CN213065523U - 一种船用液化天然气低压燃料供应*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及天然气动力船燃料供应***技术领域，具体为一种船用液化天然气低压燃料供应***，包括LNG储罐、加注***、燃料蒸发加热单元与压力控制、透气***、氮气吹扫***、通风***、气体与火灾探测***、控制***。燃料蒸发加热单元配置LNG蒸发器与燃气加热器，LNG蒸发器后的燃料管线设置调节阀调节燃料流量，增压天然气管线设置调节阀调节增压用天然气流量。根据用户耗气量可以调整进入LNG蒸发器内的LNG流量，对储罐内的压力进行精准的控制，储罐内压力维持在合理的区间，提供满足低压发动机与其他用户的供气压力与温度要求的燃气。

Description

一种船用液化天然气低压燃料供应***

技术领域

本实用新型涉及天然气动力船燃料供应***技术领域，具体为一种船用液化天然气低压燃料供应***。

背景技术

国际海事组织(IMO)规定自2020年起船舶燃油含硫量必须低于0.5％。而使用低硫燃油、加装脱硫装置以及使用液化天然气等清洁能源是目前降低船舶硫排放的主要措施。液化天然气作为清洁能源，无硫化物排放，同时可大幅降低油污、氮氧化物、碳氧化物及颗粒物等污染物排放，被认为是从根本上减少船舶污染的重要燃料。

当使用天然气的双燃料发动机为四冲程中速内燃机时，供气压力不超过10bar，燃料供应***通常采用自增压类型。对于常规的自增压燃料供应***，LNG储罐内的液化天然气(LNG)因罐内压力自流入LNG蒸发器，蒸发为低压天然气，再经燃气加热器加热达到燃气温度后可送入各用户。当储罐内的压力低于设定值时，LNG进入自增压蒸发器，气化后的低温天然气回流到储罐，为储罐增压。常规的自增压燃料供应***设置LNG蒸发器与燃气加热器外，还需要自增压蒸发器，不能根据用户的耗量调节LNG流量，提供稳定的压力的燃气，不能实时控制储罐内的压力。

实用新型内容

技术问题

本实用新型的目的在于提供一种为天然气动力船提供低压燃料的供应***，能够对LNG燃料进行存储、加注与气化加热，提供满足低压发动机与其他用户的供气压力与温度要求的燃气，并对LNG储罐内的压力进行控制。

技术解决方案

针对以上问题，本实用新型提供了一种船用液化天然气燃料低压供应***，包括：加注***，所述的加注***主要包括加注管线、回气管线，主要用于给储罐加注LNG。加注管线从加注站开始依次连接双壁管至储罐接头处所，再接入罐内加注喷淋管。回气管线连接罐顶气相空间，到储罐接头处所后，去加注站。

LNG储罐，所述的储罐为真空绝热双层罐。储罐包括监测仪表与管道接口，监测仪表包括液位监控、液位报警、压力监控、压力报警与温度监控。储罐端部设置储罐接头处所，处所内包括所有与罐连接的设备、管道与仪表。

燃料蒸发加热单元，所述的燃料蒸发加热单元的构成为：LNG燃料管线依次连接LNG储罐底部、第六截止阀、LNG蒸发器、第二调节阀、燃气加热器、各用户支管路，每个用户支管路设置手动阀与控制阀阀组。蒸发气燃料管线依次连接从LNG储罐顶部、第五截止阀、第九截止阀与蒸发器后的燃料管路。增压天然气管线在LNG蒸发器后的供气管路引出，依次连接第一调节阀、第五截止阀到LNG储罐顶部。

所述的截止阀为自动控制阀，其中第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀为紧急切断阀。

燃气***还设置透气***、氮气吹扫***、通风***、气体与火灾探测***、控制***，保证***的完整性。

本实用新型提出的一种船用液化天然气低压燃料供应***，有益效果在于：将常规自增压燃气***配置的LNG蒸发器、燃气加热器与自增压蒸发器优化为LNG蒸发器与燃气加热器，节省了建造成本。根据用户耗气量可以调整进入LNG蒸发器内的LNG流量，对储罐内的压力进行精准的控制，储罐内压力维持在合理的区间，提供满足低压发动机与其他用户的供气压力与温度要求的燃气。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种船用液化天然气燃料低压供应***的流程图。

图中：1、加注站；2、LNG储罐；3、LNG蒸发器；4、燃气加热器；5、储罐接头处所；6、透气***；7、氮气吹扫***；8、通风***；9、气体与火灾探测***；10、控制***；101、第一截止阀；102、第二截止阀；103、第三截止阀；104、第四截止阀；105、第五截止阀；106、储罐第六截止阀；107、第七截止阀；108、第八截止阀；109、第九截止阀；110、主机燃气手动阀与控制阀阀组；111、辅机燃气手动阀与控制阀阀组；112、锅炉燃气手动阀与控制阀阀组；201、第一调节阀；202、第二调节阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种船用液化天然气燃料低压供应***主要包括：

加注***采用加注站1，加注站1中的管线、阀门与仪表采用撬块布置。加注管线加注站后连接到储罐接头处所5，分为顶部加注管线与底部加注管线。顶部加注管线连接第三截止阀103、第五截止阀105与储罐2的顶部。底部加注管线连接第四截止阀104、第六截止阀106与储罐2的底部。回气管线依次连接储罐2顶部、第七截止阀107，出储罐接头处所5后，连接到加注站1内的第二截止阀102。

燃料来源分为LNG燃料管线与蒸发气燃料管线。LNG燃料管线依次连接储罐2的底部、第六截止阀106、LNG蒸发器3、第二调节阀202、燃气加热器4后，分3个支路即主机燃气供应管线、辅机燃气供应管线与锅炉燃气供应管线。主机燃气供应管线设置手动阀与控制阀阀组110，辅机燃气供应管线设置手动阀与控制阀阀组111，锅炉燃气供应管线设置手动阀与控制阀阀组112。蒸发气燃料管线依次连接储罐2的顶部、第五截止阀105、第九截止阀109与蒸发器后的燃料管路。增压天然气管线在LNG蒸发器3后的供气管路引出，依次连接第一调节阀201、第五截止阀105到LNG储罐2的顶部。

透气***6包括各管线设置的安全阀与透气桅。以下位置设置了安全阀或泄放用截止阀：第一截止阀101阀前后的的加注管线、储罐2顶部设置的泄放管线、LNG蒸发器3与燃气加热器4间的LNG燃料管线、第五截止阀105与第九截止阀109间的蒸发气管线、燃气加热器4后的燃料供应管线。各透气管线连接到透气桅。透气桅顶部设置透气头，底部设置液位开关监测液位积累。

除上述外，低压供应***还包含氮气吹扫***7、通风***8、气体与火灾探测***9、控制***10。

本实用新型的工艺与原理为：

本燃气供应***主要包括LNG储罐、加注***、燃料蒸发加热单元与压力控制、透气***、氮气吹扫***、通风***、气体与火灾探测***、控制***。LNG储罐为真空绝热双层罐，设置了液位监测与液位报警，压力监测与压力报警，温度监测。

加注***包括加注管线与回气管线。加注管线进入储罐接头处所后，分顶部加注管线与底部加注管线。LNG可通过顶部加注管线进入储罐顶部的喷嘴，喷淋到罐内，也可通过底部注入管线进行加注。在加注前，顶部加注对储罐进行预冷与在加注期间用来控制罐内压力。预冷完成后，可使用底部加注。加注管线与回气管线接口处的截止阀与安全阀布置在加注站内。安全阀用以保护加注管线不超压。加注管线设置就地压力表外，还需压力变送器对加注管线内的压力进行监控。当加注与回气管道在封闭区域，需采用真空绝热双壁管形式。在环形空间安装气体探测器，检测气体泄漏，并安装测量压力变送器与抽真空泵。

燃料蒸发加热单元包括LNG蒸发器与燃气加热器。LNG蒸发器对LNG气化，气化后的低温天然气主要是再去向燃气加热器作为燃料，也可以对储罐进行增压。低温天然气作为燃料时，经过加热器进一步提高其温度满足用户要求。

LNG储罐加注完成后，需将罐内的压力提高到设定值。开启第六截止阀106与第五截止阀105，打开第一调节阀201到适合开度，LNG从储罐底部进入LNG蒸发器，低温天然气再回流到储罐，使罐内压力升高。压力提高到设定值后关闭第五截止阀105，准备输送LNG至燃气加热器。开启第二调节阀202，关闭第一调节阀201，待加热器后的燃气压力与温度满足要求后，可开启各用户的主阀。

随着LNG供应到各用户后，LNG储罐罐内压力也会降低，也需对储罐进行增压。第一调节阀201与罐内压力连锁，当罐内压力低于设定值时开启第一调节阀201。

当用户耗气量会出现变化，燃气加热器后燃气管线上的压力传感器监测的压力会相应变化，该压力传感器与第二调节阀202连锁。当耗气量增大时，压力传感器检测到压力值下降，将自动加大第二调节阀202开度；当耗气量减小时，压力传感器检测到压力值上升，将自动减小第二调节阀202开度。

当用户不使用燃气或耗气量非常小，LNG储罐热量泄漏可能造成罐内压力的自然增加。如果储罐内压力上升到高设定值时，则关闭第六截止阀106，停止LNG供应到LNG蒸发器。打开第五截止阀105与第九截止阀109，罐内的蒸发气将通过加热器直接引至各用户，罐内压力将迅速降低。燃气加热器接收来自LNG蒸发器出口的蒸发气还是储罐顶部的蒸发气，这取决于罐内压力水平。

氮气吹扫***。为避免在燃气***中出现燃气与空气***性混合物，***启动前与停止后需充入氮气。氮气连接到加注***与储罐接头处所内的燃气供应***，每个氮气吹扫口设置控制阀来控制。氮气总管设置压力传感器监控氮气压力。

通风***。储罐接头处所设置抽吸式机械通风***，包括进风管线与带有风机的出风管线。2套风机布置在出口管道，以便将任何泄漏气体输送到安全区域，通风保证每小时换气30次。

气体与火灾探测***。在加注站与储罐接头处所安装气体探测器。如果气体泄漏或火灾报警激活，燃气***将自动紧急切断。

燃气***的操作由基于2LC的控制***控制。2LC机柜包含三个独立的2LC单元，过程控制功能由冗余的工艺2LC实现，紧急切断的功能由安全2LC实现。另外设置操作站来监控燃气***的运行，给予控制命令与调整设置点。船上设有两个操作站，位于驾驶台与机舱控制室。

Claims (5)

1.一种船用液化天然气低压燃料供应***，它包括：加注站(1)、回气管线、增压天然气管线、加注管线、阀门、仪表采用撬块布置、LNG燃料管线与蒸发气燃料管线，其特征在于：所述加注管线连接储罐接头处所(5)，所述加注管线分为顶部加注管线与底部加注管线，所述顶部加注管线分别连接第三截止阀(103)、第五截止阀(105)与储罐(2)的顶部，所述底部加注管线分别连接第四截止阀(104)、第六截止阀(106)与储罐(2)的底部，所述回气管线依次连接储罐(2)顶部、第七截止阀(107)，所述储罐接头处所(5)后端连接到加注站(1)内的第二截止阀(102)，所述LNG燃料管线依次连接储罐(2)的底部、第六截止阀(106)、LNG蒸发器(3)、第二调节阀(202)、燃气加热器(4)后，分3个支路即主机燃气供应管线、辅机燃气供应管线与锅炉燃气供应管线，所述蒸发气燃料管线依次连接储罐(2)的顶部、第五截止阀(105)、第九截止阀(109)与蒸发器后的燃料管路，所述增压天然气管线在LNG蒸发器(3)后的供气管路引出，依次连接第一调节阀(201)、第五截止阀(105)到LNG储罐(2)的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种船用液化天然气低压燃料供应***，其特征在于：所述加注管线连接到储罐接头处所后，分为顶部加注管线与底部加注管线，顶部加注管线中包含第五截止阀(105)部分管段，在加注完成后，可作为蒸发气流通的管线，底部加注管线中包含的第六截止阀(106)部分管段，在加注完成后，可作为LNG燃料流通的管线。

3.根据权利要求1所述的一种船用液化天然气低压燃料供应***，其特征在于：所述LNG蒸发器后的供气管路引出增压天然气管线，所述增压天然气管线设置第一调节阀(201)，所述第一调节阀(201)与罐内压力信号连锁。

4.根据权利要求1所述的一种船用液化天然气低压燃料供应***，其特征在于：所述LNG蒸发器后的供气管路引入蒸发气燃料管线，所述蒸发气燃料管线设置第九截止阀(109)。

5.根据权利要求1所述的一种船用液化天然气低压燃料供应***，其特征在于：所述LNG蒸发器后的燃料管线设置第二调节阀(202)，所述第二调节阀(202)与燃气加热器后燃料管线的压力信号连锁。

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