液化天然气燃料供气单元的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了液化天然气燃料供气单元，它包括加注系统，通过加气站进行加注作业；自增压系统、发动机供气系统，所述的发动机供气系统的构成为：开在所述的储罐液相空间位置壳体上的第二液相出口通过第二连接管路依次连接第三紧急切断阀、蒸发器、手动截止阀、加热器、压力传感器、温度传感器、缓冲罐、第四紧急切断阀以及发动机进气系统给发动机供气，所述的压力传感器和温度传感器与控制系统相连，装有安全阀的放散管路一端与所述的缓冲罐和加热器之间的第二连接管路相连通并且另一端与大气连通，采用本装置现蒸发器蒸发量的自动调节，保证了供气品质。
【专利说明】液化天然气燃料供气单元
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及船舶发动机燃料系统，具体涉及新型船舶纯气体或双燃料发动机的液化天然气燃料供气单元。
【背景技术】
[0002]据统计，目前，航运业的CO2排放占全球的2?4%，N0X排放占全球的10?20%，SOx排放占全球的4?8%。可见，航运业已经成为空气污染物排放的大户。防治空气污染驱动着海事界寻求先进的技术来减少船舶排放空气污染物。根据MARPOL公约附则VI，未来几年，将在全球航运界逐步实施更加严格的NOjP SOx排放要求。
[0003]国际上，已经划分了多个排放控制区(ECA区)。在国外，欧洲、北美、亚洲等都在致力于推进将LNG作为船用燃料。挪威等国已在LNG动力船的设计、建造、营运和检验等方面积累了经验，至2014年6月底，国外以LNG为燃料的船舶有80余艘，其中大部分在欧洲营运。
[0004]我国将LNG作为船用燃料始于2010年，至2014年6月底，经国家海事局批准建造和改造的船舶已有近30艘(主要为内河船)，另有100余艘船舶正在设计、建造或改造中。LNG与重油价格相当，但LNG更环保。最有前途的方法就是使用LNG作为替代燃料。
[0005]现有的液化天然气燃料供气单元主要存在如下的问题:
[0006]在发动机供气管路上只具有参数显示及报警等功能，无控制功能，不能根据发动机用气量进行有效调节控制用气量以减少气体的逃逸并保证供气品质；增压蒸发器没有采取冗余设计，水/乙二醇系统动力没有备用动力，不能确保供气安全及可靠性。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的在于克服已有技术的不足，提供一种可以控制天然气逃逸、保证向发动机供气的供气品质和供气安全性的冗余设计的液化天然气燃料供气单元。
[0008]本实用新型的液化天然气燃料供气单元，它包括:
[0009]加注系统，所述的加注系统包括C型储罐，在所述的储罐上气相空间位置的壳体上开有充装口和回气口，所述的充装口通过装有液相紧急切断阀的液相管路与加气站的液相紧急切断阀相连通，所述的回气口通过装有气相紧急切断阀的气相管路与加气站气相紧急切断阀相连通，通过加气站进行加注作业；
[0010]自增压系统，所述的自增压系统的构成为:开在所述的储罐液相空间位置壳体上的第一液相出口通过第一连接管路依次连接第一紧急切断阀、增压蒸发器、自动调压阀、第二紧急切断阀以及储罐顶部气相开口；
[0011]发动机供气系统，所述的发动机供气系统的构成为:开在所述的储罐液相空间位置壳体上的第二液相出口通过第二连接管路依次连接第三紧急切断阀、蒸发器、手动截止阀、加热器、压力传感器、温度传感器、缓冲罐、第四紧急切断阀与以及发动机进气系统给发动机供气，所述的压力传感器和温度传感器与控制系统相连，装有安全阀的放散管路一端与所述的缓冲罐和加热器之间的第二连接管路相连通并且另一端与大气连通；
[0012]装有第五紧急切断阀的第三连接管路，所述的第三连接管路一端连接在位于自动调节阀以及第二紧急切断阀之间的第一连接管路上并且第三连接管路的另一端连接在位于手动截止阀和蒸发器之间的第二连接管路上；
[0013]装有压力调节阀的第四连接管路，所述的第四连接管路一端连接在位于自动调节阀以及第二紧急切断阀之间的第一连接管路上并且第四连接管路的另一端连接至位于第四紧急切断阀出口处的第二连接管路上。
[0014]采用本实用新型结构的有益效果是:
[0015]1.C型储罐气相空间有一路管接至加热器进口处，当储罐压力升高到一定值时，通过该管路直接供气给加热器，这样可尽量减少储罐安全阀的开启，从而减少天然气的无谓排放；蒸发器及加热器的换热介质水/乙二醇溶液的流量、温度等由加热器之后的供气管路上的温度传感器、压力传感器提供信号至控制系统进行自动控制，从而实现蒸发器蒸发量的自动调节，当发动机工况改变而导致供气需求量降低时，蒸发器蒸发量减小，避免过多的NG从管路安全阀排至大气，造成浪费及污染；当发动机停车时，蒸发器中的气体或残液能回到储罐内，以免升压后从安全阀排出造成气体逃逸。
[0016]2.在保证向发动机供气的供气品质方面，蒸发器、加热器设计使供气量超过发动机耗气量要求，同时发动机供气管路上设有压力调节阀及回气管系统，以保证供气量及供气压力稳定，从而保证供气品质。
[0017]3.在供气安全性的冗余设计方面，增压蒸发器具有备用蒸发器的功能，一旦系统的蒸发器失效后，将采用增压蒸发器作为主蒸发器来保证船舶低速回港；水/乙二醇系统中的加热介质的输送设有备用动力，备用动力可为电动或气动，一旦动力失效，可由备用动力替代。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]附图是本实用新型的液化天然气燃料供气单元的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型加以详细说明。
[0020]如附图所示的本实用新型的液化天然气燃料供气单元，它包括:
[0021]加注系统，所述的加注系统包括C型储罐3，在所述的储罐上气相空间位置的壳体上开有充装口和回气口，所述的充装口通过装有液相紧急切断阀16的液相管路与加气站2的液相紧急切断阀23相连通，所述的回气口通过装有气相紧急切断阀17的气相管路与加气站气相紧急切断阀24相连通，通过加气站进行加注作业；
[0022]自增压系统，所述的自增压系统的构成为:开在所述的储罐3液相空间位置壳体上的第一液相出口通过第一连接管路依次连接第一紧急切断阀19、增压蒸发器4、自动调压阀15、第二紧急切断阀18以及储罐3顶部气相开口。
[0023]发动机供气系统，所述的发动机供气系统的构成为:开在所述的储罐3液相空间位置壳体上的第二液相出口通过第二连接管路依次连接第三紧急切断阀20、蒸发器5、手动截止阀22、加热器6、压力传感器12、温度传感器11、缓冲罐7、第四紧急切断阀13以及发动机进气系统给发动机I供气，所述的压力传感器12和温度传感器11与控制系统相连，装有安全阀26的放散管路一端与所述的缓冲罐7和加热器之间的第二连接管路相连通并且另一端与大气连通；
[0024]装有第五紧急切断阀21的第三连接管路，所述的第三连接管路一端连接在位于自动调节阀15以及第二紧急切断阀18之间的第一连接管路上并且第三连接管路的另一端连接在位于手动截止阀22和蒸发器之间的第二连接管路上；
[0025]装有压力调节阀14的第四连接管路，所述的第四连接管路一端连接在位于自动调节阀15以及第二紧急切断阀18之间的第一连接管路上并且第四连接管路的另一端连接至位于第四紧急切断阀13出口处的第二连接管路上；
[0026]优选的所述的储罐3、增压蒸发器4、蒸发器5、加热器6以及缓冲罐7设置在撬箱25内，以实现模块化安装，在所述的撬箱25上开有进风口和抽风口，所述的放散管路的另一端通过抽风口安装在抽风管内，并接至撬箱25外。
[0027]本装置中的增压蒸发器4、蒸发器5、加热器6可以采用水/乙二醇系统10换热。
[0028]控制空气接至电磁阀箱9，通过电磁阀箱9给各个紧急切断阀提供操作的动力。
[0029]本装置的控制过程如下:
[0030]打开第一紧急切断阀19，储罐3内的液化天然气LNG通过第一连接管路进入增压蒸发器4，气化后的天然气经自动调压阀15、第二紧急切断阀18至储罐3顶部气相空间，形成自增压系统，维持储罐3内的供液压力，当压力超过设定值时，自动调压阀15开始动作，根据压力自动调节开度，维持储罐3供液压力在要求的范围之内。
[0031]打开第三急切断阀20，储罐3内的LNG通过第二连接管路进入蒸发器5，气化后的天然气进入加热器6进行加热，加热后的天然气进入缓冲罐7进行稳压及汽水分离，当温度及压力达到发动机用气要求时，打开第四急切断阀13向发动机I供气。
[0032]当储罐3压力超过一定值时，打开第二紧急切断阀18及第五紧急切断阀21以及手动截止阀22，储罐3内的气体经第三连接管路直接进入加热器6进行加热，当储罐3压力下降到一定值时，第二紧急切断阀18、第五紧急切断阀21以及手动截止阀22关闭。这样可尽量减少储罐安全阀的开启，从而减少天然气的无谓排放。
[0033]当发动机停车时，蒸发器中的气体通过第五紧急切断阀21和第二紧急切断阀18回至储罐，残液通过第三紧急切断阀20回到储罐内，以免升压后从安全阀排出造成气体逃逸。
[0034]当缓冲罐7的供气压力过高时，压力调节阀14以及第二紧急切断阀18打开，多余的天然气经第四连接管路及第二紧急切断阀18进入储罐3气相空间，当缓冲罐7的供气压力下降到一定值时，压力调节阀14关闭。
[0035]蒸发器5、加热器6的换热介质水/乙二醇溶液的流量、温度等由温度传感器11、压力传感器12给出信号至控制系统8进行自动控制，实现蒸发器蒸发量的自动调节，当发动机工况改变而导致供气需求量降低时，水/乙二醇溶液的流量减小或温度降低使得发器蒸发量减小。
[0036]增压蒸发器4不仅仅是具有传统的储罐压力维持功能，设计时考虑发动机低负荷工况下的用气量，一旦系统的蒸发器失效后，将采用自增压蒸发器4作为蒸发器来保证船舶低速回港；水/乙二醇系统10中的加热介质的输送设有备用动力，备用动力可为电动或气动，一旦动力失效，可由备用动力替代。
[0037]本实用新型上述不局限于上述最佳实施方式，任何人在得到本实用新型的启示下做出的相同或相近的技术方案，这些改进的技术方案均落入本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.液化天然气燃料供气单元，其特征在于它包括: 加注系统，所述的加注系统包括C型储罐，在所述的储罐上气相空间位置的壳体上开有充装口和回气口，所述的充装口通过装有液相紧急切断阀的液相管路与加气站的液相紧急切断阀相连通，所述的回气口通过装有气相紧急切断阀的气相管路与加气站气相紧急切断阀相连通，通过加气站进行加注作业； 自增压系统，所述的自增压系统的构成为:开在所述的储罐液相空间位置壳体上的第一液相出口通过第一连接管路依次连接第一紧急切断阀、增压蒸发器、自动调压阀、第二紧急切断阀以及储罐顶部气相开口； 发动机供气系统，所述的发动机供气系统的构成为:开在所述的储罐液相空间位置壳体上的第二液相出口通过第二连接管路依次连接第三紧急切断阀、蒸发器、手动截止阀、加热器、压力传感器、温度传感器、缓冲罐、第四紧急切断阀以及发动机进气系统给发动机供气，所述的压力传感器和温度传感器与控制系统相连，装有安全阀的放散管路一端与所述的缓冲罐和加热器之间的第二连接管路相连通并且另一端与大气连通； 装有第五紧急切断阀的第三连接管路，所述的第三连接管路一端连接在位于自动调节阀以及第二紧急切断阀之间的第一连接管路上并且第三连接管路的另一端连接在位于手动截止阀和蒸发器之间的第二连接管路上； 装有压力调节阀的第四连接管路，所述的第四连接管路一端连接在位于自动调节阀以及第二紧急切断阀之间的第一连接管路上并且第四连接管路的另一端连接至位于第四紧急切断阀出口处的第二连接管路上。
2.根据权利要求1所述的液化天然气燃料供气单元，其特征在于:所述的储罐、增压蒸发器、蒸发器、加热器以及缓冲罐设置在撬箱内，在所述的撬箱上开有进风口和抽风口，所述的放散管路的另一端通过抽风口安装在抽风管内，并接至撬箱外。
【文档编号】F02M21/06GK204226056SQ201420679421
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】盛苏建, 杨波, 陈瑞权, 董家新, 周斌, 王瑛, 郑坤, 刘玉兰, 刘明辉, 祝冰峰, 丁昌, 高慧敏 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油能源发展股份有限公司, 湖北迪峰换热器股份有限公司, 中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司