一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法与流程

本发明属于船舶液氨燃料供给，具体涉及一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法。

背景技术：

1、航运业对绿色环保型船舶的需求不断增长，在航运界开展创新技术的研发应用和引进替代燃料等减排措施变得刻不容缓，使用低碳甚至零碳燃料代替传统船用燃料是航运业减排的重要措施。在众多新型燃料中, 氨作为一种潜在的零碳燃料之一，可以在零下33℃的温度储存在船上、具有可接受的能量密度、燃烧不产生碳化物、硫化物且便于储存运输、产能充足价格较低等优点，成为了业界研究关注的焦点。

2、与lng供气系统类似，液氨燃料供给系统在使用完毕后，或者需要进行检修之前，要使用氮气对整个供给系统及主机内部进行吹扫，以确保无氨燃料残留，以免发生危险。由于lng在供气系统中为气态，很容易吹除干净，但是在液氨供给系统中氨为液态，容易聚集残留在供给系统中的焊缝处、弯管处、各种设备及管附件的凹陷处及管路盲端等地方，很难完全吹扫干净，也很难判定是否已经吹扫干净。而且不同于天然气，氨气具有毒性，如果清除不彻底会带来以下问题：

3、其一：由于氨具有很强的腐蚀性，长时间残留的氨会对设备及管道产生腐蚀，导致系统故障甚至发生泄漏风险。

4、其二，未吹除干净的液氨燃料残留在供给系统或主机内，则随着时间推移，液氨慢慢吸收热量而蒸发，导致系统内压力增大，可能发生系统超压的危险。

5、其三，如果在对供给系统或主机进行检修时，吹扫不充分而残留的液氨接触大气后会迅速蒸发扩散，其毒性会对操作检修人员的人身安全产生严重威胁，甚至有爆炸的风险。

技术实现思路

1、为解决上述问题的，本发明提供一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，旨在达到对主机内部氨气彻底吹扫干净的目的，其所采用的技术方案是：

2、一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，在液氨供给系统运行之前，通过空气压缩机和空气干燥器，将压缩干燥后的空气提供给氮气发生器，产出的氮气存储在氮气低压罐中。

3、氮气增压器将进一步加压后的氮气存储在氮气高压罐中，淡水缓冲罐通过船上的淡水系统加注淡水，并保持约80%液位的水量，氮气低压罐，氮气高压罐和淡水缓冲罐分别承装好了氮气及淡水，整个氨清除系统准备就绪。

4、在氨清除系统准备就绪的情况下船舶才可启航，主机负荷达到25%后，主机运行从柴油模式切换至氨燃料模式，在船舶即将到港时切换回柴油模式，切换回柴油模式后，液氨供给系统及主机内部残留的液氨，通过高压氮气进行第一次吹扫作业，将大部分氨燃料吹扫至氨处理单元；第一次吹扫作业后，再利用淡水对残留的氨进行吸收，淡水吸收氨后，再利用高压氮气进行第二次吹扫作业，将吸收氨的淡水排出到氨水收集柜；第二次吹扫作业后，再利用低压氮气加热进行第三次吹扫作业，将残留的吸收氨后的淡水加速蒸发并吹扫至氨处理单元。本发明主机采用wingd厂家的氨/柴油双燃料主机。

5、上述一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，更进一步地，空气压缩机通过管路依次与空气干燥器、氮气发生器、氮气低压罐连接，氮气低压罐通过一支管路依次与电加热器、主机连接，通过另一支管路依次与氮气增压器、氮气高压罐、主机连接；电加热器通往主机的通路上设置有第五遥控阀，氮气高压罐通往主机的通路上设置有第一遥控阀。

6、主机通过管路分别与氨处理单元、氨水收集柜连接，氨水收集柜通过透气管与氨处理单元连通，氨处理单元与透气桅连接，主机通往氨处理单元的通路上设置有第二遥控阀和氨气浓度变送器，主机通往氨水收集柜的通路上设置有压力变送器和第四遥控阀门。电加热器、氮气高压罐、淡水缓冲罐是与主机内部的氨供给管路连接，主机内部的氨供给管路另一端分别与氨处理单元、氨水收集柜连接。

7、主机接入有淡水缓冲罐，淡水缓冲罐通往主机的通路上设置有淡水驳运泵和第三遥控阀。

8、上述一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，更进一步地，氮气低压罐的存储压力为10barg。

9、上述一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，更进一步地，氮气高压罐的存储压力为30barg。

10、上述一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，更进一步地，电加热器的入口设置有压力调节阀。

11、上述一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，更进一步地，中控系统对第一遥控阀、第二遥控阀、第三遥控阀、第四遥控阀、第五遥控阀进行控制。

12、上述一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，更进一步地，使用高压氮气吹扫作业时，氨气浓度变送器监测管路内的氨气浓度降至300ppm时，关闭第一遥控阀和第二遥控阀。

13、上述一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，更进一步地，使用低压氮气加热吹扫作业时，氨气浓度变送器监测管路内的氨气浓度降至1ppm以下时，关闭第五遥控阀和第二遥控阀。

14、上述一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，更进一步地，使用低压氮气加热吹扫作业时，压力调节阀将低压氮气调至5barg后，送至电加热器加热至70℃。

15、本发明的有益效果是：

16、1.使用本发明对液氨供给系统及主机内部清除处理后，可实现氨的零残留，氨清除效果好。

17、2.使用本发明可保障船上相关系统以及人员的安全。

18、3.在主机氨燃料模式运行结束后，整个氨的清除流程自动执行，并可实现氨的自动处理，无需人员操作自动化程度高，运行可靠。

技术特征：

1.一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，其特征在于，在液氨供给系统运行之前，通过空气压缩机(1)和空气干燥器(2)，将压缩干燥后的空气提供给氮气发生器(3)，产出的氮气存储在氮气低压罐(4)中;

2.根据权利要求1所述的一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，其特征在于，空气压缩机(1)通过管路依次与空气干燥器(2)、氮气发生器(3)、氮气低压罐(4)连接，氮气低压罐(4)通过一支管路依次与电加热器(21)、主机(8)连接，通过另一支管路依次与氮气增压器(5)、氮气高压罐(6)、主机(8)连接；电加热器(21)通往主机(8)的通路上设置有第五遥控阀(19)，氮气高压罐(6)通往主机(8)的通路上设置有第一遥控阀(9)；

3.根据权利要求1所述的一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，其特征在于，氮气低压罐(4)的存储压力为10barg。

4.根据权利要求1所述的一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，其特征在于，氮气高压罐(6)的存储压力为30barg。

5.根据权利要求2所述的一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，其特征在于，电加热器(21)的入口设置有压力调节阀(20)。

6.根据权利要求2所述的一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，其特征在于，中控系统对淡水驳运泵(15)、第一遥控阀、第二遥控阀、第三遥控阀、第四遥控阀、第五遥控阀进行控制。

7.根据权利要求2所述的一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，其特征在于，氨气浓度变送器(11)监测管路内的氨气浓度降至300ppm时，关闭第一遥控阀和第二遥控阀。

8.根据权利要求2所述的一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，其特征在于，氨气浓度变送器(11)监测管路内的氨气浓度降至1ppm以下时，关闭第五遥控阀和第二遥控阀。

9.根据权利要求5所述的一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，其特征在于，压力调节阀(20)将低压氮气调至5barg后，送至电加热器(21)加热至70℃。

10.根据权利要求2所述的一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，其特征在于，电加热器(21)、氮气高压罐(6)、淡水缓冲罐(7)是与主机(8)内部的氨供给管路连接，主机(8)内部的氨供给管路另一端分别与氨处理单元(12)、氨水收集柜(18)连接。

技术总结
一种零氨残留的船舶液氨供给清除方法，首先使用30barg的高压氮气对液氨供给系统及主机内部进行吹扫，清除大部分的氨燃料。使用淡水对残留的氨进一步吸收处理，再次使用30barg的高压氮气，将吸收氨后的淡水吹除干净，最后使用5barg的加热低压氮气，对液氨供给系统及主机内部进行强制蒸发及吹扫处理，最终达到零氨残留的效果。使用本发明对液氨供给系统及主机内部清除处理后，可实现氨的零残留，清除效果好，可保障船上相关系统以及人员的安全，在主机氨燃料模式运行结束后，整个氨的清除流程自动执行，并可实现氨的自动处理，无需人员操作自动化程度高，运行可靠。

技术研发人员：杜欣,孙德壮,任怀远,许环运,李嘉换,李达,姚云熙,邹成业,赵蕾,丁传龙,刘庆江,刘烜鸣,马士林,黎林
受保护的技术使用者：大连船舶重工集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/5