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VLGC: 新的贵族

2014-04-02包志明

航运交易公报 2014年11期
关键词:压式液舱液化气

包志明

突 增的订单使得原本并不被业内广知的大型液化石油气船(VLGC)在去年成为各家船厂和船舶经纪人眼中的“香馍馍”。进入今年,随着山东海运等中国船东的加入,以江南造船和现代重工为主的中韩船厂不断获得新订单,掀起了又一波VLGC的订造高潮。

据克拉克森统计,2011年是VLGC的订造低潮,全年订单为0;2012年,VLGC订单有7艘(容量合计57.8万立方米);去年,VLGC订单猛增至41艘(容量合计343.52万立方米),从容量上看,同比大增近5倍,创历史新高。但有船舶经纪人估计,这一纪录不会保持太久,仅就1月份的数据来看,VLGC的新增订单就有8艘,如果接单速度能得到保持,今年全年VLGC的新订单可能会超过去年。

截至2月底,据克拉克森统计, VLGC手持订单量排名前六船厂的手持订单共56艘,占VLGC手持订单总量的100%。其中,现代重工手持订单量排名第一,为30艘,占总量的53.6%;江南造船和现代三湖重工手持订单量并列第二,均为10艘,占总量的比例均为17.9%;大宇造船手持订单量排名第三,为3艘,占总量的5.4%。

江南造船总工程师胡可一在今年全国“两会”现场接受采访时表示,江南造船是目前中国唯一一家完全通过自主开发并有能力建造VLGC的船厂,目前手持订单11艘。其中,8艘来自挪威的Seatanker船东;3艘来自西南海运。

有船舶经纪人指出,东亚地区对石油气需求量高企和美国页岩气出口量不断增长是导致这一波VLGC订造高潮的主要原因。“去年年初美国石油气出口货运量平均每月仅增长5%~6%,这一数字在去年年底增至15%~20%的高水平,相关出口码头也提高了加载速率,一些新的出口设施建造计划也在讨论中。”该经纪人称。

胡可一则表示,早先高分子化工厂是用石脑油作为原料的,现在由丙烷脱氢替代,而VLGC是容量最大的丙烷运输船,这也加大了化工市场对VLGC的需求。

另外,上述经纪人还认为,相对较低的造价也是船东大量订造VLGC的原因之一。目前,现代重工、现代三湖重工、大宇造船等船厂的VLGC造价约为7500万~8000万美元,而在2010—2011年,类似船型的新船造价约为9000万美元。与此相对,目前VLGC月收入约为100万美元,月运营成本则约为30万美元,经济效益良好。

脱胎于LPG船

与近年因巨大的国内外市场需求而被中国造船界高度重视的液化天然气(LNG)船不同,VLGC一直默默无闻,很少被业内人士关注。但如果说起另一种船型,许多人一定不会陌生,那就是——液化石油气(LPG)船。

LPG是天然气生产和原油精炼衍生产品,能源消费和化工生产所需大宗液化气运输通常由LPG船来承担。

LPG船与LNG船一样,同属液化气船。LPG船主要运输以丙烷(C3H8)和丁烷为主要成份的石油碳氢化合物或两者混合气,包括丙烯和丁烯,还有一些化工产品,近年来乙烯也列入其运输范围。这些货物的特点是气化点为摄氏零下42度,液化后比重为0.528,容积仅为气态的1/260。

LPG船按货物运输方式分为全压式(装载量较小)、半冷半压式(装载量较大)和全冷式(装载量最大)三种船型。

全压式又称常温压力式,是把货物置于常温条件下加压超过蒸发气压的压力,使货物变成液化状态。这种方式的LPG船不需设置隔热与低温冷却设备,通常最高设计温度为45℃,最高设计压力为1.75~2.0MPa。

半冷半压式又称低温加压式,这类船冷却工作温度为-5℃左右,压力0.8MPa左右,运载液化气接近于全压式LPG船,现已很少建造。

全冷式又称为低温常压型,该型LPG船的液舱由耐低温特殊钢材制成,外面敷有绝热材料,冷却工作温度为-48℃左右,贮存于液舱内的LPG可在常压下运输,液舱设计压力一般为0.025MPa。

经过半个世纪的发展,LPG船几经更新换代,已经逐渐由小型的全压式LPG船向低温、大容量运输为主的半冷半压式和全冷式LPG船发展。目前,包括VLGC在内的大型LPG船主要采用全冷式,这是由于全冷式LPG船的单个液舱容积很少受限制,适宜建造大型船舶,容量一般都大于50000立方米。

随着液化气海运量的增加,出于航运经济性的考虑,中长距离干线运输的LPG船不断朝大型化方向发展,于是就出现了VLGC。所谓VLGC,从字面上理解就是超大型全冷式的LPG船,目前,业内公认的VLGC标准船型为上一代的78500立方米和新一代的82000~85000立方米,新近交付的VLGC的舱容都超过了80000立方米。

VLGC的发展

目前,业内公认的第一艘大型全冷式LPG船诞生于上世纪60年代。1962年,日本三菱重工横滨船厂为新成立的普利司通液化气公司建造28875立方米的大型全冷式LPG船“普利司通”号,用于运送中东到日本的液化气。1964年,该船厂又为普利司通液化气公司建造72000立方米大型全冷式LPG船“普利司通II”号,该船也是世界上最早建成的舱容超过6万立方米的大型全冷式LPG船,被认为是VLGC的鼻祖(当时还没有VLGC的称法)。

在此之后相当长时间里,大型全冷式LPG船建造完全由日本和欧洲船厂垄断。1971—1986年全球共建成大型LPG船(年平均建造3.4艘)54艘。其中,日本船厂建造25艘,占总数的46.3%;法国、芬兰、波兰及意大利4国的船厂共建造29艘,占比53.7%。这一时期,日本和欧洲平分世界大型LPG船建造市场。

韩国造船业进入LPG船建造市场较晚,但进展较快。1985年,现代蔚山船厂承接第一艘4000立方米全压式LPG船(船东为韩国企业),1986年底建成交付。1987年现代蔚山船厂即从挪威、丹麦承接多艘4000立方米半冷半压式LPG船,1988年又从丹麦船东处承接35000立方米和75000立方米全冷式LPG船,开始进入大型全冷式LPG船建造领域。之后,现代重工将75000立方米大型全冷式LPG船作为主要船型之一,扩大建造量。大宇造船海洋后来也参与建造大型LPG船,并逐渐成为世界LPG船主要建造船厂之一。endprint

进入上世纪90年代,韩国船厂大规模进入大型LPG船建造市场,欧洲船厂逐渐被挤出市场。到2004年时,韩国船厂大型LPG船建造能力进一步增强,开始主宰市场,欧洲船厂则已基本退出大型LPG船建造市场,韩国船厂的手持订单量超过日本,成为最大的LPG船建造国。

此后,韩国对日本的竞争优势进一步扩大,手持订单明显超过日本,直到现在,日本的VLGC手持订单已几乎为0,韩国几乎主宰着当今世界大型LPG船建造市场。

可以看出,大型LPG船建造中心的转移与世界造船中心的转移基本是一致的。

在这段大型LPG船的发展历程中有一个标志性的事件。1996年5月,日本川崎重工坂出船厂建成84000立方米全冷式LPG船“Franders Tenacity”号,这是世界上第一艘真正意义上的VLGC,目前的VLGC都是以该船的设计为基础蓝本。该船总长230米,宽36米,吃水11.60米,主机采用MAN B&W 5S70MC型柴油机,最大功率18300马力,服务航速17.5节,采用IMO独立A型货舱结构,4个货舱均为棱形,材料为碳锰合金钢,液舱温度最低可降低至-48℃。每货舱配有2台电动深井泵,装卸速度600米/时,2台增压泵和货舱加热系统可将液化气在临界温度以下输送到岸上。

中国的发力

早在上世纪80年代末,江南造船就曾设计建造出中国第一艘LPG船(3000立方米),以后不断推陈出新,逐步掌握了大型全冷式液化气船的设计以及关键建造技术。但此后,中国在这一领域的建造一度陷于停滞。

2000年以后,华东地区民营船厂在LPG船建造领域开始发力。浙江省台州市五洲船业有限公司通过与挪威斯考根集团合作,于2006年建造完工3200立方米LPG船“没问题”号,该船为中国民营船企建造的首艘LPG船。此后,该船厂先后建造了多艘半冷半压式或全压式的LPG船。浙江省舟山市东鹏船舶修造有限公司则在2009年启动了6500立方米全压式LPG船建造项目。南通太平洋海工于2011年9月建成交付世界第一艘5000立方米全压式双罐LPG船。

由于民营船厂规模和资金技术能力有限,这一时期中国在LPG船建造领域主要还是以容量较小的全压式或半冷半压式为主,大型的全冷式LPG船乃至VLGC,中国还不具有建造能力。

在上海市政府的支持下,江南造船在2004年进行“大型全冷式LPG船用A型独立液舱”研究与开发。通过这次研发,江南造船创立了一套完整的大型全冷式LPG船用A型独立液舱建造工艺,有效控制了焊接质量和焊接变形,填补了中国建造全冷式LPG船用液舱的空白;成功进行NV2-4(-50℃)低温合金钢的焊接应用试验,通过49项工艺评定试验,选定正确的焊接参数和施焊工艺,保证了焊缝的力学性能;通过对液舱结构焊接接头的热弹塑性有限元分析,掌握了舱体结构的焊接应用和焊接变形的生成规律,有效地控制了整个液舱的焊接变形;通过对风浪以及船舶运动对液舱产生的附加力的计算和分析,进而进行包扎计算和加强,保证了大型液舱海上运输安全;成功攻克大型液舱分段现场总装、焊缝无损探测、气密试验、液舱容量测定、液舱除锈去湿以及舱外包扎隔热材料等关键技术难题。

此后,江南造船又对VLGC进行总体布置及线型优化设计、结构设计分析研究、动力装置和货物系统设计研究以及液舱建造技术研究,填补了中国造船在该领域的空白。同时,还开发了船体结构的温度场计算、船体结构和液化气舱及其支座结构的整体有限元计算、液舱支座的设计等LPG船的关键设计技术;掌握了VLGC液化货物系统的设计技术;掌握了液舱建造工艺、薄壁低温钢材焊接、液舱试验等关键建造技术。

在技术储备全部到位后,江南造船终于在2012年成功承接了挪威船东Seatankers Group的2+2+2艘83000立方米VLGC订单,成为中国首家能承接VLGC订单的船厂。

之后,江南造船的VLGC订单不断增多,截至3月12日,江南造船一共手持VLGC订单11艘。其中,8艘来自Seatankers Group;3艘是来自西南海运。

据胡可一透露,江南造船建造的VLGC在能耗方面,要优于国外同类型船舶。此外,在价格方面,相对于日韩建造的VLGC来讲,江南造船的造价要低5%~7%。

不过也有船舶经纪人表示,江南造船建造的VLGC与日韩同类型VLGC仍有差距,主要体现在SCR指标下的油耗和排放都要高于日韩同类型船舶。endprint

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