FLNG 是海上浮式天然气液化装置，我国自主建造的首座大型 FLNG，已于 2025 年 9 月 14 日，由江苏南通的惠生 (南通) 重工有限公司建造成功，出坞拖航，交付给意大利 Eni 油气集团公司，命名为 “NGUYA FLNG” 号，在刚果（布）附近海域投入运营。FLNG 是近年来海洋石油装备的创新之作，目前全球仅有 5 艘投入运营。我国建造的 “NGUYA FLNG” 号，年产液化天然气 (LNG) 240 万吨，满负荷日处理天然气量达 1076 万方。它是我国首座最大吨位、最大储气量的大型 FLNG，现已跻身于全球第六艘的先进行列。它与全球其它 5 艘相比，又有不少创新，本文拟分别论述于后。
 

浮式天然气液化装置 (FLNG)，国外也将其写作为 LNG-FPSO，即液化天然气 (LNG) 的浮式生产储存卸载装置 (FPSO)。因而，它是将海上天然气开采生产平台和陆上液化天然气工厂的功能集于一身的浮式装置。
 

采用 FLNG 开发海上气田时，天然气自水下井口汇集，经立管送至 FLNG 上，进行冷凝、气体净化处理及液化等工艺过程，即可生产出合格的液化天然气 (LNG)，并将其储存于 FLNG 的底舱，待用 LNG 船外输。整个开采、处理、液化、储存、卸载外输等功能，均由 FLNG 一体化完成。而传统的海上气田的开发模式则不然，它是： 水下生产系统 + 长输海底管道 + 岸上陆地天然气液化工厂

显见，两者相比，采用 FLNG 开发海上气田的优势明显。首先，它不用铺设长输海底管道、不在岸上建设天然气液化工厂，不占用陆地空间和其它资源，只是建造一座 FLNG，从而节约了大量建设和经营费用，使总成本降低了约 30%-50%。其次，由于 FLNG 可提前建造，因而即可大大缩短气田建设周期，而且，还可以进行早期生产，提前利用产能。再有，由于 FLNG 可以在海上移动，任意改变位置，非常灵活，便于重复使用。总之，采用 FLNG 开发海上气田，经济效益显著，尤其是对于深远海的气田开发，它应该是今后的重要选项。
 

我国自主建造的 “NGUYA FLNG” 号浮式天然气液化装置全长 350 米，型宽 60 米，型深 35 米，上部模块高度达到 140 米，属于超大型的浮体，将其作为一个整体进行设计建造，难度很大。“NGUYA FLNG” 号这次采用模块化设计建造技术，解决了这一难题，属于重大创新。
 

模块化设计是将整个 FLNG，按其功能，划分成为液化、储存、动力等多个模块，各模块之间采用螺栓及焊接连接，螺栓连接均采用标准件，两种连接都必须确保对接的精度和密封性，而且要测试气压与液压，以确保零泄漏。
 

模块化设计在建造时，将各模块分别在陆上不同地方，同时平行作业，建造好之后，通过吊机，在船坞水中整体合拢。由此可见，模块化设计各模块可同时建造，节约了大量施工时间，缩短了建造周期达 30% 以上，并便于模块 (体积小) 的建造、维护和更换单体模块，凸显出了模块化设计的创新成果。
 

FLNG 在海洋环境中，风浪引起的摇晃振动将对天然气的液化作业产生严重影响，从而导致液化过程的效率下降。因此，如何防止及减小液化装置的摇晃振动，尽量保持其稳定，就成为 FLNG 必须解决的一大难题。我国在智造 “NGUYA FLNG” 号浮式天然气液化装置时，采取了两项自主研发的创新措施。
 

其一是液化装置与船体之间采用柔性连接。柔性连接为多段式铰接结构，它是使用高强度低合金钢与复合材料组合而成的柔性结构。这种柔性材料既具高强度、高韧性，又耐腐蚀，适合在海洋环境中应用。这种柔性连接允许液化装置在风浪作用下具有小幅横向位移，产生振动，需要在 FLNG 甲板上装设阻尼器，减小振动。
 

其二是采用自主研制成的智能监测与控制系统。该系统可实时监测海洋环境载荷，并计算出液化装置的运动响应，然后，通过大数据分析，根据原料气特性（如组分、沸点等），实时调整影响冷却速率 (液化速率) 的主要参数 (如制冷剂流量、压缩机能耗等)，从而保障液化工艺的正常运行，并实现液化过程中能耗与液化效率的最优化。当恶劣海况发生，系统检测到液化装置的异常运动响应时，系统则会自动调节影响液化速率的工艺参数，自动降低冷却速率，确保安全运行。
 

上述两项减摇减振的创新成果，已通过实践检验。“NGUYA FLNG” 号，在恶劣海况频发的海域作业时，基本上保持了液化过程的正常安全运行，日均处理天然气达到了 1076 万立方米，很成功。
 

天然气的液化是通过深度制冷技术，使天然气在一定压力下，冷却至液化的温度阈值 - 162℃(甲烷在常压下的沸点) 以下，从而实现气体向液体的转变的。深度制冷通常采用的有混合制冷剂方法、氮膨胀方法等。混合制冷剂法是以氮气与烃类 (如甲烷、乙烷、丙烷等）混合组成的制冷剂提供冷量；氮膨胀法是在膨胀机中，通过氮气膨胀降温至 - 162℃以下，作为制冷剂，冷却原料天然气。无论采用哪种方法，预处理均不可少，原料天然气及混合制冷剂进入换热器之前，必须先脱除硫化氢、二氧化碳等杂质，以避免低温冻结或腐蚀设备。

我国智造的 FLNG 主要是采用了组合液化工艺。它是将混合制冷剂工艺与氮膨胀工艺两者组合而成的新方法。混合制冷剂法通过多种制冷剂混合提供冷量，可实现高速液化，提升液化效率；氮膨胀法通过氮气膨胀制冷，设备减少、占用甲板面积小、操作简便、安全性高，两者组合，相得益彰。
 

我国创新的组合液化工艺流程：虚线为氮膨胀制冷区，实线为混合制冷剂制冷区，中间为三级换热器。原料天然气经净化后，沿实线管线进入换热器中轴，其左侧虚线为氮膨胀制冷管线，右侧两条实线为混合制冷剂制冷管线。原料天然气逐级换热冷却后，沿实线管线向下经节流阀至分离器，分离出的达标液化天然气送往储罐，可用泵输出。
 

氮膨胀制冷区设有预冷的分离器及透平膨胀机。采用回收的制冷剂进行氮膨胀时，液化天然气在分离器中分离出的气体，以及 LNG 储罐中沸腾出的气体，它们作为回收的混合制冷剂返回到换热器，与原料天然气换热后，分别通过压缩机压送去净化后，送至氮膨胀制冷区，在预冷的分离器内液气两相分离，并冷却至约 - 80 ℃，气相送至膨胀机，进行绝热膨胀降温至 - 162℃后，送往换热器，分离出的液相经节流阀闪蒸后也送去换热，它们与原料天然气换热后，可送往透平机发电。
 

若采用单一氮气进行氮膨胀制冷时，氮气不需净化直接输入预冷分离器冷却后，送往膨胀机膨胀，降温至 - 162℃后，输入换热器制冷。此时，自换热器出来回收的混合制冷剂，可通过关闭它们通往净化器管线的阀门，直接送至透平机发电。
 

此组合工艺的两种制冷工艺互补短长，既借助混合制冷剂法的优点，提高了液化效率，补偿了氮膨胀法液化效率低的不足；又利用氮膨胀法占用甲板面积小的长处，补齐了混合制冷剂法占用甲板面积大的短板，而且还在氮膨胀区增加了预冷装置，大大降低了氮膨胀制冷的能耗，特别适用于海上 FLNG 的液化工艺，实属创新之举。
 

我国智造的首座大型 FLNG 的问世，具有现实及战略重要意义。从现实来看，目前南海正在加大深远海气田勘探开发的力度，新气田的开发生产，采用 FLNG 是重要选项。从战略上看，我国目前正在布局未来产业，深远海的可燃冰新能源的开发已提上议程。可燃冰我国已于 2017 年 5 月在南海北部神狐海域试采成功，尔后一直在进行商业化开发生产的探索试验。研究表明：FLNG 是就地处理可燃冰液化储存外输的利器，是可燃冰实现商业化生产的关键装备之一。显见，我国国产 FLNG 的问世，现实与战略意义重大。