CN111765019A - 一种lpg双燃料供给管路*** - Google Patents

一种lpg双燃料供给管路*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种LPG双燃料供给管路***，包括常规燃油***和LPG燃料供给***，所述常规燃油***的原单燃料发动机改为同时适合常规燃油和LPG燃料的双燃料发动机，其燃料供给***改成常规燃油和LPG燃料的双***供给，原常规燃油***保持不变，新增LPG燃料供给***由储罐输送管路，高压增压单元，分配控制阀组,应急排放箱，安全阀释放缓冲罐,双壁管等部分组成,作用是输送低燃点的石油气，使其保持在液化状态直到发动机气缸喷嘴才释放汽化，然后燃烧驱动发动机活塞做功。本发明***让发动机可以使用LPG作为燃料，降低成本，双燃料供给灵活切换，近海切换成使用LPG燃料，符合IMO和各港口国家排放标准，环保节能，操作方便。

Description

一种LPG双燃料供给管路***
技术领域
本发明涉及燃料供给技术领域，具体为一种LPG双燃料供给管路***。
背景技术
在大型运输船舶上，一般是使用常规船用燃油供给***，由单燃料发动机，油柜，进油管，燃油泵，回油管，控制阀和快关阀组成，目前这种传统燃油供给***有如下问题和缺点：
1.燃油消耗量大，成本高。
2.排放物环境污染大，产生有害的硫氧化物，氮氧化物，PM2.5污染物，CO2排放。
3.燃油成本不确定性高,对船舶运输成本影响大。
因此，我们提出一种LPG双燃料供给管路***。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LPG双燃料供给管路***，以解决上述背景技术中提出的传统的钢套钢直埋保温管搬运的方式是通过吊装机来辅助完成的，但是采用吊装机吊装的工作范围比较有限，而且吊装机的工作成本比较的高，对于在平地上的搬运需要更加便捷的搬运装置，以满足实际工作的需要的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种LPG双燃料供给管路***，包括常规燃油***和LPG燃料供给***，所述常规燃油***的原单燃料发动机改为同时适合常规燃油和LPG燃料的双燃料发动机，其燃料供给***改成常规燃油和LPG燃料的双***供给，原常规燃油***保持不变，新增LPG燃料供给***由储罐输送管路，高压增压单元，分配控制阀组,应急排放箱，安全阀释放缓冲罐,双壁管等部分组成,作用是输送低燃点的石油气，使其保持在液化状态直到发动机气缸喷嘴才释放汽化，然后燃烧驱动发动机活塞做功。
优选的，所述储罐输送管路由储罐，低压泵，出口控制阀，单向阀，安全阀，安全阀释放管,远传压力表和输送管路组成,将储罐内的LPG输送至高压增压单元。
优选的，所述高压增压单元由高压泵，滤器，安全阀，单向阀，三通阀，流量控制阀，远传压力表，远传温度表，热交换器，氮气缓冲罐，输送管路，乙二醇管路，氮气管路,安全阀释放管等部分组成，将储罐输送过来的LPG进一步增压并过滤保持必要的清洁度，热交换器可调节LPG温度在指定的范围并保持液态，缓冲罐可接收回流的LPG提供一个缓冲存储空间。
优选的，所述分配控制阀组分为供气阀组和回流阀组两部分，由远程气动控制阀，压力控制阀，远传压力表，远传温度计，液位开关，供给管，回液管，应急排放管，气控阀控制仪表管,气控阀箱，氮气吹除管等组成，监控和控制管路输送，一旦发生泄露可以紧急排放，给回液管减压，提供氮气吹除，用于清理管路中残留LPG。
优选的，所述应急排放箱部分包含排放箱，液位计，放泄阀，排放管等，在分配控制阀组紧急排放时，给予缓冲，收集排放时LPG汽化时可能存在的液体，避免直接排放到大气。
优选的，所述安全释放阀缓冲罐部分包含缓冲罐，液位计，放泄阀，排放管等，在安全释放阀紧急排放时，给予缓冲，收集排放时LPG汽化时可能存在的液体，避免直接排放到大气。
优选的，所述双壁输送管由双壁管内管，双壁管外管，双壁管通风管,风机和管夹等组成，双壁管内管提供LPG输送给双燃料发动机，多余燃料回流，外管在内管泄漏时提供额外防护，将泄漏控制在外管内，双壁管通风管用于在双壁管内管和外管之间的通风，在LPG由内管泄漏至外管时，将汽化的LPG由风机抽到室外安全区域，管夹安装于内管与外管之间，提供支撑和减震作用，主要是位于分配控制阀组和双燃料发动机之间的管路采用双壁管设计，特别是针对这部分LPG管通过主机房等机械处所的，避免泄漏导致整个机械处所甚至全船处于巨大的***危险中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种可以同时使用燃油和LPG清洁能源的双燃料***，特别适用于大型运输船舶上燃油消耗量大的大功率发动机使用，能够实现如下效果：
1.让发动机可以使用LPG作为燃料，降低成本；
2.使用LPG做清洁能源,可100％减少排放物中的硫氧化物，40％-85％减少氮氧化物排放，95-100％减少PM2.5污染物排放，20％减少CO2排放，使船舶的污染物排放符合越来越严格的IMO国际海事组织和各港口国的标准；
3.双燃料供给灵活切换，近海切换成使用LPG燃料，符合IMO和各港口国家排放标准，环保节能，操作方便。
附图说明
图1为本发明的双燃料***图；
图2为本发明的双燃料***中分配控制阀组放大图；
图3为本发明的双燃料***中高压增压单元放大图；
图4为本发明的双燃料***中常规燃油供给***放大图；
图5为本发明的双燃料***中储罐输送管路放大图；
图6为本发明的双壁管轴侧剖视图；
图7为本发明的双壁管主视图；
图8为本发明的双壁管侧视图。
图中：
Figure BDA0002511673680000031
Figure BDA0002511673680000041
Figure BDA0002511673680000051
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种LPG双燃料供给管路***，包括常规燃油***和LPG燃料供给***，所述常规燃油***的原单燃料发动机改为同时适合常规燃油和LPG燃料的双燃料发动机，其燃料供给***改成常规燃油和LPG燃料的双***供给，原常规燃油***保持不变，新增LPG燃料供给***由储罐输送管路，高压增压单元，分配控制阀组,应急排放箱，安全阀释放缓冲罐,双壁管等部分组成,作用是输送低燃点的石油气，使其保持在液化状态直到发动机气缸喷嘴才释放汽化，然后燃烧驱动发动机活塞做功。
储罐输送管路由储罐(G1,G2)，低压泵(B1,B2)，出口控制阀V4，单向阀V3，安全阀SV1，安全阀释放管P8,远传压力表S3和输送管路P3组成,功能是将储罐内的LPG输送至高压增压单元,其工作方式为：
LPG(液化石油气)存储于储罐G1(工作压力5bar,温度低于8℃)，这里LPG考虑为100％丙烷成分，查丙烷饱和蒸气压可知，在压力为5bar时，对应温度为8℃，也就是说在罐内压力5bar时，通过相关绝热手段保证丙烷低于8℃在储罐内，就以液态存储，才是液化石油气，否则就会汽化；
用泵B1从储罐G1抽取LPG,输送至高压增压单元，压力为29bar，S3远传压力表用于检测管路内LPG压力,安全释放阀SV1设定在32bar，一旦泵出口管路P3超过32bar，压力释放阀SV1将打开，里面LPG液体通过管路P8紧急释放，泵B1储罐G1与泵B2储罐G2互为备用。
高压增压单元由高压泵(B3,B4)，滤器(S1,S2)，安全阀(SV2,SV3,SV4,SV5)，单向阀(V5,V6,V7,V8)，三通阀(V9,V10)，流量控制阀(V11,V12)，远传压力表(S11)，远传温度表(S4,S5,S10,S12)，热交换器(J1,J2)，氮气缓冲罐(G4)，输送管路(P3,P4)，乙二醇管路(P6)，氮气管路(P7),安全阀释放管(P9)等部分组成，功能是将储罐输送过来的LPG通过高压泵(B3,B4))进一步增压到53bar，并通过10um级别过滤器(S1,S2)滤除管路中杂质，避免堵塞发动机,三通阀V9,V10可以切换滤器S1,S2,让它们彼此互为备用，泵B3,B4互为备用；
热乙二醇溶液通过管路P6进入热交换器J1给LPG加温到35℃以供给发动机使用，这时LPG在35℃不会汽化，其饱和蒸气压为12bar，但此刻LPG从泵B1出来后压力在29bar≥12bar，所以LPG保持液态，同时热的乙二醇溶液被LPG冷却，变成冷乙二醇；
P3管路35℃的LPG到达发动机供给燃料后剩余部分回流到管路P4,因通过主机导致其温度上升，变成较热的LPG,到达热交换器J2，再次与P6管路过来的冷乙二醇发生热交换，这次是被冷却，冷却后返回高压泵(B3,B4)入口，与罐G1,G2过来的LPG混合后再次进入供给管路P3。
缓冲罐G4可从管路P4接收回流的LPG提供一个缓冲存储空间，流量控制阀V11,V12可分别调节在P4管路和缓冲罐的LPG流量大小，有一路氮气P7接入缓冲罐G4,氮气压力25bar，氮气体积是可压缩的，在罐G4内可以随进入的LPG量大小调节气液比例，从而起到缓冲的作用,远传压力表S11提供远传压力指示，SV5安全阀设定在32bar，在管路P4超压时紧急释放，通过管路P8到安全区域排放；
仪表S4,S5,S10,S12提供热交换器J1,J2进出口的压力和温度远传指示，安全阀SV2,SV3设定在65bar，SV4设定在32bar，在超压时紧急释放，通过管路P8到安全区域排放，单向阀(V5,V6,V7,V8)作用是让流体单向运动，不可逆向。
分配控制阀组分为供气阀组和回流阀组两部分，由远程气动控制阀(V13,V14,V15,V16,V17,V18,V19,V20)，压力控制阀V22，远传压力表(S7,S8)，远传温度计S7，液位开关S9，供给管P3，回液管P4，应急排放管P9，气控阀控制仪表管P10,气控阀箱G7，氮气吹除管P11等组成，其工作方式是：
通过液位开关S9监控管路P4,一旦管路内液位异常导致液位开关S9报警，即可遥控阀V13,V20开启通过管路P9紧急排放，如不能解决异常，则进一步通过遥控阀V14,V15,V16,V17,V18,V19以紧急排放，工作方式为回液管P4上关闭V14,开启V15,V16通过管路P9紧急排放，供给管P3上关闭V18,开启V17,V19通过管路P9紧急排放；
压力控制阀V22給回液管P4减压,从53bar减压至29bar，保证回液管重新汇入高压泵(B3,B4)吸口管P3时保持与其压力一致，仪表S6,S7,S8提供管路P3,P4的压力和温度远传指示；
气控阀箱G7用于远程控制阀门(V13,V14,V15,V16,V17,V18,V19,V20)；
提供氮气吹除管P11，用于必要时清理管路中残留LPG。
应急排放箱部分包含排放箱G5，液位计S13，放泄阀V21，排放管P9等，其工作方式是在分配控制阀组紧急排放时，给予缓冲，收集排放时P9管路中LPG汽化时可能存在的液体，避免液体直接排放到大气，当G5内的液体达到一定量，触发液位开关S13,则可以通过阀V21予以放泄和收集。
安全释放阀缓冲罐部分包含缓冲罐G6，液位计S14，放泄阀V23，排放管P8等，其工作方式是在安全释放阀通过P8管路紧急排放时，给予缓冲，收集排放时P8管路中LPG汽化时可能存在的液体，避免直接排放到大气，当G6内的液体达到一定量，触发液位开关S14,则可以通过阀V23予以放泄和收集。
双壁管P5由双壁管内管P5-1，双壁管外管P5-2，双壁管通风管(P12,P13),风机F1和双壁管管夹P5-3等组成，其工作方式是：
双壁管内管P5-1提供LPG输送给双燃料发动机，多余燃料回流至P4，外管P5-2在内管P5-1泄漏时提供额外防护，将泄漏控制在外管内；
双壁管通风管P12,P13用于在双壁管内管和外管之间的正压通风，在LPG由内管P5-1发生泄漏至外管P5-2时，将汽化的LPG由风机F1抽到室外安全区域,P12为风机进风管，P13为风机出风管；
管夹P5-3安装于内管P5-1与外管P5-2之间，提供支撑和减震作用；
主要是位于分配控制阀组和双燃料发动机A2之间的P3,P4管路要采用双壁管P5设计，特别是针对这部分LPG管P3,P4通过主机房等机械处所的，要通过双壁管设计予以双层防护,避免LPG泄漏至主机房而导致整个机械处所甚至全船处于巨大的***危险中。
以上仅实例说明根据船厂实际条件对一种可以同时使用常规燃油和LPG清洁能源的双燃料***进行了分析，但我们其实可以根据需要进一步灵活扩展为不同的配置如下：
储罐现在设计使用100％的丙烷，但也可以使用添加丁烷，异丁烷、丙烯等其他介质的液化石油气(LPG)，当然添加其它成分后LPG的饱和蒸气压将发生变化，对应的***设计中的热交换器的加热，冷却，管路的设计温度，压力，安全阀设定都要发生一定的变化，这都是可以通过计算来做相应的***配置调整的；
另外，该供给管路中的储罐大小，泵参数，阀门，缓冲罐大小，控制阀组的形式等都可以根据需要在一定数值范围内予以调整；
本专利仅仅举例说明了一台双燃料主机，实际可根据船舶的需要配置多台主机，在本专利供给管路设计基础上增加多路支管和控制阀组，输送LPG给多台主机，这完全取决于实际船舶的需要，总之，本专利是可以根据船舶尺寸，主发动机数量，功率，和燃料成分以及成本预算，来灵活配置和变化的。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种LPG双燃料供给管路***，包括常规燃油***和LPG燃料供给***，其特征在于：所述常规燃油***的原单燃料发动机改为同时适合常规燃油和LPG燃料的双燃料发动机，其燃料供给***改成常规燃油和LPG燃料的双***供给，原常规燃油***保持不变，新增LPG燃料供给***由储罐输送管路，高压增压单元，分配控制阀组,应急排放箱，安全阀释放缓冲罐,双壁管等部分组成,作用是输送低燃点的石油气，使其保持在液化状态直到发动机气缸喷嘴才释放汽化，然后燃烧驱动发动机活塞做功。
2.根据权利要求1所述的一种LPG双燃料供给管路***，其特征在于：所述储罐输送管路由储罐，低压泵，出口控制阀，单向阀，安全阀，安全阀释放管,远传压力表和输送管路组成,将储罐内的LPG输送至高压增压单元。
3.根据权利要求1所述的一种LPG双燃料供给管路***，其特征在于：所述高压增压单元由高压泵，滤器，安全阀，单向阀，三通阀，流量控制阀，远传压力表，远传温度表，热交换器，氮气缓冲罐，输送管路，乙二醇管路，氮气管路,安全阀释放管等部分组成，将储罐输送过来的LPG进一步增压并过滤保持必要的清洁度，热交换器可调节LPG温度在指定的范围并保持液态，缓冲罐可接收回流的LPG提供一个缓冲存储空间。
4.根据权利要求1所述的一种LPG双燃料供给管路***，其特征在于：所述分配控制阀组分为供气阀组和回流阀组两部分，由远程气动控制阀，压力控制阀，远传压力表，远传温度计，液位开关，供给管，回液管，应急排放管，气控阀控制仪表管,气控阀箱，氮气吹除管等组成，监控和控制管路输送，一旦发生泄露可以紧急排放，给回液管减压，提供氮气吹除，用于清理管路中残留LPG。
5.根据权利要求1所述的一种LPG双燃料供给管路***，其特征在于：所述应急排放箱部分包含排放箱，液位计，放泄阀，排放管等，在分配控制阀组紧急排放时，给予缓冲，收集排放时LPG汽化时可能存在的液体，避免直接排放到大气。
6.根据权利要求1所述的一种LPG双燃料供给管路***，其特征在于：所述安全释放阀缓冲罐部分包含缓冲罐，液位计，放泄阀，排放管等，在安全释放阀紧急排放时，给予缓冲，收集排放时LPG汽化时可能存在的液体，避免直接排放到大气。
7.根据权利要求1所述的一种LPG双燃料供给管路***，其特征在于：所述双壁输送管由双壁管内管，双壁管外管，双壁管通风管,风机和管夹等组成，双壁管内管提供LPG输送给双燃料发动机，多余燃料回流，外管在内管泄漏时提供额外防护，将泄漏控制在外管内，双壁管通风管用于在双壁管内管和外管之间的通风，在LPG由内管泄漏至外管时，将汽化的LPG由风机抽到室外安全区域，管夹安装于内管与外管之间，提供支撑和减震作用，主要是位于分配控制阀组和双燃料发动机之间的管路采用双壁管设计，特别是针对这部分LPG管通过主机房等机械处所的，避免泄漏导致整个机械处所甚至全船处于巨大的***危险中。
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