薄膜技术 【推荐】GTT薄膜技术的进步

向前

GTT NO96系统用因瓦钢屏蔽层的热膨胀系数很低。

GTT薄膜舱代表了液化天然气运输船货物密封系统最广泛使用的选择。在约500艘常规液化天然气运输船和在役液化天然气浮式储存和再气化装置中，75%使用GTT膜罐技术，马克ⅲ和NO96的比例基本相等。

目前，液化天然气运输船的订单量约为110艘，其中80%将使用GTT薄膜技术。虽然新建的薄膜LNG船有60%左右会使用NO96系统，但NO96和Mark III方案在任何一个时间点的应用比例主要是基于船厂选择，而不是哪个系统更有优势。

变化

在过去的15年里，液化天然气航运业的一个特点就是变化。随着全球液化天然气贸易和服务船队的迅速扩张，大量液化天然气码头建成，船舶运营商出现。同时，买卖双方买卖天然气的手段更加灵活，出现更多现货和短期商品，有可能改变卸货地点。

液化天然气供应链也在迅速扩张。浮式LNG生产和再气化船为天然气进出口带来新的机遇，沿海配送船队持续增长。此外，第一艘专用液化天然气充装船已经投入运行。除了天然气运输船，更多的船东也选择液化天然气动力系统作为新的造船类型。

对于像GTT这样的船舶系统设计者来说，液化天然气技术领域的进步与商业领域的变化一样重要。常规液化天然气运输船的规模增加了40%，新的船舶动力系统也在能效方面取得了重要突破。

本世纪初问世的四冲程双燃料电力推进系统标志着传统汽轮机的巨大进步。最近，二冲程双燃料主发动机进一步降低了燃料消耗，并成为新型液化天然气运输船动力系统最受欢迎的方案。

这些新动力系统的低燃料需求使GTT提高了传统马克三号和NO96系统的热性能，并使用新技术来降低货物的蒸发率。

GTT商业副总裁大卫·科尔森解释说:“一个更高效的电力系统需要更少的天然气蒸发。当船速较低时，如小于16节，我们现有的包络系统可能会产生过多的蒸发气体。因此，我们开发了新版Mark III和NO96系统，在低速时不会损失蒸发气体，从而增加了船舶作业的灵活性。”

标志三和NO96系统变更

近年来，GTT独创的纵向和横向开槽不锈钢板主屏蔽的MarkIII膜组件设计也得到了发展，并推出了Mark III Flex和Mark III Flex+型号。

Mark III Flex+通过将绝缘层厚度从Mark III Flex 400mm增加到480mm来降低蒸发率。此外，Flex+通过添加刚性三层复合材料和在顶部桥垫下添加二级屏蔽，增加了对热负载和机械负载的屏蔽强度。

近年来，GTT通过将其长期采用的NO96设计与其独特的36%镍因瓦钢一级和二级屏蔽相结合，在提高热性能方面取得了进一步进展。目前，在96 GW、96 LO3、96 LO3+的设计中加入了基础的96系统。

NO96GW和NO96 L03或者L03+版本有两个主要区别。在NO96GW系统中，玻璃棉绝缘材料覆盖在绝缘盒中的两个金属屏障下。在L03和L03+系统中，主绝缘盒中使用的绝缘也是玻璃棉，但二次绝缘分为两层。在L03系统中，使用玻璃棉的绝缘盒连接到由胶合板和增强聚氨酯泡沫组成的绝缘板；在L03+系统中，两层屏蔽由胶合板和聚氨酯泡沫制成。

FSRU精选

到目前为止，新建FSRU的所有货物遏制系统都采用了GTT薄膜技术。总的来说，FSRU的船主们更愿意为他们的船只选择两种更成熟的电影技术，马克三号和96号。

这一选择主要是由于FSRU船东和传统液化天然气船船东对蒸发率的不同预期。FSRU的所有者和经营者并不刻意追求蒸发率的降低，所以他们更喜欢像NO96和Mark III这样的标准化技术，因为它们更经济、更节省空。

相比之下，液化天然气运输船所有者更喜欢使用更精细的GTT技术，如NO96 GW和Mark III Flex技术，以进一步降低低于设计标准的货物蒸发率。

科尔森说:“虽然这是一个普遍现象，但我们已经开始看到，一些船东在FSRU的询问中要求低蒸发率，可能是因为这些船只将用于出口频率相对较低或断断续续的项目，因此他们需要储存货物。”

与...建立联系

为了满足包壳系统的燃油效率和蒸发率的要求，需要对船舶运行、动力和货物装卸系统有详细的了解。为了实现船舶操纵性能和系统的平衡组合，GTT需要与主要参与者保持密切联系，如船东、造船厂、主要发动机制造商、气体供应系统和再液化系统设计者。

这些不协调的系统将给液化天然气动力船市场带来挑战。虽然可靠性是最重要的，但是船东和船厂也需要保证系统之间的协调。由于目前解决方案的多样性，船厂往往需要面对多个供应商:发动机制造商、供气系统集成商、货舱制造商和设计公司。这给系统之间的对接带来了复杂性和风险。

2017年底，GTT与瓦克西兰天然气解决方案公司和德新都建立了合作伙伴关系，以避免这些风险。通过与Waxilan的合作，我们可以结合两家公司的专业领域，为客户提供全套服务。瓦西兰在双燃料发动机和液化天然气供气系统应用方面的专长是对GTT低温薄膜液体货物密封系统解决方案的补充。

这个联盟可以打包提供模块化配置，必要时还可以提供在役设备，保证船舶的顺利运行。GTT和瓦克西兰瞄准液化天然气动力船。根据它们所服务的船舶类型和贸易路线，它们的装货安排可能会有很大不同。

DSEC以前是大宇造船公司的一部分，是一家韩国离岸企业，在与GTT薄膜储罐的技术合作方面拥有数十年的经验，并在液化天然气供应和货物装卸系统方面拥有专业知识。

根据新签署的技术援助协议，DSEC获得了GTT的许可，成为其薄膜储罐的外包商。因此，DSEC可以为想外包膜舱安装的船厂安装GTT围栏系统。

通过这两个合作伙伴关系，GTT可以提供一个低风险的综合解决方案，帮助船东改用液化天然气燃料。

寻求最佳解决方案

科尔森说:“虽然这两个战略合作伙伴和行业内的其他合作关系非常重要，但仍然不够。GTT需要成为货物遏制系统和蒸发率的领导者，并积极寻求最佳解决方案。”

他接着说，“我们与空客运公司合作的研发项目已经进行了两年多，目的是为了增加我们对船舶生命周期中蒸发气体的产生和压力上升的认识。我们相信，我们对液化天然气在海事应用方面的理解在业内处于领先地位。这些知识使我们能够为各种船东进行研究，并为他们的业务提供电影类型和其他技术的最佳选择。”

科尔森补充说，“安全是我们所有技术产品中最重要的考虑因素，但解决方案的成本效益也不容忽视。一个例子是2018年3月推出的液化天然气砖预制燃料箱的概念。”

液化天然气砖提供的液化天然气燃料罐容量为300-3000立方米，可由GTT授权人在船厂外建造，然后整合到液化天然气动力船中。液化天然气砖特别适用于液化天然气动力船的液化天然气燃料罐建造，服务于液化天然气技术能力有限、无膜罐建造能力的中小型船厂。

着眼未来

GTT提高了其经典马克三型和NO96薄膜设计的热性能和强度，旨在实现运营效率和价格竞争力。随着双燃料发动机的应用，这些性能将进一步提高，尽管幅度可能更小。

此外，薄膜货物封闭系统强度的增加将使该项目能够在恶劣的环境中使用GTT技术。这包括船对船传输以及位于公海的FSRU和浮动FLNG生产船。

由于膜罐与船体结构的高度一体化，有必要增加船体结构的强度，加强液体和气体圆顶处的舱口，并使用适当的减压阀来实现更高的舱室压力额定值。

对于正常运行中长期闲置的船舶以及船舶运行中需要更大灵活性的船舶，压力额定值较高的膜罐特别合适，可以容纳主机增压和耗气结合产生的蒸发气体。

GTT对液化天然气航运业的预测需要不断创新。在GTT，四分之一的员工从事研发工作，以确保GTT在快速增长的液化天然气运输领域保持并扩大其竞争优势。

迈克·科克希尔

液化天然气世界运输公司

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