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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。

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