液化天然气中的氮气

Nitrogen in LNG

液化天然气油轮上双燃料引擎的出现标志着海上运输的根本性转变，通过使用传统燃料和更清洁燃烧的液化天然气，提高了营运弹性并减少了排放。作为一种可行的燃料，液化天然气的成分，特别是其氮含量和由此产生的热值至关重要，因为它直接影响这些引擎中蒸发气体（“BOG”）的利用。UK Club注意到，由于燃料消耗增加和违反燃料性能保证，液化天然气租船合约纠纷增加，特别是当液化天然气含有高浓度氮气时——这种现象通常与美国港口的液化天然气有关。

液化天然气运输过程中产生的蒸发气体（BOG）被输送到船舶的推进系统，并用作双燃料发动机的燃料，该发动机既可以使用BOG，也可以使用重燃油（HFO）或船用柴油等传统船用燃料运行。为了报告液化天然气运输船的总燃料消耗量，采用了燃油当量（FOE）的概念。FOE是一种根据LNG和液体燃料油的热值和密度将LNG体积（m³）转换为其液体燃料油中的当量质量（Mt）的合约方法。这使得承租人能够评估是否已获得消耗的BOG的等值，确保船东满足速度和消耗保证。然而，这种安排考虑的是LNG的热值，而不是实际在引擎中燃烧的BOG。当液化天然气的氮含量较高时，这种差异会被放大。

值得注意的是，BOG的成分与LNG不同。由于LNG各组分的沸点不同，沸点较低的成分，例如氮气和甲烷等较轻的气体，与沸点较高的较重的碳氢化合物相比，将首先沸腾。氮气是液化天然气中最容易挥发的成分，导致蒸发气体中氮气浓度更高，从而显著降低BOG燃烧产生的热值，尤其是在航行的最初几天。因此，需要更多的BOG来维持所需的速度。由于FOE数据保持不变，并且是根据标准值计算的，并且没有考虑BOG中较高的氮含量，因此可能会出现重大报告错误和有关较高燃料消耗的争议。

虽然为简单起见，ShellLNGTime1租船表格通常认可固定的FOE，但它经常进行修改，以便可以在满载或压载航行期间计算有代表性的FOE。然而，即使这种调整也假定BOG与装载的LNG具有相同的成分，并在没有确定BOG实际热值的方法的情况下为LNG分配静态热值。这种方法简化了过程，但没有考虑BOG成分的潜在变化。

为了有效管理氮气水平并减轻较高氮气浓度的影响，更了解航行期间液化天然气蒸发的气体非常重要。假设BOG的浓度与装载的LNG相同或具有固定值可能会导致报告的燃料消耗结果偏差。

为了解决这些问题，可以采取以下步骤：

1.租船合约中的最大氮含量条款。

在租船合约中包含一项规定最大氮含量的条款。这为货物运输过程中的氮含量管理提供了明确性和一致性。但具体限额的确定还需要有关各方协商确定。目前尚无标准行业条款，但据了解，INTERTANKO正在推进更合适的条款。

2.基于热值的总蒸发计算。

燃料消耗量可以根据起运港和到达港货物的总热值之差来计算，而不是根据消耗的蒸发气体量来计算。这与液化天然气以能量含量（以MMBTU为单位）而不是体积进行交易的方式一致，从而可以更准确地表示所消耗的燃料能量。这种方法会存在测量方面的问题，因为贸易交接测量系统（CTMS）读数具有显著的误差范围，这可能会影响准确性。

3.机载气相层析(GC)机。

在LNG船上安装气相层析GC机可以直接实时测量氮气含量和其他气体成分。这提高了确定BOG的确切成分以及引擎的能量/燃料消耗的准确性和可靠性。

4.模拟氮/甲烷蒸发以解决争议。

开发模型来预测BOG中的氮和/甲烷含量并计算由此产生的热值，在与违反蒸发保证条款相关的争议或索赔非常有用。这需要强大的建模技术和方法上的一致性。

值得注意的是，每种解决方案都有其权衡和考虑因素。方法的选择取决于具体情况、合约协议和操作可行性。在竞争日益激烈的液化天然气市场中，实施更严格的燃料消耗限制和加强监控措施迫在眉睫。因此，全面了解液化天然气液相和气相之间的动态对于所有相关方（包括参与液化天然气租船合约谈判和相关潜在争议的所有相关方）至关重要。