用于发动机的燃料处理系统及使用该系统的方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于发动机的燃料处理系统，其包括：用于清洁发动机的燃料油的至少两个离心分离器；用于将待清洁的燃料油分别供应到所述离心分离器的至少两个可变进料泵；以及至少两个分离器控制单元，其配置成控制离心分离器的操作和可变进料泵的速度，从而控制待清洁的燃料油到分离器的流率。该系统还包括除分离器控制单元之外的系统控制单元，其配置成从布置在所述离心分离器下游的燃料处理系统中的单元或从布置成使用由系统处理的燃料的发动机接收信息，并基于所述接收的信息向分离器控制单元发送操作请求。

Fuel treatment system for engine and method of using the system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于发动机的燃料处理系统及使用该系统的方法
本专利技术涉及处理燃料油的领域，诸如在船上清洁燃料油，并且更特别地涉及燃料处理系统的控制。
技术介绍
船用柴油机通常接受若干类型的市售燃料油，只要它们在船上经过适当处理即可。此燃料处理系统通常包括一个或若干离心分离器以及一个或若干沉降罐。离心分离器大体用于从液体混合物(诸如燃料油)分离液体和/或固体。在操作期间，将待处理的燃料油引入旋转筒中，并且由于离心力，重颗粒或较稠密的液体(诸如水)在旋转筒的外周处积聚，而清洁油相则更靠近旋转中心轴线积聚。这允许例如分别借助于布置在外周处和接近旋转轴线的不同出口来收集分离的部分。如今，用于在船上处理燃料的要求涉及若干操作，并且在船上进行处理与若干困难相关联。例如，用于船上和发电站中的柴油发动机的燃料油含有硅和铝化合物(例如微孔硅酸铝或称为沸石的硅铝酸盐)的颗粒，称为催化剂细粉。催化剂细粉是来自称为催化裂化的原油精炼过程的残余物，其中长烃分子裂化成较短的分子。这些颗粒在燃料油中是不希望的，因为它们是磨蚀性的并且可引起发动机和辅助设备中的磨损。此外，大多数船舶使用残余燃料油或重质燃料油(HFO)行驶，其本质上是炼油厂的副产品，经混合以满足市场对相对便宜的能源的需求。然而，已经实施了更严格的法规来管理此类残油中的硫排放，例如，引入了硫排放控制区域(SECA)或排放控制区域(ECA)海区。假定船舶在ECA外依靠HFO行驶，并且然后在船舶进入ECA时切换至馏分油。燃料性质的差异以及不同燃料之间的转换因此使船上燃料油的制备或处理更加复杂。<br>船上的燃料处理系统特别关注能效、燃料质量、环境合规性和发动机保护。在本领域中存在对于优化船上燃料处理系统的性能和控制的解决方案的需要。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种用于发动机的燃料处理系统，其允许有效使用和控制。作为本专利技术的第一方面，提供了一种用于发动机的燃料处理系统，其包括：-用于清洁发动机的燃料油的至少第一离心分离器和第二离心分离器，-至少第一可变进料泵和第二可变进料泵，其中第一进料泵布置成用于将待清洁的燃料油供应到所述第一离心分离器，并且第二进料泵布置成用于将待清洁的燃料油供应到所述第二离心分离器，-至少第一分离器控制单元，其配置成控制第一离心分离器的操作和第一可变进料泵的速度，从而控制待清洁的燃料油到第一分离器的流率，第二分离器控制单元，其配置成控制第二离心分离器的操作和第二可变进料泵的速度以控制待清洁的燃料油到第二分离器的流率，-除分离器控制单元之外的系统控制单元，其配置成用于从布置在所述离心分离器下游的燃料处理系统中的单元或从布置成使用由系统处理的燃料的发动机接收信息，并基于所述接收的信息向分离器控制单元发送操作请求。燃料处理系统可为用于在船上处理燃料油的系统，即，在船上使用的系统。因此，发动机可为柴油发动机，诸如船上的柴油发动机。用语"用于发动机的燃料油"在本文中是指旨在用于产生功率的发动机中使用的油，诸如在船上或发电设备中的发动机中使用的。用语"燃料油"可为ISO8217Petroleumproducts-Fuels(classF)(Specificationofmarinefuels，2005和2012版)中定义的油，或源自用于在船上或发电厂中的发动机使用之前的此油的预处理的油成分/相。燃料油可作为馏分从石油蒸馏中获得，作为馏出物或作为残余物。柴油在本文中认作是燃料油。因此，燃料油可为船用(残余)燃料油(MFO)或高粘度船用油(BunkerCoil)。"待清洁的燃料油"可由大体上储存在一个或多个罐中的具有不同粘度的不同类型的燃料油组成，这意味着发送到分离器进行清洁的燃料油的类型可随着时间不同。在实施例中，用于柴油发动机的燃料油包括重质燃料油(HFO)。HFO是来自蒸馏或来自矿物油加工中的裂化的残余物。离心分离器可布置成用于分离具有不同密度的流体混合物(诸如液体混合物)的至少两种组分。每个离心分离器可包括固定框架和驱动部件，驱动部件构造成使旋转部分相对于固定框架旋转。旋转部分可包括主轴和包围分离空间的离心机转子，离心机转子安装至主轴以与主轴一起围绕旋转轴线(X)旋转。旋转部分由固定框架通过至少一个轴承装置支承。分离空间可包括围绕旋转轴线居中布置的分离盘的堆叠。此分离盘在分离空间中形成表面扩大的插入物。分离盘可具有截头圆锥的形式，即，堆叠可为截头圆锥形分离盘的堆叠。盘也可为围绕旋转轴线布置的轴向盘。分离器控制单元是控制分离器和进料泵的操作的单元。进料泵可由分离器控制单元通过使用变频驱动器(VFD)进行控制。分离器控制单元可包括处理器和输入/输出接口以用于与分离器和进料泵空气进行通信并从系统控制单元接收有关如何操作分离器和进料泵的信息。系统控制单元是除分离器控制单元之外的控制单元。系统控制是将操作请求发送到一个或若干分离器控制单元的单元。因此，分离器控制单元以及例如进料泵的VFD是独立的系统，在系统控制单元发生故障的情况下，该独立系统可完全起作用。系统控制单元还配置成从离心分离器的下游(诸如从布置在一个、两个或所有分离器下游的燃料处理系统中的单元，或从其中使用由系统清洁或处理的油的发动机)接收信息。因此，下游在燃料处理系统中分离器与发动机之间的某处。基于接收的信息，将操作请求(即，在使用期间分离器中的系统设置的指令)发送到分离器。因此，系统控制单元可包括计算机程序产品，该计算机程序产品配置成用于分析所述接收的信息并基于此分析来发送操作请求。燃料处理系统当然还可包括在进料泵和分离器之间以及在系统中要输送燃料或从其输送燃料的任何其他单元之间的输送装置，诸如管道等。本专利技术的第一方面基于以下见解：控制通过燃料处理系统的一个或多个分离器的流率具有许多优点。例如，减少通过分离器的流量会增加在筒中的停留时间。这会导致更高的分离效率，因为较小的颗粒将有时间沉降在盘堆叠中。此外，当进料泵、加热器和分离器在较低负载下工作时，将实现更高的能源效率。此外，由于燃料处理系统包括若干分离器，所以系统控制单元可对分离器的性能进行总体控制，并发送指令应关闭分离器以提高能源效率，而不是由操作员来打开和关闭每个分离器。此外，具有彼此独立的系统控制单元和分离器控制单元并且具有还控制对分离器的燃料供给的分离器控制单元，在整个系统控制单元发生故障的情况下，分离器控制单元也可起作用。因此，如果系统控制单元发生故障，则可继续向分离器供应燃料而不间断。在本专利技术的第一方面的实施例中，对分离器控制单元的操作请求包括关于如何操作至少第一可变进料泵和第二可变进料泵的指令以及关于如何操作至少第一离心分离器和第二离心分离器的指令。因此，系统控制单元可将信息发送到分离器控制单元，该信息还包括将用于每个分离器的进给速率。在本专利技术的第一方面的实施例中，操作请求包括从请求特定分离器吞吐量、请求启动分离器、请求停止分离器以及请求排出分离器中选择的至少一个请求。因此，特定的分离器吞吐量可为关于变速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于发动机的燃料处理系统，包括：/n-用于清洁发动机的燃料油的至少第一离心分离器和第二离心分离器，/n-至少第一可变进料泵和第二可变进料泵，其中所述第一进料泵布置成用于将待清洁的燃料油供应到所述第一离心分离器，并且所述第二进料泵布置成用于将待清洁的燃料油供应到所述第二离心分离器，/n-第一分离器控制单元，其配置成控制所述第一离心分离器的操作和所述第一可变进料泵的速度以控制待清洁的燃料油到所述第一分离器的流率，/n-第二分离器控制单元，其配置成控制所述第二离心分离器的操作和所述第二可变进料泵的速度以控制待清洁的燃料油到所述第二分离器的流率，/n-除分离器控制单元之外的系统控制单元，其配置成用于从布置在所述离心分离器下游的所述燃料处理系统中的单元或从布置成使用由所述系统处理的燃料的发动机接收信息，并基于所述接收的信息向分离器控制单元发送操作请求。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170628 EP 17178278.21.一种用于发动机的燃料处理系统，包括：
-用于清洁发动机的燃料油的至少第一离心分离器和第二离心分离器，
-至少第一可变进料泵和第二可变进料泵，其中所述第一进料泵布置成用于将待清洁的燃料油供应到所述第一离心分离器，并且所述第二进料泵布置成用于将待清洁的燃料油供应到所述第二离心分离器，
-第一分离器控制单元，其配置成控制所述第一离心分离器的操作和所述第一可变进料泵的速度以控制待清洁的燃料油到所述第一分离器的流率，
-第二分离器控制单元，其配置成控制所述第二离心分离器的操作和所述第二可变进料泵的速度以控制待清洁的燃料油到所述第二分离器的流率，
-除分离器控制单元之外的系统控制单元，其配置成用于从布置在所述离心分离器下游的所述燃料处理系统中的单元或从布置成使用由所述系统处理的燃料的发动机接收信息，并基于所述接收的信息向分离器控制单元发送操作请求。


2.根据权利要求1所述的燃料处理系统，其特征在于，对分离器控制单元的所述操作请求包括关于如何操作所述可变进料泵的指令以及关于如何操作所述离心分离器的指令。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的燃料处理系统，其特征在于，所述操作请求包括选自以下的至少一个请求：请求特定的分离器吞吐量、请求启动所述离心分离器中的至少一个、请求停止所述离心分离器中的至少一个以及请求排出所述离心分离器中的至少一个。


4.根据任何前述权利要求所述的燃料处理系统，其特征在于，所述系统控制单元还配置成从所述分离器控制单元接收与离心分离器的操作状态有关的返回信息。


5.根据权利要求4所述的燃料处理系统，其特征在于，所述返回信息包括关于分离器的操作状态、分离器的最大容量、分离器的当前吞吐量、分离器转子的温度和/或所述离心分离器中的各个的分离器框架的振动的信息。


6.根据任何前述权利要求所述的燃料处理系统，其特征在于，布置在所述离心分离器中的一个或多个的下游的所述燃料处理系统中的至少一个单元包括罐，由离心分离器中的至少一个所处理的燃料发送至所述罐。


7.根据任何前述权利要求所述的燃料处理系统，其特征在于，布置在所述分离器下游的所述燃料处理系统中的至少一个单元包括燃料调节模块，所述燃料调节模块布置成恰好在喷射到所述发动机中之前在温度、粘度和/或流率方面提升燃料的性质。
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【专利技术属性】
技术研发人员：K拉尼梅茨，J卡尔松，
申请(专利权)人：阿法拉伐股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE