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FLNG 是海上浮式天然氣液化裝置，我國自主建造的首座大型 FLNG，已于 2025 年 9 月 14 日，由江蘇南通的惠生 (南通) 重工有限公司建造成功，出塢拖航，交付給意大利 Eni 油氣集團公司，命名為 “NGUYA FLNG” 號，在剛果（布）附近海域投入運營。FLNG 是近年來海洋石油裝備的創新之作，目前全球僅有 5 艘投入運營。我國建造的 “NGUYA FLNG” 號，年產液化天然氣 (LNG) 240 萬噸，滿負荷日處理天然氣量達 1076 萬方。它是我國首座最大噸位、最大儲氣量的大型 FLNG，現已躋身于全球第六艘的先進行列。它與全球其它 5 艘相比，又有不少創新，本文擬分別論述于后。
 

浮式天然氣液化裝置 (FLNG)，國外也將其寫作為 LNG-FPSO，即液化天然氣 (LNG) 的浮式生產儲存卸載裝置 (FPSO)。因而，它是將海上天然氣開采生產平臺和陸上液化天然氣工廠的功能集于一身的浮式裝置。
 

采用 FLNG 開發海上氣田時，天然氣自水下井口匯集，經立管送至 FLNG 上，進行冷凝、氣體凈化處理及液化等工藝過程，即可生產出合格的液化天然氣 (LNG)，并將其儲存于 FLNG 的底艙，待用 LNG 船外輸。整個開采、處理、液化、儲存、卸載外輸等功能，均由 FLNG 一體化完成。而傳統的海上氣田的開發模式則不然，它是： 水下生產系統 + 長輸海底管道 + 岸上陸地天然氣液化工廠

顯見，兩者相比，采用 FLNG 開發海上氣田的優勢明顯。首先，它不用鋪設長輸海底管道、不在岸上建設天然氣液化工廠，不占用陸地空間和其它資源，只是建造一座 FLNG，從而節約了大量建設和經營費用，使總成本降低了約 30%-50%。其次，由于 FLNG 可提前建造，因而即可大大縮短氣田建設周期，而且，還可以進行早期生產，提前利用產能。再有，由于 FLNG 可以在海上移動，任意改變位置，非常靈活，便于重復使用。總之，采用 FLNG 開發海上氣田，經濟效益顯著，尤其是對于深遠海的氣田開發，它應該是今后的重要選項。
 

我國自主建造的 “NGUYA FLNG” 號浮式天然氣液化裝置全長 350 米，型寬 60 米，型深 35 米，上部模塊高度達到 140 米，屬于超大型的浮體，將其作為一個整體進行設計建造，難度很大。“NGUYA FLNG” 號這次采用模塊化設計建造技術，解決了這一難題，屬于重大創新。
 

模塊化設計是將整個 FLNG，按其功能，劃分成為液化、儲存、動力等多個模塊，各模塊之間采用螺栓及焊接連接，螺栓連接均采用標準件，兩種連接都必須確保對接的精度和密封性，而且要測試氣壓與液壓，以確保零泄漏。
 

模塊化設計在建造時，將各模塊分別在陸上不同地方，同時平行作業，建造好之后，通過吊機，在船塢水中整體合攏。由此可見，模塊化設計各模塊可同時建造，節約了大量施工時間，縮短了建造周期達 30% 以上，并便于模塊 (體積小) 的建造、維護和更換單體模塊，凸顯出了模塊化設計的創新成果。
 

FLNG 在海洋環境中，風浪引起的搖晃振動將對天然氣的液化作業產生嚴重影響，從而導致液化過程的效率下降。因此，如何防止及減小液化裝置的搖晃振動，盡量保持其穩定，就成為 FLNG 必須解決的一大難題。我國在智造 “NGUYA FLNG” 號浮式天然氣液化裝置時，采取了兩項自主研發的創新措施。
 

其一是液化裝置與船體之間采用柔性連接。柔性連接為多段式鉸接結構，它是使用高強度低合金鋼與復合材料組合而成的柔性結構。這種柔性材料既具高強度、高韌性，又耐腐蝕，適合在海洋環境中應用。這種柔性連接允許液化裝置在風浪作用下具有小幅橫向位移，產生振動，需要在 FLNG 甲板上裝設阻尼器，減小振動。
 

其二是采用自主研制成的智能監測與控制系統。該系統可實時監測海洋環境載荷，并計算出液化裝置的運動響應，然后，通過大數據分析，根據原料氣特性（如組分、沸點等），實時調整影響冷卻速率 (液化速率) 的主要參數 (如制冷劑流量、壓縮機能耗等)，從而保障液化工藝的正常運行，并實現液化過程中能耗與液化效率的最優化。當惡劣海況發生，系統檢測到液化裝置的異常運動響應時，系統則會自動調節影響液化速率的工藝參數，自動降低冷卻速率，確保安全運行。
 

上述兩項減搖減振的創新成果，已通過實踐檢驗。“NGUYA FLNG” 號，在惡劣海況頻發的海域作業時，基本上保持了液化過程的正常安全運行，日均處理天然氣達到了 1076 萬立方米，很成功。
 

天然氣的液化是通過深度制冷技術，使天然氣在一定壓力下，冷卻至液化的溫度閾值 - 162℃(甲烷在常壓下的沸點) 以下，從而實現氣體向液體的轉變的。深度制冷通常采用的有混合制冷劑方法、氮膨脹方法等。混合制冷劑法是以氮氣與烴類 (如甲烷、乙烷、丙烷等）混合組成的制冷劑提供冷量；氮膨脹法是在膨脹機中，通過氮氣膨脹降溫至 - 162℃以下，作為制冷劑，冷卻原料天然氣。無論采用哪種方法，預處理均不可少，原料天然氣及混合制冷劑進入換熱器之前，必須先脫除硫化氫、二氧化碳等雜質，以避免低溫凍結或腐蝕設備。

我國智造的 FLNG 主要是采用了組合液化工藝。它是將混合制冷劑工藝與氮膨脹工藝兩者組合而成的新方法。混合制冷劑法通過多種制冷劑混合提供冷量，可實現高速液化，提升液化效率；氮膨脹法通過氮氣膨脹制冷，設備減少、占用甲板面積小、操作簡便、安全性高，兩者組合，相得益彰。
 

我國創新的組合液化工藝流程：虛線為氮膨脹制冷區，實線為混合制冷劑制冷區，中間為三級換熱器。原料天然氣經凈化后，沿實線管線進入換熱器中軸，其左側虛線為氮膨脹制冷管線，右側兩條實線為混合制冷劑制冷管線。原料天然氣逐級換熱冷卻后，沿實線管線向下經節流閥至分離器，分離出的達標液化天然氣送往儲罐，可用泵輸出。
 

氮膨脹制冷區設有預冷的分離器及透平膨脹機。采用回收的制冷劑進行氮膨脹時，液化天然氣在分離器中分離出的氣體，以及 LNG 儲罐中沸騰出的氣體，它們作為回收的混合制冷劑返回到換熱器，與原料天然氣換熱后，分別通過壓縮機壓送去凈化后，送至氮膨脹制冷區，在預冷的分離器內液氣兩相分離，并冷卻至約 - 80 ℃，氣相送至膨脹機，進行絕熱膨脹降溫至 - 162℃后，送往換熱器，分離出的液相經節流閥閃蒸后也送去換熱，它們與原料天然氣換熱后，可送往透平機發電。
 

若采用單一氮氣進行氮膨脹制冷時，氮氣不需凈化直接輸入預冷分離器冷卻后，送往膨脹機膨脹，降溫至 - 162℃后，輸入換熱器制冷。此時，自換熱器出來回收的混合制冷劑，可通過關閉它們通往凈化器管線的閥門，直接送至透平機發電。
 

此組合工藝的兩種制冷工藝互補短長，既借助混合制冷劑法的優點，提高了液化效率，補償了氮膨脹法液化效率低的不足；又利用氮膨脹法占用甲板面積小的長處，補齊了混合制冷劑法占用甲板面積大的短板，而且還在氮膨脹區增加了預冷裝置，大大降低了氮膨脹制冷的能耗，特別適用于海上 FLNG 的液化工藝，實屬創新之舉。
 

我國智造的首座大型 FLNG 的問世，具有現實及戰略重要意義。從現實來看，目前南海正在加大深遠海氣田勘探開發的力度，新氣田的開發生產，采用 FLNG 是重要選項。從戰略上看，我國目前正在布局未來產業，深遠海的可燃冰新能源的開發已提上議程。可燃冰我國已于 2017 年 5 月在南海北部神狐海域試采成功，爾后一直在進行商業化開發生產的探索試驗。研究表明：FLNG 是就地處理可燃冰液化儲存外輸的利器，是可燃冰實現商業化生產的關鍵裝備之一。顯見，我國國產 FLNG 的問世，現實與戰略意義重大。