LNG運輸船為什麼被稱為“沉睡的氫彈”?它真有那麼危險嗎?

隨著世界能源需求和環保意識越來越高,天然氣在各能源中的使用比例也越來越高。

它是一種清潔優質能源,有燃燒熱值高、汙染少、經濟效益好、無毒無味易揮發等諸多優點。在常壓狀態下,將天然氣冷卻到約-162℃就凝結成液態,成為液化天然氣(Liquefied Natural Gas,LNG)。

LNG運輸船為什麼被稱為“沉睡的氫彈”?它真有那麼危險嗎?

液化天然氣燃燒熱值很高。1千克液化天然氣燃燒熱值約12000千卡,利用率95%;1千克柴油燃燒熱值約9600千卡,利用率88%,所以1千克天然氣相當於1.35千克柴油釋放的能量。

液化天然氣無毒無色無味,乾淨環保汙染少。液化天然氣的主要成分是甲烷,也包括少量乙烷、丙烷、氮和丁烷等成分。

LNG運輸船為什麼被稱為“沉睡的氫彈”?它真有那麼危險嗎?

從氣田開採出的天然氣經過淨化,去掉不利於下游產業使用的氮、硫化物、水和固體等雜質。燃燒產物大部分是二氧化碳和水,沒有二氧化硫和粉塵,能大大降低環境汙染問題。

從20世紀60年代以來,全球液化天然氣使用量逐年遞增,貿易量也迅速增長,每年有大量船舶往來穿梭運送能源。這種專門運送液化天然氣的船舶就是液化天然氣船,簡稱“LNG船”

LNG運輸船為什麼被稱為“沉睡的氫彈”?它真有那麼危險嗎?

LNG運輸船與普通貨船區別很大,它技術含量高、建造難度大、身價不菲,是典型的高技術性、高可靠性、高附加值的“三高船舶”。

按液貨艙的結構形式不同,分成薄膜型、球型和稜柱型三種:

1、薄膜型液貨艙最早由法國開發,採用特殊的“殷瓦invar”合金薄膜圍護貨艙,防止洩漏。優點是駕駛臺視角廣,船體受風面積小,推進效率高;缺點是結構複雜,船舶管理要求高。

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薄膜型液貨艙

殷瓦材料是一種鎳鐵合金,其熱膨脹係數很低,就算溫差變化很大也不會熱脹冷縮,很適合精密儀器、恆溫器、LNG運輸船等行業使用。

不過此材料非常嬌貴,LNG船液貨艙中的薄膜層只有0.7毫米厚,怕汙怕損,對焊縫質量要求極高。

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液貨艙內部

焊接時很多地方機器無法施工,只能用人工方式完成。取得國際認證的高級焊工要戴著羊皮吸汗手套小心翼翼焊接,一丁點汗水和手印也會讓一大片薄膜報廢。3.5米焊縫要連續焊接5個多小時,難度非常大。

2、Moss球型液貨艙,由鋁球罐、絕緣層、外殼、支撐罐裙和管塔組成,1973年由挪威首創,後迅速在世界各國推廣。

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Moss球型液貨艙

它的優點是結構簡單,牢固性好,沒有直接碰撞一般不會損傷;安裝簡單、液麵晃動少、不受裝載限制,建造週期短、初期投資少。

缺點是甲板開口大、結構不連續、應力集中點多;液貨重心高,甲板上部受風面積大,船舶操縱困難;駕駛臺受儲存罐遮擋,視線不理想。

3、稜柱型液貨艙,貨艙圍欄系統與球型基本相同,只是形狀上類似“B”字稜柱型。

LNG運輸船為什麼被稱為“沉睡的氫彈”?它真有那麼危險嗎?

LNG運輸船的體型龐大,裝貨容積受港口和接收站限制一般在12-15萬立方米之間,更大的也有20多萬立方米,甚至接近30萬立方米的。

這種船隻若管理不當,會造成巨大危險,主要有三方面:

1、液化天然氣的密度約430-470千克/立方米,常溫下氣化體積迅速膨脹,是液體狀態的600倍。若在有限空間內洩漏,急劇膨脹會產生物理爆炸,除了不產生燃燒火焰,其餘都和化學爆炸相同。

2、液化天然氣溫度極低,沸點是-162℃,LNG運輸船要長時間維持-163℃的低溫。船上的金屬管道和連接件容易被低溫損傷,導致天然氣洩漏或蒸發,產生危險。

LNG運輸船為什麼被稱為“沉睡的氫彈”?它真有那麼危險嗎?

一艘油輪爆炸

3、液化天然氣為甲A類火災危險物質,易揮發、易燃易爆、易翻滾。它的密度比空氣小,少量洩漏時會很快擴散到大氣中,不會有爆炸危險。但大量洩露時會與空氣混合形成可燃性氣雲,濃度達到5-15%,遇點火源(最小點火能量為0.28mJ)就會發生閃火和蒸汽雲爆炸等可怕事故。若持續洩露形成池火,損失將更大。

液化天然氣火焰的傳播速度不算太快,但燃燒溫度高,輻射熱強,質量燃燒速率是汽油的2倍,易復燃復爆,不容易滅火。所以無論生產儲存,還是運輸使用中管理一定要跟上,才能做到萬無一失。

LNG運輸船為什麼被稱為“沉睡的氫彈”?它真有那麼危險嗎?

沉睡的氫彈

因為LNG運輸船又大又冷又危險,所以人們稱它為“海上超級冷凍車”,又稱它為“沉睡的氫彈”。

這並非誇大其詞,1千克TNT炸藥爆炸產生的能量約4.19兆焦,1噸TNT產生的能量為4.19吉焦。1兆焦=1百萬焦耳,1吉焦=10億焦耳。

而液化天然氣的密度是430-470千克/立方米,20萬立方米液化天然氣約重94000噸。1千克液化天然氣熱值50.24兆焦,一艘LNG運輸船就是50.24*1000*94000=4722560吉焦。相當於112.7萬噸TNT當量,絕對是一枚氫彈的當量啊!難怪在海上人見人怕,鬼見鬼愁,航空母艦也要繞著走啊。和風漫談原創,禁止抄襲。

LNG運輸船為什麼被稱為“沉睡的氫彈”?它真有那麼危險嗎?

LNG與普通貨船的區別

因此,LNG運輸船要保證絕對運輸安全,除了船舶自身合理設計和佈置外,還需要科學操作程序,需要對船員進行嚴格操作和安全培訓。

當然,從多年運輸數據來看LNG運輸船還是很安全的。1964-2005年總計158次事故中,出現概率最多的是一般性船舶事故和機械失靈,真正的火災爆炸只有10起,也體現了LNG船舶的高技術和高可靠性。只要安全措施到位,管理到位,它就會乖乖地為人類服務,永遠不會激活的。


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