CN103771267A - Lng燃气动力供电的集装箱起重设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LNG燃气动力供电的集装箱起重设备，其燃气动力***包括：LNG燃气机发电组，为所述集装箱起重设备供电，该LNG燃气机发电组包括LNG燃气发动机以及与该LNG燃气发动机耦合的发电机，该发电机的容量是所述LNG燃气发动机的1.0至1.4倍；LNG气罐，其出液口通过管路与所述LNG燃气机发电组相连。本发明能够增强燃气机发电组的抗冲击载荷能力，有利于满足集装箱起重工况的工作需求。

Description

LNG燃气动力供电的集装箱起重设备
技术领域
本发明涉及集装箱起重设备，尤其涉及一种LNG燃气动力供电的集装箱起重设备。
背景技术
目前，现有技术中提出的燃气机组供电轮胎吊理念虽然保持了轮胎吊的机动灵活，大幅降低了轮胎吊的排放水平，但标准配置的燃气机机组存在功率特性软、抗冲击载荷能力差等问题，不能完全满足轮胎吊的工作需求。另外，LNG燃气机组在轮胎吊上的应用还处于初始阶段，供电模式单一；机组利用效率低，燃气消耗和轮胎吊能耗偏高；供气***复杂，安全性、可靠性低，维护使用不方便，并且与国家现有某些规章相抵触。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种LNG燃气动力供电的集装箱起重设备，能够增强燃气机发电组的抗冲击载荷能力，有利于满足集装箱起重工况的工作需求。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种LNG燃气动力供电的集装箱起重设备，该集装箱起重设备的燃气动力***包括：
LNG燃气机发电组，为所述集装箱起重设备供电，该LNG燃气机发电组包括LNG燃气发动机以及与该LNG燃气发动机耦合的发电机，该发电机的容量是所述LNG燃气发动机的1.0至1.4倍；
LNG气罐，其出液口通过管路与所述LNG燃气机发电组相连。
根据本发明的一个实施例，所述LNG燃气机发电组的瞬时功率为400kW以上，所述集装箱起重设备完全由该LNG燃气机发电组供电。
根据本发明的一个实施例，所述集装箱起重设备具有龙门架鞍梁，所述LNG燃气机发电组设置在动力房内，该动力房通过支座设置在该龙门架鞍梁上方，该LNG气罐悬挂在该龙门架鞍梁下方。
根据本发明的一个实施例，所述LNG燃气机发电组的瞬时功率为100～400kW，所述集装箱起重设备还包括储能装置，其中，该LNG燃气机发电组作为主动力源，该储能装置作为辅助动力源。
根据本发明的一个实施例，所述集装箱起重设备具有龙门架鞍梁，所述LNG燃气机发电组设置在动力房内，该动力房通过支座设置在该龙门架鞍梁上方，该LNG气罐悬挂在该龙门架鞍梁下方，该储能装置设置在所述动力房上方。
根据本发明的一个实施例，该集装箱起重设备还包括：与所述储能装置相连的能量回收部件，在所述集装箱起重设备工作过程中将能量回收至所述储能装置。
根据本发明的一个实施例，所述LNG燃气机发电组的瞬时功率为100kW以下，所述集装箱起重设备还包括储能装置，其中，所述集装箱起重设备由储能装置直接供电，该LNG燃气机发电组仅用于对该储能装置充电。
根据本发明的一个实施例，所述集装箱起重设备具有龙门架鞍梁，所述LNG燃气机发电组设置在动力房内，该动力房通过支座设置在该龙门架鞍梁上方，该LNG气罐悬挂在该龙门架鞍梁下方，该储能设备与所述动力房并列设置在该龙门架鞍梁上方。
根据本发明的一个实施例，所述LNG气罐的出液口和LNG燃气机发电组之间的管路上连接有超低温电磁阀和汽化器，液化天然气从所述出液口流出后，通过所述超低温电磁阀进入该汽化器汽化为气态。
根据本发明的一个实施例，该集装箱起重设备还包括：对所述LNG燃气机发电组进行散热的发动机散热器，该发动机散热器与所述汽化器相连，该汽化器使用所述发动机散热器的冷却液进行水浴式汽化。
根据本发明的一个实施例，所述管路上还连接有缓冲罐，该液化天然气被所述汽化器汽化后进入该缓冲罐。
根据本发明的一个实施例，所述管路上还连接有调压阀，从所述缓冲罐流出的气体通过所述调压阀进入所述LNG燃气机发电组。
根据本发明的一个实施例，该集装箱起重设备还包括：
与所述LNG气罐相连的检测部件，用于检测所述LNG气罐的液位和/或压力；
与所述检测部件相连的显示部件，设置在所述集装箱起重设备的司机室和/或所述LNG气罐的加液口处。
根据本发明的一个实施例，所述集装箱起重设备为堆场集装箱起重设备。
根据本发明的一个实施例，所述集装箱起重设备为轮胎吊。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明实施例的LNG燃气动力供电的集装箱起重设备采用LNG燃气机发电组供电，可以满足日益严格的环保要求，保证其中设备的机动灵活性不受影响；该LNG燃气机发电组中的发电机的容量是LNG燃气发动机的1.0至1.4倍，可以显著增强LNG燃气机发电组的抗冲击载荷能力，有利于满足集装箱起重工况的工作需求。
进一步而言，本发明实施例的集装箱起重设备可以采用大功率的LNG燃气机发电组单独供电，或者采用中大功率的LNG燃气机发电机组结合较小功率的储能装置供电，或者采用小功率LNG燃气机发电机组结合大功率的储能装置供电，以满足不同地区、不同应用场合的需求。
另外，本发明实施例的集装箱起重设备中，可以利用发动机散热器的冷却液对LNG气罐流出的液化天然气进行水浴式汽化，更有利于节能高效。
附图说明
图1是本发明第一实施例的LNG燃气动力供电的集装箱起重设备的结构示意图；
图2是本发明第二实施例的LNG燃气动力供电的集装箱起重设备的结构示意图；
图3是本发明第三实施例的LNG燃气动力供电的集装箱起重设备的结构示意图；
图4是本发明实施例的LNG燃气动力供电的集装箱起重设备的LNG气罐及其管路连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
第一实施例
第一实施例的集装箱起重设备如图1所示，该集装箱起重设备例如可以是轮胎吊，其采用LNG燃气机发电组12供电，LNG气罐13通过管路向LNG燃气机发电组12供气。
进一步而言，该LNG燃气机发电组12可以包括LNG燃气发动机以及与该LNG燃气发动机耦合的发电机，该发电机的容量是LNG燃气发动机的1.0至1.4倍。其中，LNG燃气发动机优选为薄燃烧、涡轮增压、空空中冷高效LNG燃气发动机。发电机的容量为LNG燃气发动机的1.0至1.4倍，这是根据轮胎吊的特性优选得到的，在此设置下，可以显著增强LNG燃气机发电组12的抗冲击载荷能力。
在第一实施例中，LNG燃气机发电组12的功率较大，集装箱起重设备完全由该LNG燃气机发电组供电，具体而言，该LNG燃气机发电组12的瞬时功率为400kW以上。
作为一个非限制性的例子，该LNG燃气机发电组12可以设置在动力房15内，并通过支座14设置在龙门架鞍梁16上方；LNG气罐13可以悬挂在龙门架鞍梁16下方；排气***11与LNG燃气机发电组12相连，用于排除发动机废气，通过消音器后排放到龙门架大梁20顶端。
此外，该轮胎吊还可以包括登机直梯19。
进一步而言，该LNG气罐13可以具有加液口131，该LNG气罐13上可以设置有气罐压力液位显示表132，该LNG气罐13出液口的管路上可以连接有汽化器及缓冲罐133。
关于汽化器及缓冲罐133的详细信息将在后续部分做详细介绍。
第二实施例
第二实施例的集装箱起重设备如图2所示，该集装箱起重设备例如可以是轮胎吊，其采用LNG燃气机发电组12供电，LNG气罐13通过管路向LNG燃气机发电组12供气。
与第一实施例类似，该LNG燃气机发电组12可以包括LNG燃气发动机以及与该LNG燃气发动机耦合的发电机，该发电机的容量是LNG燃气发动机的1.0至1.4倍。其中，LNG燃气发动机优选为薄燃烧、涡轮增压、空空中冷高效LNG燃气发动机。
在第二实施例中，LNG燃气机发电组12功率相对第一实施例较小，其和小功率的储能装置18联合供电。具体而言，该LNG燃气机发电组12的瞬时功率为100～400kW，该LNG燃气机发电组12作为主动力源，储能装置18作为辅助动力源。该储能装置18例如可以是具有较小功率的超级电容或锂电池组。
优选地，该轮胎吊还可以具有与储能装置相连的能量回收部件，在工作过程中回收能量至储能装置，以补充，LNG燃气机发电组12的功率。
作为一个非限制性的例子，该LNG燃气机发电组12可以设置在动力房15内，并通过支座14设置在龙门架鞍梁16上方；LNG气罐13可以悬挂在龙门架鞍梁16下方；排气***11与LNG燃气机发电组12相连，用于排除发动机废气，通过消音器后直接水平排放到龙门架支腿17外侧；储能装置18可以设置在动力房15上方。
进一步而言，该LNG气罐13可以具有加液口131，该LNG气罐13上可以设置有气罐压力液位显示表132，该LNG气罐13出液口的管路上可以连接有汽化器及缓冲罐133。
关于汽化器及缓冲罐133的详细信息将在后续部分做详细介绍。
第三实施例
第三实施例的集装箱起重设备如图3所示，该集装箱起重设备例如可以是轮胎吊，其采用LNG燃气机发电组12供电，LNG气罐13通过管路向LNG燃气机发电组12供气。
与第一实施例和第二实施例类似，该LNG燃气机发电组12可以包括LNG燃气发动机以及与该LNG燃气发动机耦合的发电机，该发电机的容量是LNG燃气发动机的1.0至1.4倍。其中，LNG燃气发动机优选为薄燃烧、涡轮增压、空空中冷高效LNG燃气发动机。
在第三实施例中，LNG燃气机发电组12功率相对第二实施例更小，其和大功率的储能装置18联合供电。具体而言，该LNG燃气机发电组12的瞬时功率为100kW以下，轮胎吊由该储能装置18直接供电，该LNG燃气机发电组12仅用于对该储能装置18充电。也就是说，轮胎吊的所有负载均有储能装置18承担，而小功率的LNG燃气机发电组12仅用于对储能装置18进行充电。该储能装置18例如可以是大功率的锂电池组。
作为一个非限制性的例子，该LNG燃气机发电组12可以设置在动力房15内，并通过支座14设置在龙门架鞍梁16上方；储能装置18可以和动力房15并列设置在龙门架鞍梁16上方；LNG气罐13可以悬挂在龙门架鞍梁16下方；排气***11与LNG燃气机发电组12相连，用于排除发动机废气，通过消音器后直接水平排放到龙门架支腿17外侧。
进一步而言，该LNG气罐13可以具有加液口131，该LNG气罐13上可以设置有气罐压力液位显示表132，该LNG气罐13出液口的管路上可以连接有汽化器及缓冲罐133。关于汽化器及缓冲罐133的详细信息将在后续部分做详细介绍。
虽然上述第一至第三实施例是以轮胎吊为例进行说明，但本领域技术人员应当理解，该技术方案可以应用至其他任何适当的集装箱起重设备，尤其是堆场集装箱起重设备。
参考图4，下面对本实施例的LNG气罐40及其管路连接结构进行详细介绍。
该LNG气罐40仅需加液口41，无需回气口。其加液口41通过管路依次连接有进液阀42和单向阀43，加入的液化天然气可以经由加液口41、进液阀42和单向阀43进入LNG气罐40。
该LNG气罐40的出液口通过管路依次连接有超低温电磁阀44、过流阀45、汽化器46、缓冲罐47和调压阀48。出液口流出的液化天然气经由超低温电磁阀44、过流阀45、汽化器46、缓冲罐47以及调压阀48进入到LNG燃气机发电组，更加具体而言，进入到LNG燃气机发电组中的LNG燃气发动机内。
其中，超低温电磁阀44可以耐受液化天然气的温度，通常而言可以耐受至少零下163℃的低温。该超低温电磁阀44可以远程控制开关，例如，可以由轮胎吊中央控制器54进行远程开关控制。
液化天然气从LNG气罐40流出后，通过超低温电磁阀44、过流阀45进入汽化器46，汽化器46将液化天然气汽化。作为一个优选的实施例，该汽化器46的汽化水入口461、汽化水出口462与LNG燃气机发电组的发动机散热器相连，也就是汽化器46利用发动机散热器的冷却液进行水浴式汽化，实现了LNG燃气发动机热量的回收利用。缓冲罐47对汽化后的天然气进行缓冲，经过调压阀48调压后进入LNG燃气机发电组。
LNG槽罐车可以和LNG加液口41相连，将液化天然气分别经过LNG加液口41、进液阀42和单向阀43充入LNG气罐40。
作为一个优选的实施例，检测部件及显示部件52可以通过压力/安全阀组51与LNG气罐40相连，用于检测LNG气罐40的液位和/或压力等参数，并将其显示在显示部件上。该显示部件可以位于轮胎吊的司机室和/或LNG气罐40的加液口41处，方便检测和自动控制。
此外，检测得到的液位、压力等参数可以经由变送器53传输至轮胎吊中央控制器54，以进行相应的处理和操作。例如，轮胎吊中央控制器54可以实现超低温远程燃料控制，实现燃气供应的远程开关、监测、报警等。
综上，上述多个实施例的技术方案至少具有如下有益效果：
1.LNG燃气机发电组中的发电机容量加大，其容量是LNG燃气发动机的1.0至1.4倍，从而加大了发电机转子的转动惯量，可以弥补燃气机功率特性软的缺点，有效提高了机组的抗冲击载荷能力，满足了集装箱起重设备尤其是轮胎吊的工作需求；
2.针对不同市场环境和需求提供了多种方案，第一实施例无储能***，***简单，初期投入小，但燃料成本相对较大；第三实施例***复杂，初期投入大，但节能效果最好，燃料成本最低；第二实施例介于两者之间；因此，既给出了初期投入小的方案，也给出了最大程度降低燃料成本的方案，还给出了两者兼顾的方案，从而能够满足不同的客户需要；
3.针对不同的方案选用不同容量的LNG气罐，充液时不需要接回气管，满足了集装箱起重设备尤其是轮胎吊的工况要求，提高了LNG存储设备的安全性、可靠性和易操作维护性，可以实现燃气机组、燃气***的远程控制，保证了集装箱起重设备尤其是轮胎吊空间紧凑，操作的简单、便捷，既方便了LNG充装工作，也完全满足了国家的相关规章要求；
4.彻底解决了集装箱起重设备的冒黑烟、SO2等污染物的排放问题，降低了集装箱起重设备的碳排放水平，实现了清洁排放、节能环保；
5.码头无需进行大规模建设投资，降低了集装箱起重设备尤其是轮胎吊的燃料使用成本，并可以保持轮胎吊固有的机动灵活性。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种LNG燃气动力供电的集装箱起重设备，其特征在于，该集装箱起重设备的燃气动力***包括：
LNG燃气机发电组，为所述集装箱起重设备供电，该LNG燃气机发电组包括LNG燃气发动机以及与该LNG燃气发动机耦合的发电机，该发电机的容量是所述LNG燃气发动机的1.0至1.4倍；
LNG气罐，其出液口通过管路与所述LNG燃气机发电组相连。
2.根据权利要求1所述的集装箱起重设备，其特征在于，所述LNG燃气机发电组的瞬时功率为400kW以上，所述集装箱起重设备完全由该LNG燃气机发电组供电。
3.根据权利要求2所述的集装箱起重设备，其特征在于，所述集装箱起重设备具有龙门架鞍梁，所述LNG燃气机发电组设置在动力房内，该动力房通过支座设置在该龙门架鞍梁上方，该LNG气罐悬挂在该龙门架鞍梁下方。
4.根据权利要求1所述的集装箱起重设备，其特征在于，所述LNG燃气机发电组的瞬时功率为100～400kW，所述集装箱起重设备还包括储能装置，其中，该LNG燃气机发电组作为主动力源，该储能装置作为辅助动力源。
5.根据权利要求4所述的集装箱起重设备，其特征在于，所述集装箱起重设备具有龙门架鞍梁，所述LNG燃气机发电组设置在动力房内，该动力房通过支座设置在该龙门架鞍梁上方，该LNG气罐悬挂在该龙门架鞍梁下方，该储能装置设置在所述动力房上方。
6.根据权利要求4所述的集装箱起重设备，其特征在于，还包括：与所述储能装置相连的能量回收部件，在所述集装箱起重设备工作过程中将能量回收至所述储能装置。
7.根据权利要求1所述的集装箱起重设备，其特征在于，所述LNG燃气机发电组的瞬时功率为100kW以下，所述集装箱起重设备还包括储能装置，其中，所述集装箱起重设备由该储能装置直接供电，该LNG燃气机发电组仅用于对该储能装置充电。
8.根据权利要求7所述的集装箱起重设备，其特征在于，所述集装箱起重设备具有龙门架鞍梁，所述LNG燃气机发电组设置在动力房内，该动力房通过支座设置在该龙门架鞍梁上方，该LNG气罐悬挂在该龙门架鞍梁下方，该储能装置与所述动力房并列设置在该龙门架鞍梁上方。
9.根据权利要求1所述的集装箱起重设备，其特征在于，所述LNG气罐的出液口和LNG燃气机发电组之间的管路上连接有超低温电磁阀和汽化器，液化天然气从所述出液口流出后，通过所述超低温电磁阀进入该汽化器汽化为气态。
10.根据权利要求9所述的集装箱起重设备，其特征在于，还包括：对所述LNG燃气机发电组进行散热的发动机散热器，该发动机散热器与所述汽化器相连，该汽化器使用所述发动机散热器的冷却液进行水浴式汽化。
11.根据权利要求9所述的集装箱起重设备，其特征在于，所述管路上还连接有缓冲罐，该液化天然气被所述汽化器汽化后进入该缓冲罐。
12.根据权利要求11所述的集装箱起重设备，其特征在于，所述管路上还连接有调压阀，从所述缓冲罐流出的气体通过所述调压阀进入所述LNG燃气机发电组。
13.根据权利要求1所述的集装箱起重设备，其特征在于，还包括：
与所述LNG气罐相连的检测部件，用于检测所述LNG气罐的液位和/或压力；
与所述检测部件相连的显示部件，设置在所述集装箱起重设备的司机室和/或所述LNG气罐的加液口处。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的集装箱起重设备，其特征在于，所述集装箱起重设备为堆场集装箱起重设备。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的集装箱起重设备，其特征在于，所述集装箱起重设备为轮胎吊。
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