浮式LNG項目卸料系統技術現狀及發展趨勢

摘 要：論述浮式LNG項目卸料系統的發展現狀，介紹了四種浮式卸料技術的特點，對比不同類型卸料系統的優缺點，展望浮式卸料系統的發展趨勢，可為國內浮式LNG項目卸料系統的設計和選型提供參考。

關鍵詞：浮式LNG；卸料系統；旁靠剛性臂；低溫軟管

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

1 引言

LNG主要供應源大都靠近人口稠密地區，面臨公眾懼怕爆炸等諸多問題，使得建設陸上LNG項目的申請越來越難以得到批準[1]，浮式LNG項目越來越受重視。隨著浮式裝置上部工藝裝置的逐漸成熟，卸料系統已經成為限制浮式LNG項目的主要瓶頸。

2 浮式LNG卸料技術現狀

按照運輸船與FSRU或FLNG停靠方式及卸料設備的不同，浮式LNG卸料系統包括如下四種類型：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。

2.1 旁靠剛性臂

剛性臂是技術比較成熟的卸料系統。旁靠剛性臂卸料系統主要由三滑環裝置、舷外卸料臂、頂滑環系統、立管等結構組成。為保證兩船準確對接，一般設置導向系統引導卸料臂連接。LNGC與FSRU或FLNG采用并排方式進行連接，安裝防碰墊防止相對運動引起碰撞。LNG的輸送通過兩船之間的卸料臂來完成，該系統對兩船間的運動較為敏感，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。LNGC和FSRU或FLNG的靠泊方式為旁靠。采用低溫軟管代替剛性臂，因軟管為柔性結構，旁靠低溫軟管技術對運動的補償能力較強，增大了對于浮體運動的適應性，具備完整的QC/DC和ERS系統，但同樣存在LNGC停靠困難等問題。

2.3 串靠剛性臂

旁靠方式需要兩船進行并靠，技術難度大，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性，因此作業時間受到限制。為解決這一難題，國外公司于近年開展串靠剛性臂技術的研制 [2]。

FMC開發了一種基于BTT技術的串靠卸料系統[3]，該系統的關鍵部件已廣泛應用于旁靠剛性臂，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，用于兩船串聯連接，并承受金屬臂載荷。串靠剛性臂具有較強的運動補償能力，允許兩船上下相對運動約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。該系統已通過船級社安全性認證，但尚無實際項目應用。

2.4 串靠軟管

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

對于懸空應用的低溫軟管，要能適應兩船相對運動；對于漂浮于水面或浸沒于水中應用的低溫軟管，不但要適應兩船相對運動，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的運動補償能力，允許兩船間更大的相對運動，能夠適應更惡劣的海況條件。目前，多數廠家該產品都處于性能驗證階段，尚無實際項目應用。

3 不同類型卸料系統特點對比

上述4種類型的浮式LNG卸料系統各有特點，旁靠卸料系統能夠適應的波高較低（一般不超過2.5m），串靠卸料系統則能夠適應高達5.5m的波高。剛性臂卸料系統由于全部結構均為金屬部件，使用壽命較長，而軟管卸料系統使用壽命則受限于軟管，一般不超過10年。同時，串靠卸料系統由于結構龐大，一般需要專門的運輸船，且成本較高。不同類型卸料系統的技術特點如表1所示。

4 浮式LNG項目卸料系統發展趨勢

目前卸料系統已經成為限制浮式LNG項目發展的主要瓶頸，為了盡快推動浮式LNG項目的應用，發展出海況適應性強、結構可靠、成本較低的LNG卸料系統勢在必行。

浮式LNG項目相比近岸項目，海況條件較差，為了保障浮式LNG項目的年操作時間，有必要盡快研發能夠適用于更惡劣海況的串靠卸料系統。

雖尚無實際項目應用，但串靠低溫軟管技術具有良好的發展前景，一旦低溫軟管在性能和使用壽命方面獲得突破，該技術將大大推動浮式LNG項目的發展。

國內海上裝備技術日益發達，串靠軟管卸料系統的大部分結構已完全實現國產化，但國內低溫軟管領域尚處于空白，盡早開展低溫軟管的國產化研制，有助于打通國內浮式LNG卸料技術的關鍵技術鏈，掌握浮式LNG項目開發的主動局面。

5 結論

論述浮式LNG項目卸料系統的發展現狀，介紹了四種浮式卸料系統的組成及特點，并對比不同類型卸料系統的優缺點，分析了浮式卸料系統的發展趨勢，可為國內浮式LNG項目卸料系統的設計和選型提供參考。

參考文獻：

[1]邱毅，李小巍等.基于沿海城市能源調峰需求的浮式LNG接收終端工程技術研究[J].海洋工程裝備發展論壇，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，FRANCE.

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

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