带冗余设计的船舶甲醇燃料供给系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种带冗余设计的船舶甲醇燃料供给系统，包括依次连接的甲醇燃料仓（T1）、甲醇日用柜（T2）、甲醇缓冲罐（T3）、阀组单元和甲醇发动机；所述各个部件由供给管路连接；供给管路上设置初级过滤器、低压二级过滤器和高压精细过滤器，所述三种过滤器都是冗余设计，一用一备。本实用新型专利技术提供的船舶甲醇燃料供给系统结构可以根据实际需要进行调整，灵活多变，适应不同船舶类型的需要。本实用新型专利技术的过滤器设置冗余设计，一用一备，即使一个发生故障，备用的也可以继续接替工作，不影响系统的正常运行。统的正常运行。统的正常运行。

【技术实现步骤摘要】
带冗余设计的船舶甲醇燃料供给系统


[0001]本技术涉及船舶的燃料供给系统，更明确的说，涉及配备甲醇燃料发动机的船舶甲醇燃料供给系统。

技术介绍

[0002]在客户需求和监管的双重压力下，航运业正在朝着低碳化方向发展。目前来看，出于对减排潜力、燃料密度、使用性能和燃料成本的考虑，可以解决方案是多种多样的。
[0003]新型清洁能源替代燃料的使用迫在眉睫。在实现国际海事组织（IMO）2030年减排目标和2050年零排放目标的道路上，甲醇可以发挥重要的作用。2023年年底前，航运业将通过提高燃料效率、降低航速和使用LNG燃料等方式减少温室气体排放。在目前零排放燃料缺乏基本设施的情况下，为实现中期（2025
‑
2040年）大幅减少温室气体和颗粒物（PM）排放的目标，甲醇作为船用燃料将发挥关键作用。甲醇是托运人熟悉的商品，因此在处理经验和成本方面具有优势。
[0004]与传统燃料相比，甲醇中不含硫且氮氧化物(NOx)排放量较低，因此发动机可以满足氮氧化物Tier III排放标准。同时，甲醇燃烧产生的颗粒物排放也比传统燃料低99%。使用无化石原料的甲醇，温室气体排放量亦可显著降低。船舶可通过使用甲醇作为燃料实现减排。
[0005]从来源看，天然气是生产甲醇的主要原料，当需求增加时，有足够的天然气来提高产量。甲醇在全球范围内都比较容易获得，现有的基础设施如燃料船和储罐可以便捷地进行转运和储存甲醇。
[0006]从安全角度看，甲醇与LNG具有相同的低闪点特性，但与LNG不同的是，它可以储存在稍作改动的普通储罐中。航运业在处理甲醇方面有丰富的经验，不会出现操作上的安全问题。甲醇与大多数船舶发动机兼容，现有发动机使用甲醇的转换成本也明显低于其他替代燃料。

技术实现思路

[0007]本技术目的在于提出一种带冗余设计的船舶甲醇燃料供给系统。本技术采用的技术方案如下：
[0008]本技术的一种带冗余设计的船舶甲醇燃料供给系统，包括依次连接的甲醇燃料仓（T1）、甲醇日用柜（T2）、甲醇缓冲罐（T3）、阀组单元和甲醇发动机；所述各个部件由供给管路连接；
[0009]甲醇燃料仓（T1）和甲醇日用柜（T2）之间依次设有初级过滤器和甲醇输送泵一（P4）；
[0010]甲醇日用柜（T2）和甲醇缓冲罐（T3）之间依次设有低压二级过滤器和甲醇供给泵（P1）；
[0011]甲醇缓冲罐（T3）和阀组单元之间依次设有甲醇循环泵（P2）和高压精细过滤器；
[0012]本技术所述的冗余设计主要是指过滤器的冗余设计，其中具体包括：
[0013]初级过滤器为冗余设计，一用一备，包括初级过滤器一（F1）和初级过滤器二（F2）；低压二级过滤器为冗余设计，一用一备，包括低压二级过滤器一（F3）和低压二级过滤器二（F4）；高压精细过滤器为冗余设计，一用一备，包括高压精细过滤器一（F5）和高压精细过滤器二（F6）。
[0014]优选的，所述船舶甲醇燃料供给系统还包括甲醇泄放回收系统，包括甲醇泄放收集柜（T4）、甲醇输送泵二（P3）和甲醇泄放管路组成，
[0015]所述船舶甲醇燃料供给系统的各个部件和连接的供给管路上设置若干甲醇泄放管路与甲醇泄放收集柜（T4）连接，甲醇泄放收集柜（T4）又通过甲醇输送泵二（P3）与甲醇燃料仓（T1）相连。
[0016]优选的，所述甲醇泄放收集柜（T4）位于整个甲醇燃料供给系统的最低处。
[0017]优选的，甲醇泄放收集柜（T4）中布置液位开关（LS）。
[0018]优选的，甲醇燃料仓（T1）、甲醇日用柜（T2）、甲醇缓冲罐（T3）、甲醇泄放收集柜（T4）的顶部空间通惰气，通过压力/真空释放阀保持其内部压力稳定。惰气通过甲醇燃料仓（T1）、甲醇日用柜（T2）、甲醇缓冲罐（T3）、甲醇泄放收集柜（T4）顶部的管路，连接到安全排放区进行排放。
[0019]优选的，所述船舶甲醇燃料供给系统还包括甲醇回流系统。本技术所述的甲醇回流系统包括两大部分，具体是阀组单元和甲醇发动机的通过回流管路与甲醇燃料仓（T1），甲醇日用柜（T2），甲醇缓冲罐（T3）任意一个相连。高压精细过滤器和阀组单元之间的供给管路上设置的回流管路与甲醇燃料仓（T1），甲醇日用柜（T2），甲醇缓冲罐（T3）任意一个相连。
[0020]本技术所述甲醇回流系统，在不同的工况下，多余的甲醇可通过所述回流管路经过调压以后回归甲醇日用柜和甲醇缓冲罐继续储存和使用，同时根据下游用户的需求调节甲醇燃料压力和流量。
[0021]优选的，所述船舶甲醇燃料供给系统还包括甲醇换热组件，包括低压换热器（H1）和高压换热器（H2）；
[0022]低压换热器（H1）与甲醇供给泵（P1）并联，且低压换热器（H1）与甲醇供给泵（P1）形成循环的回路；
[0023]高压换热器（H2）安装在甲醇循环泵（P2）和高压精细过滤器之间。
[0024]本技术所述燃料供给系统可以安装在任何需要该燃料的船舶上。
[0025]本技术的运行工作流程和原理如下：
[0026]本技术提供的带冗余设计的船舶甲醇燃料供给系统，甲醇输送泵将储存在甲醇燃料仓中的原始甲醇燃料经过初级过滤器的过滤后输送到甲醇日用柜中，该日用柜常压存储，甲醇的初始温度范围为
‑
25~+45℃。初始状态打开甲醇燃料供给系统入口阀门，让甲醇日用柜中的甲醇慢慢的充满整个甲醇供给管路，并将管路中的惰性气体排出。然后开启甲醇供给泵和甲醇循环泵，在泵开启以后，换热组件也开启，开始与供给管路中的甲醇进行热量交换，保证甲醇供给管路中的甲醇温度维持在25
‑
50℃温度范围内，满足下游甲醇发动机对燃料的温度需求。甲醇供给泵将甲醇燃料通过甲醇供给管路输送给甲醇缓冲罐，在这个过程中，甲醇供给泵将甲醇的压力升高至5
‑
8bar。甲醇缓冲罐具备与甲醇供给泵出口相
适应的承压能力，同时可以维持下游甲醇循环泵的吸口稳定。甲醇循环泵再将甲醇缓冲罐中的甲醇通过甲醇供给管路继续往下游输送，甲醇循环泵的出口压力与市面上目前有的船舶甲醇发动机对甲醇燃料的需求压力相符合，同时考虑下游燃料阀组及管路和附件造成的压力损失，为10
‑
16bar，以保证到达甲醇发动机入口的燃料压力在13
±
0.5bar范围内。甲醇循环泵输送来的甲醇经过高压换热器和精细过滤器的处理后满足船舶甲醇发动机燃烧需求，然后通过燃料阀组单元输送给下游的船舶甲醇发动机燃烧。
[0027]根据船舶甲醇发动机负荷的变化，对甲醇燃料的消耗量会有差异，则需要配备甲醇回流管线将多余的甲醇经过压力装置调压后通过回流管线回流至甲醇缓冲罐、甲醇日用柜或者甲醇燃料仓继续储存和使用。
[0028]该船舶甲醇燃料供给系统的每条可形成封闭段的甲醇供给管路都可以通过甲醇泄放管路重力自流入甲醇收集柜中，甲醇泄放管路有一定的斜度，该斜度以便于甲醇能自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带冗余设计的船舶甲醇燃料供给系统，其特征在于，包括：依次连接的甲醇燃料仓（T1）、甲醇日用柜（T2）、甲醇缓冲罐（T3）、阀组单元和甲醇发动机；所述各个部件由供给管路连接；甲醇燃料仓（T1）和甲醇日用柜（T2）之间依次设有初级过滤器和甲醇输送泵一（P4）；甲醇日用柜（T2）和甲醇缓冲罐（T3）之间依次设有低压二级过滤器和甲醇供给泵（P1）；甲醇缓冲罐（T3）和阀组单元之间依次设有甲醇循环泵（P2）和高压精细过滤器。2.根据权利要求1所述的带冗余设计的船舶甲醇燃料供给系统，其特征在于，初级过滤器为冗余设计，一用一备，包括初级过滤器一（F1）和初级过滤器二（F2）；低压二级过滤器为冗余设计，一用一备，包括低压二级过滤器一（F3）和低压二级过滤器二（F4）；高压精细过滤器为冗余设计，一用一备，包括高压精细过滤器一（F5）和高压精细过滤器二（F6）。3.根据权利要求1所述的带冗余设计的船舶甲醇燃料供给系统，其特征在于，所述船舶甲醇燃料供给系统还包括甲醇泄放回收系统，包括甲醇泄放收集柜（T4）、甲醇输送泵二（P3）和甲醇泄放管路组成，所述船舶甲醇燃料供给系统的各个部件和连接的供给管路上设置若干甲醇泄放管路与甲醇泄放收集柜（T4）连接，甲醇泄放收集柜（T4）又通过甲醇输送泵二（P3）与甲醇燃料仓（T1）相连。4.根据权利要求3所述的带冗余设计的船舶甲醇燃料供给系统，其特征在于，所述甲醇泄放收集柜（T4）位于整...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹学磊，赵锐，董营营，刘佳磊，孙大雷，管相群，杨坛，刘炳言，
申请(专利权)人：海德威科技集团青岛有限公司，
类型：新型
国别省市：