趙蕓 張文豪
中國第五代LNG船首船(供圖/中國船舶集團旗下滬東中華船廠)
江海聯運型LNG船,既能滿足遠洋航行,又能適應江河航道低水位情況(供圖/中國船舶集團旗下滬東中華船廠)
你是否想過?日常使用的天然氣,可能是坐著船漂洋過海來到我們身邊的。這艘船不是普通的船舶,而是與航空母艦、豪華郵輪齊名的LNG船。
液化天然氣運輸船,顧名思義是運輸液化天然氣(Liquefied Natural Gas,簡稱LNG)的專用船舶(以下簡稱LNG船),它需要專用的液化天然氣碼頭進行裝卸,將液化天然氣氣化后,輸送給居民和工業用戶。
LNG船與航空母艦、豪華郵輪被并稱為造船工業皇冠上的“三顆明珠”,它的建造難度極大,全球只有少數國家的個別船廠有能力建造。2008年,中國首艘國產大型LNG船大鵬昊號正式交付,中國成為國際LNG船市場上的“破局者”;近年來,中國建造的LNG船在船舶性能、環保指標、技術水平等方面,均已步入國際先進行列。
我們日常使用的天然氣是氣態的,為什么要將它液化呢?LNG船的建造又難在哪里呢?
天然氣作為一種相對清潔的化石能源,是推動碳達峰、碳中和的重要力量。它的主要成分是甲烷,還含有少量乙烷、丙烷和丁烷等成分。
天然氣密度較小、體積較大,氣態運輸成本高昂,對其實施“壓縮術”——液化后,同等質量下,體積會縮小至原來的1/620。
那么,“壓縮術”是如何實現的呢?答案是低溫——當溫度降至零下163攝氏度時,天然氣就會變成液體。
液態天然氣在運輸過程中需要保持這樣的低溫。因此,LNG船又被稱為海上“超級冷凍車”。
然而,如此低的溫度會讓造船原材料——鋼,變脆、易裂,使造船難度大大增加。同時,液化天然氣燃燒熱值很高,一旦泄露就可能引發毀滅性爆炸。這意味著,在滿足低溫的條件下,液化天然氣的儲罐不能有絲毫瑕疵。
目前,LNG船主要分為薄膜型液貨儲罐系統和獨立球型液貨儲罐系統。
以薄膜型液貨儲罐為例,為了防止低溫造成的船體鋼板破裂,薄膜型液貨儲罐通常采用特殊的材料——殷瓦鋼制成。例如,中國LNG船建造團隊在設計某款LNG船時,采用了總面積超過3萬平方米、厚度卻僅有0.7毫米——與大拇指指甲蓋厚度差不多的殷瓦鋼。
搭載薄膜型液貨儲罐系統的LNG船(供圖/中國船舶集團旗下滬東中華船廠)
搭載獨立球型液貨儲罐系統的LNG船
兩種LNG船液貨儲罐系統對比
液貨儲罐由一塊塊殷瓦鋼組成,每塊殷瓦鋼之間需要通過焊接技術連起來,大型LNG船上的殷瓦鋼焊縫總長度可達上百公里。雖然大部分焊接已經實現了機械化、自動化,但在一些狹小、不規則的角落,需要由施工人員手動完成,這如同在“鋼板上繡花”。
殷瓦鋼厚度極薄,稍有不慎就會被燒壞,這要求施工人員有十足的耐心。其次,殷瓦鋼遇水極易生銹,哪怕是施工人員的一滴汗水落在其上,半小時內殷瓦鋼就會出現銹點,且無法清除。這樣的銹點無疑是威脅LNG船運營安全的“定時炸彈”。
因此,殷瓦鋼手工焊接技術被稱為世界上難度最大的焊接技術。為了保障LNG船的安全,施工人員都經過了嚴格的培訓;在船體建造過程中,實施極為嚴格的管理制度,讓建造現場的濕度完全可控。例如,進入液貨艙內的施工人員必須通過兩道安全門、不準帶水進艙、佩戴專用吸汗羊皮手套等。
殷瓦鋼焊接車間
自2008年,我國首艘國產大型LNG船——大鵬昊號正式交付以來,我國先后攻克了殷瓦鋼的焊接工藝和制造工藝,完善了制造LNG船的產業鏈,創造了多個世界第一,在國際LNG船建造領域不斷交出完美的中國方案。
“國氣國運,國船國造”。LNG船駛過驚濤駭浪,打破了能源在地球空間上的分布局限,它載著液化天然氣安全抵達無數個彼岸,成為我國能源發展戰略的國之重器!
(責任編輯 / 代竹蕊? ? 美術編輯 / 周游)
峨眉號LNG船(供圖/中國船舶集團旗下滬東中華船廠)
2023年12月12日,中國船舶集團旗下滬東中華船廠(以下簡稱“滬東中華”)自主設計建造的17.4萬立方米大型LNG船——峨眉號正式命名交付。
作為一艘世界主流大型LNG船,峨眉號由滬東中華自主研發設計,擁有完全自主知識產權。該船總長295米,型寬45米,型深26.25米,航速19.5節,創造了總建造周期僅17個月零8天的歷史新紀錄,表明我國大型LNG船的綜合建造能力已達到世界先進水平。
峨眉號采用最新動力系統,配備先進環保裝置,具有蒸發率低、能耗低、環保性高、通用性強等諸多特點,航線適應性靈活,可靠泊全球絕大多數陸地岸站,還具備船對船海上轉泊輸送功能。
殷瓦鋼是一種鎳鐵合金,于1896年由瑞士物理學家紀堯姆首次發現。
熱脹冷縮(即受熱時體積膨脹,冷卻時體積收縮)是世界上絕大多數物體遵循的物理規律,金屬也不例外。但是,殷瓦鋼的特別之處就在于,其熱膨脹系數極低,能在很大的溫度范圍內保持固定值。這種獨特的優勢,使殷瓦鋼成為建造LNG船的絕佳材料。