LGIP双燃料船用柴油机的液化天然气充装和供应装置及方法制造方法及图纸

一种LGIP双燃料船用柴油机的液化天然气充装和供应装置及方法，所述装置包括LPG储罐、燃气压气机、LPG隔膜输送泵、水浴式电加热器、精密过滤器组件、汇集管、脉冲阻尼器、燃料供应阀组、水冷器和气液分离器，所述方法包含LPG燃料充装和LPG燃料供应两个过程，具体包括LPG燃料充装、供应、预热、精密过滤、计量调节和回油回收等主要步骤。本发明专利技术既实现了LPG燃料的安全充装储存，又为LGIP主机稳定供应LPG燃料，同时还实现了精确的燃料消耗计量，为LGIP主机运行过程中大范围调节负荷以适应船舶各种工况提供了条件，具有流程简单可靠、运行平稳安全、负荷精准调节及回油燃料可回收等优点。负荷精准调节及回油燃料可回收等优点。负荷精准调节及回油燃料可回收等优点。

【技术实现步骤摘要】
LGIP双燃料船用柴油机的液化天然气充装和供应装置及方法


[0001]本专利技术涉及船用柴油机的燃料提供装置，特别涉及一种LGIP双燃料船用柴油机的液化天然气充装和供应装置及方法，属于柴油机


技术介绍

[0002]伴随传统化石燃料燃烧排放引起的各种环境污染问题的日益严重，世界各国对化石燃料的应用限制越来越严格。船舶作为化石能源的消耗大户，所排放的污染物也同样惊人。随着IMO组织的Tier III规范于2016年1月1日正式实行，船用柴油机对NOx和SOx污染物的排放要求更加严格。因此开发更为环保的船用发动机成为迫切任务，双燃料主机便在此背景下应用而生。双燃料主机是同时使用两种燃料的主机，既可以双燃料模式也可以纯柴油模式运行。双燃料主机的燃料通常包括：柴油
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LPG、柴油
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LNG、柴油
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甲醇以及柴油
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乙醇等类型。采用LPG、LNG、甲醇和乙醇等清洁燃料后，船用主机的SO
x
、NO
x
及CO2排放量均有明显下降。以柴油
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LPG为燃料的双燃料主机(LGIP双燃料船用柴油机)为例，SO
x
排放量下降90
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100％、NO
x
排放量下降10
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15％，CO2排放量下降13
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18％，由此可见双燃料主机将成为未来船用发动机的发展趋势之一。较之LNG、甲醇、乙醇等双燃料主机，LPG对温室气体CO2的减排效应较甲醇、乙醇更为明显，同时储运难度较LNG低很多。
[0003]LPG全称Liquefied Petroleum Gas，中文名称为液化石油气，其成分以丙烷和丁烷为主。LPG是一种低温低压储存的燃料，存在吸热气化和易燃易爆等特性，储运过程极易发生事故。以柴油
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LPG为双燃料的主机称为LGIP(Liquid gas injection LPG)双燃料船用柴油机，如何稳定、安全、可靠地为LGIP双燃料船用柴油机充装和供应液化天然气燃料成为迫切任务之一。

技术实现思路

[0004]本专利技术的内容的目的在于，提供一种LGIP双燃料船用柴油机的液化天然气充装和供应装置及方法，对LGIP主机实现LPG燃料的稳定输送，保障LGIP主机的稳定运行，能够大范围调节主机负荷，以适应船舶的各种工况，达到安全可靠、高燃油利用率和适应范围广的目的。
[0005]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种LGIP双燃料船用柴油机的液化天然气充装和供应装置，与LGIP主机连接，其特征在于：所述的充装和供应装置包括LPG储罐、燃气压气机、LPG隔膜输送泵、水浴式电加热器、精密过滤器组件、汇集管、脉冲阻尼器、燃料供应阀组、水冷器和气液分离器；
[0007]来自罐车的LPG管道与所述LPG储罐连接，该LPG储罐的气相出口与所述燃气压气机的进口连接，该燃气压气机的出口与所述罐车的进口连接，所述LPG储罐的供液口与所述LPG隔膜输送泵的进口连接，该LPG隔膜输送泵的出口分别与所述水浴式电加热器的进口和出口连接，该水浴式电加热器的出口还与所述精密过滤器组件的进口连接，该精密过滤器组件的两个出口分别连接所述汇集管，该汇集管的出口与所述燃料供应阀组的进口连接，
该燃料供应阀组的出口与所述LGIP主机的进油管连接，该LGIP主机的回油管与所述水冷器的进口连接，该水冷器的出口与所述气液分离器的进口连接，该气液分离器的液相出口与所述LPG储罐的进口连接，所述LPG储罐、水浴式电加热器的出口、汇集管、循环水供水的进口及气液分离器的出口分别通过安全阀连接至火炬/烟囱。
[0008]进一步地，所述的燃料供应阀组用于LPG燃料的调节和计量以及主机和管路的吹扫置换，包括有调节阀、三个气动阀、深度过滤器、调节用质量流量计、氮气吹扫管线和氮气放空管线。
[0009]进一步地，所述的精密过滤器组件包括两个精密过滤器，该精密过滤器的过滤精度为10um。
[0010]进一步地，所述的燃气压气机为往复式压缩机。
[0011]进一步地，所述的脉冲阻尼器安装于所述汇集管上，起到缓冲作用，以抵消所述LPG隔膜输送泵和精密过滤器组件引起的脉冲现象。
[0012]进一步地，所述的LGIP主机的进油管上安装有主机进口质量流量计，回油管上安装有主机出口质量流量计，该主机进口质量流量计和主机出口质量流量计用于对所述LGIP主机的燃气消耗和负荷进行计量，并及时将参数传送至集控室。
[0013]本专利技术的另一技术方案为：
[0014]一种通过上述充装和供应装置实现的LGIP双燃料船用柴油机的液化天然气充装和供应方法，其包括以下步骤：
[0015]1)LPG燃料充装——来自罐车的LPG燃料利用该罐车的自身压力通过调节阀进入所述LPG储罐，对该LPG储罐进行充装，当所述LPG储罐与所述罐车的压力平衡时，开启所述燃气压气机，将所述LPG储罐中的气态LPG燃料经压缩后送回所述LPG罐车，以增加该LPG罐车的压力，保证所述LPG罐车与LPG储罐始终保持一定压差，从而实现LPG燃料的持续稳定充装；
[0016]2)LPG燃料供应——启动所述LGIP主机切入燃气模式，所述充装和供应装置进入燃料供应模式，开启所述LPG储罐的调节阀，LPG燃料进入所述LPG隔膜输送泵，经过该LPG隔膜输送泵增压后输出，实现LPG燃料的供应；
[0017]3)LPG燃料预热——增压后的LPG燃料进入所述水浴式电加热器，该水浴式电加热通过水浴对LPG燃料进行间接加热，以满足所述LGIP主机对LPG燃料的温度要求；
[0018]4)LPG燃料精密过滤——预热后的LPG燃料进入所述精密过滤器组件，进行微米级精密过滤，以去除LPG燃料中的杂质，过滤后的LPG燃料进入所述汇集管，利用所述脉冲阻尼器消除LPG燃料输送过程中的不稳定脉冲现象，确保LPG燃料的平稳供应；
[0019]5)LPG燃料的计量调节——经过滤后的LPG燃料进入所述燃料供应阀组，进行燃料的调节及计量；
[0020]6)LPG燃料的燃烧做功——经过所述燃料供应阀组的LPG燃料进入所述LGIP主机，大部分LPG燃料进入气缸燃烧做功，少部分LPG燃料通过所述回油管排出所述LGIP主机；
[0021]7)LGIP主机的回油回收——排出所述LGIP主机的回油经过所述水冷器冷却，将气态LPG燃料冷凝下来，再进入所述气液分离器，分离出的液态LPG燃料通过压差返回所述LPG储罐，完成LPG燃料的充分回收。
[0022]进一步地，所述的步骤3)中LPG燃料的预热温度≥30℃。
[0023]与现有技术相比，本专利技术实现了以下技术目的：
[0024]1、通过预热、过滤、脉冲阻尼消除、调节和计量等措施实现了LPG燃料稳定的输送，使得LGIP主机能够稳定运行，并可大范围调节主机负荷以适应船舶各种工况。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LGIP双燃料船用柴油机的液化天然气充装和供应装置，与LGIP主机连接，其特征在于：所述的充装和供应装置包括LPG储罐、燃气压气机、LPG隔膜输送泵、水浴式电加热器、精密过滤器组件、汇集管、脉冲阻尼器、燃料供应阀组、水冷器和气液分离器；来自罐车的LPG管道与所述LPG储罐连接，该LPG储罐的气相出口与所述燃气压气机的进口连接，该燃气压气机的出口与所述罐车的进口连接，所述LPG储罐的供液口与所述LPG隔膜输送泵的进口连接，该LPG隔膜输送泵的出口分别与所述水浴式电加热器的进口和出口连接，该水浴式电加热器的出口还与所述精密过滤器组件的进口连接，该精密过滤器组件的两个出口分别连接所述汇集管，该汇集管的出口与所述燃料供应阀组的进口连接，该燃料供应阀组的出口与所述LGIP主机的进油管连接，该LGIP主机的回油管与所述水冷器的进口连接，该水冷器的出口与所述气液分离器的进口连接，该气液分离器的液相出口与所述LPG储罐的进口连接，所述LPG储罐、水浴式电加热器的出口、汇集管、循环水供水的进口及气液分离器的出口分别通过安全阀连接至火炬/烟囱。2.根据权利要求1所述的LGIP双燃料船用柴油机的液化天然气充装和供应装置，其特征在于：所述的燃料供应阀组用于LPG燃料的调节和计量以及主机和管路的吹扫置换，包括有调节阀、三个气动阀、深度过滤器、调节用质量流量计、氮气吹扫管线和氮气放空管线。3.根据权利要求1所述的LGIP双燃料船用柴油机的液化天然气充装和供应装置，其特征在于：所述的精密过滤器组件包括两个精密过滤器，该精密过滤器的过滤精度为10um。4.根据权利要求1所述的LGIP双燃料船用柴油机的液化天然气充装和供应装置，其特征在于：所述的燃气压气机为往复式压缩机。5.根据权利要求1所述的LGIP双燃料船用柴油机的液化天然气充装和供应装置，其特征在于：所述的脉冲阻尼器安装于所述汇集管上，起到缓冲作用，以抵消所述LPG隔膜输送泵和精密过滤器组件引起的脉冲现象。6.根据权利要求1所述的LGIP双燃料船用柴油机的液化天然气充装和供应装置，其特征在于：所述的LGIP主机的进油管上安装有主机进口质量流量计，回油管上安装有主机出口质量流...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨耀，刘平飞，王子腾，
申请(专利权)人：上海中船三井造船柴油机有限公司，
类型：发明
国别省市：