天然气是全球公认的清洁环保能源，大量进口天然气已经成为各国共同的能源战略部署，液化天然气LNG的进出口国之间往往相隔万里，跨洲、跨洋长距离运输的艰巨任务，只有海上巨无霸——LNG船能够胜任。

那么它与普通船只有何不同，为何能肩负这一重任呢？本期石油课堂带你揭开LNG船的神秘面纱！

LNG船概况

（一）什么是LNG船？

LNG船是运输液化天然气（常压下沸点为-163℃）的专用船舶。

LNG船在LNG产业链上起着枢纽作用

LNG船被称为"海上超级冷冻车"，是高技术、高难度、高附加值的"三高"产品

（二）特点

LNG船具有高安全性、高效益性、高环保性、抗风浪能力强等优点。

全球最大的LNG船Q-Max长345米，宽45.75米，船型深34.7米，一次LNG运载量高达26.6万立方米，可满足北京2000万居民2个月的用气需求

但LNG在存储过程中的沸腾和翻滚现象，容易导致天然气蒸发释放，既浪费能源，又容易引起爆炸，对设备、船体及港口的安全也造成极大的威胁。

一艘 16 万立方米的LNG 船满载时所储存的LNG总能量约是广岛原子弹的70倍，一旦爆炸，后果不堪设想

（三）LNG船分类

LNG船主要有球罐型、薄膜型和自持式棱柱型三种。目前，全世界有107艘球罐型LNG船，306艘薄膜型，2艘自持式棱柱型。

球罐型

薄膜型

自持式棱柱型

1.球罐型

• 液货舱为球形，一艘LNG船有4-5个球型贮罐。
• 球型贮罐采用9%镍钢和铝合金5083，MIG焊接，球体外敷设两层聚胺酯泡沫绝缘材料
• 球罐总重量高达900吨左右，由支承围裙与船体相连
• 最大球罐的内径超过40米
• 球型罐液面晃动效应小，操作灵活，安全性能高；但航行风阻大

2.薄膜型

液货舱直接安装于船体。常用船型有MK Ⅲ 型和No.96型。

• MKⅢ型主要材料为波纹型304不锈钢，TIG焊接
• No.96型液货舱有两层绝缘层：主次层薄膜均为0.7毫米厚的殷瓦钢，TIG焊接
• 薄膜型主屏壁薄，绝热性好，强度高，用材少，能耗小；但晃动效应影响大，装载受限制

3.SPB型（自持式棱柱型）

目前全世界只有两艘SPB型LNG船，均属于日本IHI公司。

• SPB型设计自由度高，空间浪费小，结构牢固，可靠性高，任何液位都不会发生载荷晃荡，蒸发率低

此外还有一种中小型LNG船，这种船营运周期短，中转频繁，内河航运受限小。

• 该船通常采用独立式C型液货舱，无需次屏蔽，建造简单，载货量一般在10万立方米以内

（四）LNG船系统组成

LNG船主要有四个系统组成：船舶动力推进系统、货物围护系统、管路系统、辅助设备系统。

1. 船舶动力推进系统

该系统的主要组成设备有：蒸汽轮机、发电机、主锅炉等。

动力室全景


引擎模拟：双动力引擎，燃料来源于LNG蒸发气、柴油

2.货物围护系统

主要包括液货舱、泵、空气压缩机等。

液货舱由主、次两层绝热绝缘层和相应的保护薄膜组成

为减少LNG的蒸发，每个液货舱都装有一个喷淋塔，利用喷淋泵管内的液态天然气为货舱降温

此外，当LNG液位较低，主液货泵无法排出时，可以开启扫舱喷淋泵

运输过程中受保冷效果、运输时间等因素影响，部分LNG会挥发，当挥发量大于动力燃料的需求时，就需要将多余的天然气再液化。

多余的蒸发气通过BOG回收系统再液化

再液化设备

3.管路系统

由高温管路和超低温管路系统构成。

高温管路应用于机舱区域，为船舶输送动力

超低温管路应用于货舱区域，用于装载LNG

4.辅助设备系统

该系统主要是由透平给水泵、氮气发生器、惰性气体蒸发器、强力风机、空气压缩机、各类油泵、水泵等组成。

LNG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63000～68000吨级散货船过剩，而各国家地区LNG船需求增长。在此背景下，船东愿意把散货船改造成LNG船，让过剩的散货船“重获生机”。

标准64000载重吨散货船的船体可容纳1个容积为4.5-5万立方米的LNG液罐

（二）新建LNG船

LNG船采用分段建造模式。

分段式建造节省场地和工期

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米的钢板，切割误差必须控制在1.5毫米之内）

3. 切割钢板（通常采用17米的钢板，切割误差必须控制在1.5毫米之内）

4. 组装（ 焊接好的分段构件从车间转移至船坞组装，每个分段都重达上百吨，使用龙门吊组装）

5. 安装动力系统与管线（动力系统；每艘船的管线多达2万根；这些管线要在车间焊接，焊缝需通过X光检查合格后进行组装）

6.液货舱安装

LNG船50%的建造费用于安装液货舱。舱安装需要专用码头。

薄膜型液货舱每层都是由厚实的绝缘箱材料和殷瓦钢组成

精度要求高，一只绝缘箱的最大变形率要求每米不超过0.06毫米

薄膜90%的焊接过程由机器人自动焊接完成

殷瓦钢焊接技术十分独特，必须由持有GTT公司G证的殷瓦钢焊工完成，而建造一艘LNG船需要近百名这样的焊工。

培训一名G证员工的费用至少20万

7.泵塔安装

泵塔包括主卸货管路和应急泵井，形状是三脚格架结构

安装用于支撑液舱进出梯子和其它管系设备

这时建造基本完成，正式服役之前还需进行一系列调试工作

（三）建造难点

1.安装环境要求苛刻
殷瓦钢是一种非常“娇贵”的材料，常温下接触到水或油，8小时以内就会生锈。殷瓦钢厚度仅为0.7毫米，一旦生锈，整张报废，所以在保存时必须贴膜。

热变形系数极小，从20℃到-163℃几乎不变形，故被称为“不变钢”，国内尚不具备生产能力

安装殷瓦钢的环境必须足够干燥，任何液体物质不得带入车间，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

为维持舱内低温系统，货舱内部必须用殷瓦钢全部覆盖，形成一个“天衣无缝”的内胆。

货舱围护系统作为薄膜型LNG船的建造核心，建造要求非常高

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，要想使用必须支付高昂的专利费用。目前沪东船厂每建造一艘薄膜型LNG船要向GTT公司支付1000多万的专利费用

（四）哪些企业能建造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、现代雄踞三甲

挪威的MOSS球罐式和法国的GT和TGZ薄膜式LNG船是现代LNG船只的原型，80年代初，日本川崎重工引进了MOSS型并开始建造，1995年韩进重工和三星重工分别引进了GT型和TGZ型，随后逐渐形成了韩国以薄膜型为主、日本以MOSS型为主的两大格局。

LNG船工作流程

（一）装载

LNG液化厂为LNG船提供原料

装料

（二）运输

（三）卸载

LNG船的终点站是LNG接收站。在即将靠近接收站码头时LNG船要提前调整位置，利用拖轮将其拖到指定位置。

拖轮工作

LNG运输船抵达卸船码头后，通过船上的输送泵、LNG卸料臂及卸船总管输送至接收站上的LNG储罐中。

卸料臂：连接接收站与LNG船

LNG 进入储罐后产生的蒸发气，通过返回气管道回输至LNG船舱中，以保持卸船系统的压力平衡

在卸船完成后，卸料臂拆除前，从卸料臂顶部注入氮气，将卸料臂中的LNG分别压送回船舱内和码头卸船总管，蒸发气通过管线输送至码头火炬臂中烧掉。

发展历程及现状

（一）发展历程

LNG船是现代为方便海上运输天然气而建造的，目前仍属于发展阶段。

1959年美国船厂利用一艘战时标准船改装成世界上第一艘LNG船——Methane Pioneer号

世界上第一艘用于商业运输服务的的LNG船是1964年10月由英国建造的“JULES VERNE”号

1975年前，大多数LNG船为容量小于10万立方米的小型LNG船，随着技术的发展，LNG船的容量不断增加，目前最大的LNG船容量已经超过20万立方米。

LNG船容量越来越大

卡塔尔发现了全球最大凝析气田后，建造了Q-Flex（216000m³）和Q-Max（266000m³）超大型LNG运输船

LNG船船型越来越大，数量越来越多

截止2015年，全球运营LNG船达到415艘，预计到2030年全球LNG船将超过700艘。

（二）新型LNG船

随着人们环保意识的增强，在陆上建设液化厂和LNG接收终端受到的限制越来越多。解决这一难题最有效的途径就是在海上建造FLNG和LNG-FSRU。

FLNG为浮式液化天然气装置，可代替岸上传统的液化天然气工厂。

• 为节省成本，船东常采用旧船改造的形式将LNG船改为FLNG
• Golar LNG公司将“Hilli”号LNG船改造成FLNG，每年能生产约250-280万吨LNG
• 除“Hilli”号外，Golar LNG公司还考虑将“Gimi”号及“Gandria”号改造成FLNG。
• 今年即将竣工的Prelude号FLNG，是目前全球最大的船，每年可生产360万吨LNG。

Prelude号FLNG由三星重工承建，耗资126亿美元，长448米，宽74米，高110米，排水量相当于6大航母的总和

LNG-FSRU(Floating Storage Regasification Unit)是集LNG的接收、储存、再气化为一体的海上浮式装置，被称为“移动的接收站”。

• 接收来自LNG船的LNG，再气化后通过海底管线输送至最终用户
• LNG-FSRU停泊于海上，远离发电厂、工业区及人口密集地区

中国LNG船和发展趋势

（一）中国LNG船

我国在20世纪90年代中期展开LNG船的技术跟踪和开发工作，中国船舶公司于1999年成立LNG船研究小组。

目前国内已拥有LNG船技术许可的船厂有：

沪东中华船厂是中国首家参与LNG船研发及建造工作的企业

中国LNG船建造方面起步较晚，但发展迅猛。目前，中国现役LNG船有7艘，LNG船市场份额约占全球的19.7%。

我国建造的第一艘LNG船是“大鹏昊”，船长292米，宽43.35米，型深26.25米，装载量为14.7万立方米

我国最大的LNG船是“大力水手（PAPUA）”号，长290米，型宽46.95米，总容量17.2万立方米，能够满足上海全市居民一个月的用气量

随着中国沿海各LNG规划项目的实施，中国LNG进口贸易发展迅速，预计到“十三五”末，LNG进口量将超过6000万吨/年。届时，预计中国LNG船队保有规模将达到50-60艘。

（二）LNG船舶工业展望

在LNG船市场高度集中的背后，是船企必须面对的“三高”壁垒——高资本投入、高工艺要求与高管理质量。由于市场潜力巨大，投资回报相对丰厚，各国都对这个“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月份）

从各国的订单份额来看，韩国是最大赢家，在全球146艘订单中，韩国船厂手持108艘，占总数的74%。

近20年LNG船队订单的情况

沪东中华是迄今为止中国所有大型LNG运输项目的首选船厂。目前，沪东中华手持LNG船订单量达到14艘。在能源日趋紧张的情况下，全球液化天然气（LNG）的生产和贸易日趋活跃，正在成为世界油气工业新的热点。

越来越多的天然气液化后通过LNG船运送到世界各地

从长远趋势来看，LNG消费量和进口量都将快速增加，加之旧LNG船的更新换代，需要建造大量新的LNG船，LNG船建造市场一片繁荣。

LNG船是一项高技术密集型装备，对中国的造船工业仍是一项考验。但只要我们能够以科学的态度，认真仔细地去做好每一件事，一定能战胜LNG船建造过程中的重重困难。我们相信，克服了千难万阻之后的中国造船工业，必将为中国经济的腾飞做出新的贡献。

-- 石油课堂（2016-03-06）