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

      2017-05-16 00:14:17許佳偉
      山東工業(yè)技術(shù) 2017年9期

      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。

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