浮式LNG項(xiàng)目卸料系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

摘 要：論述浮式LNG項(xiàng)目卸料系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了四種浮式卸料技術(shù)的特點(diǎn)，對(duì)比不同類型卸料系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，展望浮式卸料系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，可為國(guó)內(nèi)浮式LNG項(xiàng)目卸料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選型提供參考。

關(guān)鍵詞：浮式LNG；卸料系統(tǒng)；旁靠剛性臂；低溫軟管

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.241

1 引言

LNG主要供應(yīng)源大都靠近人口稠密地區(qū)，面臨公眾懼怕爆炸等諸多問題，使得建設(shè)陸上LNG項(xiàng)目的申請(qǐng)?jiān)絹碓诫y以得到批準(zhǔn)[1]，浮式LNG項(xiàng)目越來越受重視。隨著浮式裝置上部工藝裝置的逐漸成熟，卸料系統(tǒng)已經(jīng)成為限制浮式LNG項(xiàng)目的主要瓶頸。

2 浮式LNG卸料技術(shù)現(xiàn)狀

按照運(yùn)輸船與FSRU或FLNG?？糠绞郊靶读显O(shè)備的不同，浮式LNG卸料系統(tǒng)包括如下四種類型：旁靠剛性臂、旁靠低溫軟管，串靠低溫軟管和串靠剛性臂卸料系統(tǒng)。

2.1 旁靠剛性臂

剛性臂是技術(shù)比較成熟的卸料系統(tǒng)。旁靠剛性臂卸料系統(tǒng)主要由三滑環(huán)裝置、舷外卸料臂、頂滑環(huán)系統(tǒng)、立管等結(jié)構(gòu)組成。為保證兩船準(zhǔn)確對(duì)接，一般設(shè)置導(dǎo)向系統(tǒng)引導(dǎo)卸料臂連接。LNGC與FSRU或FLNG采用并排方式進(jìn)行連接，安裝防碰墊防止相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起碰撞。LNG的輸送通過兩船之間的卸料臂來完成，該系統(tǒng)對(duì)兩船間的運(yùn)動(dòng)較為敏感，適用于波高Hs≤2.5m的海況。

2.2 旁靠軟管

旁靠低溫軟管是第2種投入使用的卸料系統(tǒng)。LNGC和FSRU或FLNG的靠泊方式為旁靠。采用低溫軟管代替剛性臂，因軟管為柔性結(jié)構(gòu)，旁靠低溫軟管技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)的補(bǔ)償能力較強(qiáng)，增大了對(duì)于浮體運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)性，具備完整的QC/DC和ERS系統(tǒng)，但同樣存在LNGC?？坷щy等問題。

2.3 串靠剛性臂

旁靠方式需要兩船進(jìn)行并靠，技術(shù)難度大，特別在海洋條件惡劣的情況下，兩船間的靠泊具有一定危險(xiǎn)性，因此作業(yè)時(shí)間受到限制。為解決這一難題，國(guó)外公司于近年開展串靠剛性臂技術(shù)的研制 [2]。

FMC開發(fā)了一種基于BTT技術(shù)的串靠卸料系統(tǒng)[3]，該系統(tǒng)的關(guān)鍵部件已廣泛應(yīng)用于旁靠剛性臂，不同之處在于FSRU船尾和LNGC的船首加裝了一套吊桿和雙弓架，用于兩船串聯(lián)連接，并承受金屬臂載荷。串靠剛性臂具有較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償能力，允許兩船上下相對(duì)運(yùn)動(dòng)約15m，左右搖擺約20m，兩船間最大距離90m，能夠在波高5.5米的海況下工作。該系統(tǒng)已通過船級(jí)社安全性認(rèn)證，但尚無實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用。

2.4 串靠軟管

目前在研的還有串靠軟管卸料系統(tǒng)。低溫軟管應(yīng)具有耐超低溫性能、良好的抗拉能力、承壓能力和柔韌性。目前低溫軟管技術(shù)分為真空型和復(fù)合材料型。利用真空進(jìn)行絕熱的，比如Framo Cryodyn?和Technip的PIP軟管技術(shù)，由兩層波紋狀不銹鋼管組成，中間真空；采用復(fù)合低溫軟管的，比如SBM COOL?軟管技術(shù)[4]，由內(nèi)、外兩層組成，內(nèi)部采用復(fù)合軟管，外部利用傳統(tǒng)海上軟管。

對(duì)于懸空應(yīng)用的低溫軟管，要能適應(yīng)兩船相對(duì)運(yùn)動(dòng)；對(duì)于漂浮于水面或浸沒于水中應(yīng)用的低溫軟管，不但要適應(yīng)兩船相對(duì)運(yùn)動(dòng)，還要能夠承受海浪/海流沖擊、海水浸泡。串靠低溫軟管具有更強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償能力，允許兩船間更大的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，能夠適應(yīng)更惡劣的海況條件。目前，多數(shù)廠家該產(chǎn)品都處于性能驗(yàn)證階段，尚無實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用。

3 不同類型卸料系統(tǒng)特點(diǎn)對(duì)比

上述4種類型的浮式LNG卸料系統(tǒng)各有特點(diǎn)，旁靠卸料系統(tǒng)能夠適應(yīng)的波高較低（一般不超過2.5m），串靠卸料系統(tǒng)則能夠適應(yīng)高達(dá)5.5m的波高。剛性臂卸料系統(tǒng)由于全部結(jié)構(gòu)均為金屬部件，使用壽命較長(zhǎng)，而軟管卸料系統(tǒng)使用壽命則受限于軟管，一般不超過10年。同時(shí)，串靠卸料系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)龐大，一般需要專門的運(yùn)輸船，且成本較高。不同類型卸料系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)如表1所示。

4 浮式LNG項(xiàng)目卸料系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

目前卸料系統(tǒng)已經(jīng)成為限制浮式LNG項(xiàng)目發(fā)展的主要瓶頸，為了盡快推動(dòng)浮式LNG項(xiàng)目的應(yīng)用，發(fā)展出海況適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)可靠、成本較低的LNG卸料系統(tǒng)勢(shì)在必行。

浮式LNG項(xiàng)目相比近岸項(xiàng)目，海況條件較差，為了保障浮式LNG項(xiàng)目的年操作時(shí)間，有必要盡快研發(fā)能夠適用于更惡劣海況的串靠卸料系統(tǒng)。

雖尚無實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用，但串靠低溫軟管技術(shù)具有良好的發(fā)展前景，一旦低溫軟管在性能和使用壽命方面獲得突破，該技術(shù)將大大推動(dòng)浮式LNG項(xiàng)目的發(fā)展。

國(guó)內(nèi)海上裝備技術(shù)日益發(fā)達(dá)，串靠軟管卸料系統(tǒng)的大部分結(jié)構(gòu)已完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但國(guó)內(nèi)低溫軟管領(lǐng)域尚處于空白，盡早開展低溫軟管的國(guó)產(chǎn)化研制，有助于打通國(guó)內(nèi)浮式LNG卸料技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)鏈，掌握浮式LNG項(xiàng)目開發(fā)的主動(dòng)局面。

5 結(jié)論

論述浮式LNG項(xiàng)目卸料系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了四種浮式卸料系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)，并對(duì)比不同類型卸料系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，分析了浮式卸料系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，可為國(guó)內(nèi)浮式LNG項(xiàng)目卸料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選型提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]邱毅，李小巍等.基于沿海城市能源調(diào)峰需求的浮式LNG接收終端工程技術(shù)研究[J].海洋工程裝備發(fā)展論壇，2011.

[2]LNG TANDEM OFFLOADING SYSTEM L.TERRY BOATMAN， WILLIAM B. MITCHELL，2004 AICHE SPRING NATIONAL MEETING.

[3]LATEST DEVELOPMENTS FOR OFFSHORE FMC LOADING SYSTEMS， CHRIS PASHALIS， FMC TECHNOLOGIES SA，F(xiàn)RANCE.

[4]LNG TANDEM OFFLOADING-A KEY ENABLING TECHNOLOGY TO MAKE LNG PRODUCTION OFFSHORE HAPPEN， Fabrice Dumortier，Jean-Pierre Queau.

作者簡(jiǎn)介：許佳偉（1984-），碩士，工程師，主要從事液化天然氣相關(guān)技術(shù)研究工作。