双燃料船舶发动机低压LNG供气系统及双燃料船舶技术方案

本发明专利技术提供一种双燃料船舶发动机低压LNG供气系统，包括LNG储罐、第一三通调节阀、混合气分离器、气化器、混合罐、高压喷射泵、高压缓冲罐、第一调节阀、低压缓冲罐、集液罐、工质泵、第二三通调节阀、废气换热器、气液分离器、第二调节阀、低压喷射泵、第三调节阀、抽风机、加热器和第四调节阀。本发明专利技术还提供一种双燃料船舶。

【技术实现步骤摘要】
双燃料船舶发动机低压LNG供气系统及双燃料船舶
本专利技术涉及船舶
，尤其是涉及一种双燃料船舶发动机低压LNG供气系统及具有该系统的双燃料船舶。
技术介绍
随着全球大气环境问题逐渐恶化，国际海事组织对船舶提出了诸多排放法规，为了应对严苛的法规，作为清洁能源的液化天然气(LNG，LiquefiedNaturalGas)逐渐成为船舶的替代燃料，相应地，双燃料船舶发动机近年来也得到了飞速发展。目前双燃料船舶发动机分为两类，一类为供气压力高于300bar的高压双燃料发动机，另一类为低压双燃料发动机。其中，低压双燃料发动机根据供气压力大致分为两种类型，一类为16bar的低压双燃料发动机，另一类为6bar的双燃料发动机，另外，船舶双燃料锅炉对供气压力的要求相对较低，往往供气压力高于3bar即可。对应的，双燃料船舶供气系统也分为高压供气系统和低压供气系统两类。双燃料发动机低压供气系统分为自增压供气系统和常规低压LNG供气系统。自增压供气系统利用LNG气化产生的天然气返回储罐，使储罐内部的压力升高，利用LNG储罐内外压差将LNG输送至加热器气化，再供给用气设备。自增压供气系统一方面需要LNG储罐具有较高的耐压能力，另一方面适用于供气压力为6bar的小型发动机，存在系统造价高和使用范围窄等缺点。常规低压LNG供气系统利用低温潜液泵将LNG加压后从储罐输送至加热器气化，之后供给用气设备，储罐内部产生的LNG蒸发气通过压缩机抽出并加压后送至用气设备，另外，压缩机将LNG储罐内的蒸发气吸出，经过加热器升温后返回储罐，实现储罐增压和储罐暖舱。潜液泵属于低温设备，购置成本较高，通常安装在储罐内部或储罐外的泵池内，潜液泵与低温LNG直接接触，当潜液泵发生任何故障需要检修时，均需要对储罐内部或泵池内部以及相应管系中的LNG进行清除，检修困难且工作量较大；压缩机属于间歇性运转设备，占地面积大，投资成本较高，日常保养工作较多，故障维修时工作量大，同时，在使用压缩机进行LNG储罐增压和暖舱操作时，由于压缩机的排量较小，故操作时间较长。潜液泵和压缩机均属于耗能设备，需要消耗大量船舶能源，因此，常规的双燃料发动机LNG低压供气系统存在投资成本高、维护保养工作多、维修困难、部分工况工作效率较低和能耗高等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双燃料船舶发动机低压LNG供气系统及双燃料船舶，旨在解决上述
技术介绍
存在的不足，适用于所有的低压双燃料发动机，既能有效降低LNG供气系统的投资成本、维护工作、维修难度和能源消耗，又能提高供气系统在不同操作模式下的效率。本专利技术提供一种双燃料船舶发动机低压LNG供气系统，包括LNG储罐、第一三通调节阀、混合气分离器、气化器、混合罐、高压喷射泵、高压缓冲罐、第一调节阀、低压缓冲罐、集液罐、工质泵、第二三通调节阀、废气换热器、气液分离器、第二调节阀、低压喷射泵、第三调节阀、抽风机、加热器和第四调节阀；所述LNG储罐的底部出口与所述第一三通调节阀的入口相连通，所述第一三通调节阀的一个出口与所述混合气分离器的内部管道入口相连通，所述第一三通调节阀的另一出口与所述混合气分离器的内部管道出口汇合后再与所述气化器的入口相连通，所述气化器的出口与所述混合罐的入口相连通，所述混合罐的出口与所述高压喷射泵的引射吸口相连通，所述高压喷射泵的出口与所述混合气分离器的内腔入口相连通，所述混合气分离器的底部出口与所述集液罐的入口相连通，所述集液罐的底部出口与所述工质泵的入口相连通，所述工质泵的出口与所述第二三通调节阀的入口相连通，所述第二三通调节阀的一个出口与所述集液罐的顶部相连通，所述第二三通调节阀的另一出口与所述废气换热器的入口相连通，所述废气换热器的出口与所述气液分离器的入口相连通，所述气液分离器的出口与所述高压喷射泵的工作流体入口相连通，所述混合气分离器的顶部出口与所述高压缓冲罐的入口相连通；所述高压缓冲罐分三路输出，一路与船舶主机相连通，一路通过所述第一调节阀与所述低压缓冲罐相连通，一路通过所述第二调节阀与所述低压喷射泵的工作流体入口相连通；所述低压缓冲罐分三路输出，一路与船舶副机相连通，一路与船舶锅炉相连通，一路通过所述第三调节阀与所述混合罐相连通；所述LNG储罐的顶部有两路出口，一路与所述加热器的入口相连通，另一路与所述抽风机的入口相连通，所述抽风机的出口与所述加热器的入口相连通；所述加热器的出口分为四路，一路与所述低压喷射泵的引射吸口相连通，一路通过所述第四调节阀与所述船舶锅炉相连通，一路与所述LNG储罐的顶部相连通，一路与所述LNG储罐的底部相连通。进一步地，位于所述LNG储罐的顶部设有第一压力传感器，所述第一压力传感器用于控制所述第二调节阀和所述第四调节阀。进一步地，位于所述高压缓冲罐的顶部设有第二压力传感器，所述第二压力传感器用于控制所述工质泵和所述第二三通调节阀。进一步地，位于所述低压缓冲罐的顶部设有第三压力传感器，所述第三压力传感器用于控制所述第一调节阀和所述第三调节阀。进一步地，位于所述混合气分离器的顶部出口与所述高压缓冲罐的入口之间的管路上设有温度传感器，所述温度传感器用于控制所述第一三通调节阀。进一步地，所述工质泵为变频控制的防爆离心泵。进一步地，所述抽风机为低温防爆抽风机。进一步地，位于所述LNG储罐的顶部还设有安全泄放阀。进一步地，所述集液罐用于储存有机液体，所述有机液体为在供气压力下的冷凝温度低于供气要求温度且不与LNG反应的环保型制冷剂。本专利技术还提供一种双燃料船舶，包括以上任一项所述的双燃料船舶发动机低压LNG供气系统。本专利技术提供的双燃料船舶发动机低压LNG供气系统，适用于所有的低压发动机，在不增加储罐制造要求的情况下，能够实现常规双燃料船舶发动机低压LNG供气系统的所有功能。本专利技术利用船舶废气的余热加热低沸点有机物产生高压蒸气，高压蒸气流经高压喷射泵使高压喷射泵内产生低压，从而将LNG从储罐中吸出，实现LNG的增压和输送，相对于常规方案省去了低温潜液泵，高压喷射泵实质上为固定设备，无动件且制造成本低，因此高压喷射泵的投资成本低于低温潜液泵，且高压喷射泵的稳定性极高，无需保养；同时，本专利技术利用高压天然气流经低压喷射泵产生的抽吸效果实现LNG蒸发气的输送，并将LNG蒸发气供给至耗气设备，相比于常规方案中使用的压缩机，低压喷射泵的制造成本低，且无额外功耗，同时无需保养。同时，本专利技术中用于输送有机物的工质泵为常温泵，工质泵安装在大气环境中，其运行状态更易监测，且保养维修更简便。同时，本专利技术利用抽风机实现储罐增压和储罐暖舱的功能，相比于常规方案中使用的压缩机，抽风机的排量更大，同时抽风机的投资成本、运行功耗、维护保养工作量以及故障维修难度更低。附图说明图1为本专利技术第一实施例中双燃料船舶发动机低压LNG供气系统的结构示意图。图2为本专利技术第二实施例中双燃料船舶发动机低压LNG供气系统的结构示意图。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双燃料船舶发动机低压LNG供气系统，其特征在于，包括LNG储罐(1)、第一三通调节阀(2)、混合气分离器(3)、气化器(4)、混合罐(5)、高压喷射泵(6)、高压缓冲罐(8)、第一调节阀(9)、低压缓冲罐(10)、集液罐(12)、工质泵(13)、第二三通调节阀(14)、废气换热器(15)、气液分离器(16)、第二调节阀(19)、低压喷射泵(20)、第三调节阀(21)、抽风机(22)、加热器(23)和第四调节阀(24)；/n所述LNG储罐(1)的底部出口与所述第一三通调节阀(2)的入口相连通，所述第一三通调节阀(2)的一个出口与所述混合气分离器(3)的内部管道入口相连通，所述第一三通调节阀(2)的另一出口与所述混合气分离器(3)的内部管道出口汇合后再与所述气化器(4)的入口相连通，所述气化器(4)的出口与所述混合罐(5)的入口相连通，所述混合罐(5)的出口与所述高压喷射泵(6)的引射吸口相连通，所述高压喷射泵(6)的出口与所述混合气分离器(3)的内腔入口相连通，所述混合气分离器(3)的底部出口与所述集液罐(12)的入口相连通，所述集液罐(12)的底部出口与所述工质泵(13)的入口相连通，所述工质泵(13)的出口与所述第二三通调节阀(14)的入口相连通，所述第二三通调节阀(14)的一个出口与所述集液罐(12)的顶部相连通，所述第二三通调节阀(14)的另一出口与所述废气换热器(15)的入口相连通，所述废气换热器(15)的出口与所述气液分离器(16)的入口相连通，所述气液分离器(16)的出口与所述高压喷射泵(6)的工作流体入口相连通，所述混合气分离器(3)的顶部出口与所述高压缓冲罐(8)的入口相连通；/n所述高压缓冲罐(8)分三路输出，一路与船舶主机相连通，一路通过所述第一调节阀(9)与所述低压缓冲罐(10)相连通，一路通过所述第二调节阀(19)与所述低压喷射泵(20)的工作流体入口相连通；/n所述低压缓冲罐(10)分三路输出，一路与船舶副机相连通，一路与船舶锅炉相连通，一路通过所述第三调节阀(21)与所述混合罐(5)相连通；/n所述LNG储罐(1)的顶部有两路出口，一路与所述加热器(23)的入口相连通，另一路与所述抽风机(22)的入口相连通，所述抽风机(22)的出口与所述加热器(23)的入口相连通；/n所述加热器(23)的出口分为四路，一路与所述低压喷射泵(20)的引射吸口相连通，一路通过所述第四调节阀(24)与所述船舶锅炉相连通，一路与所述LNG储罐(1)的顶部相连通，一路与所述LNG储罐(1)的底部相连通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双燃料船舶发动机低压LNG供气系统，其特征在于，包括LNG储罐(1)、第一三通调节阀(2)、混合气分离器(3)、气化器(4)、混合罐(5)、高压喷射泵(6)、高压缓冲罐(8)、第一调节阀(9)、低压缓冲罐(10)、集液罐(12)、工质泵(13)、第二三通调节阀(14)、废气换热器(15)、气液分离器(16)、第二调节阀(19)、低压喷射泵(20)、第三调节阀(21)、抽风机(22)、加热器(23)和第四调节阀(24)；
所述LNG储罐(1)的底部出口与所述第一三通调节阀(2)的入口相连通，所述第一三通调节阀(2)的一个出口与所述混合气分离器(3)的内部管道入口相连通，所述第一三通调节阀(2)的另一出口与所述混合气分离器(3)的内部管道出口汇合后再与所述气化器(4)的入口相连通，所述气化器(4)的出口与所述混合罐(5)的入口相连通，所述混合罐(5)的出口与所述高压喷射泵(6)的引射吸口相连通，所述高压喷射泵(6)的出口与所述混合气分离器(3)的内腔入口相连通，所述混合气分离器(3)的底部出口与所述集液罐(12)的入口相连通，所述集液罐(12)的底部出口与所述工质泵(13)的入口相连通，所述工质泵(13)的出口与所述第二三通调节阀(14)的入口相连通，所述第二三通调节阀(14)的一个出口与所述集液罐(12)的顶部相连通，所述第二三通调节阀(14)的另一出口与所述废气换热器(15)的入口相连通，所述废气换热器(15)的出口与所述气液分离器(16)的入口相连通，所述气液分离器(16)的出口与所述高压喷射泵(6)的工作流体入口相连通，所述混合气分离器(3)的顶部出口与所述高压缓冲罐(8)的入口相连通；
所述高压缓冲罐(8)分三路输出，一路与船舶主机相连通，一路通过所述第一调节阀(9)与所述低压缓冲罐(10)相连通，一路通过所述第二调节阀(19)与所述低压喷射泵(20)的工作流体入口相连通；
所述低压缓冲罐(10)分三路输出，一路与船舶副机相连通，一路与船舶锅炉相连通，一路通过所述第三调节阀(21)与所述混合罐(5)相连通；
所述LNG储罐(1)的顶部有两路出口，一路与所述加热器(23)的入口相连通，另一路与所述抽风机(22)的入口相连通，所述抽风机(22)的出口与所述加热器(23)...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾维武，王廷勇，赵超，董如意，
申请(专利权)人：青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37