨胀珍珠岩的绝缘箱作为绝热材料。 根据主推进方式的不同，LNG船又可以分为三种类型：配置蒸汽透平推进系统的LNG船、配置电力推进系统的LNG船和配备再液化装置采用低速柴油直接驱动的LNG船。 （1）蒸汽透平推进系统 配置蒸汽透平推进装置的LNG船，以双燃料锅炉产生的高温高压蒸汽（515摄氏度/61.8bar）为动力驱动透平叶轮高速转动，输出功率各为50%的高低压透平以减速齿轮箱减速后通过轴系推进船的航行。 （2）双燃料电力推进系统 随着双燃料中速柴油机的问世，以双燃料中速柴油发电机组供电，电推马达驱动的新型电力推进系统应运而生。电力推进系统由数台双燃料中速柴油机，以燃气（LNG挥发气）或燃油为燃料，带动中压发电机产生电能，再由电站、电网系统进行全船电力分配。用于推进的电力经过推进变压器、变频器等的处理，输送到推进电动机，经减速齿轮箱的减速，通过轴系驱动螺旋桨推动船舶的航行。 （3）低速机直接驱动推进系统 在超大型LNG船上（如20万立方米以上级），当前广泛应用的是再液化装置和低速柴油机组合的方案。LNG运输途中挥发出来的天然气由再液化装置进行降温变化，再重新送回液货舱中储存，不再用作燃料。推进动力则由常规的低速柴油机来提供，以常规重油为燃料，直接驱动轴系、螺旋桨来推进船舶的航行。 建造LNG船要比建造油船需要