一种含有缓冲装置的船用燃气供给系统及燃气供给方法与流程

1.本发明涉及船舶建造技术领域，特别是涉及一种含有缓冲装置的船用燃气供给系统及燃气供给方法。


背景技术：

2.以lng(液化天然气)为动力的清洁气体燃料船舶，随着全球范围内环保规范的完善和排放标准的提高而发展迅速。天然气凭借着成本优势和欧盟日韩等发达国家对相关配套基础设施的加大投入，使其有理由成为未来航运的主流燃料。
3.在使用天然气为燃料的双轴系船舶中，燃气的运输主要靠低负荷压缩机将燃气作为主要燃料输送到燃气用户。由于低负荷压缩机极易受管路压力的影响，任一支路的切断都会导致管路压力骤增，进而引起低负荷压缩机的停机，从而导致所有系统的燃气供应停止，对船舶的正常营运产生极大影响。
4.因此，如何降低燃气供给系统在使用过程中的风险，是将天然气作为主要燃料所必须要面对的挑战。尤其是采用双推进轴系的船舶，不同于其他的单推进轴系船舶，当双推进轴系中某一台燃气模式下满负荷运行的柴油机因故突然宕机，势必会导致管道中燃气压力骤增，进而造成低负荷压缩机因为排出压力过高而导致停机。因此，在这种情况下，如何放缓管路中燃气压力的增高速度，给工作人员留出足够操作反应时间，进而保障另一台柴油机载燃气模式下可以正常运行，是目前需要解决的问题。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种含有缓冲装置的船用燃气供给系统，用于缓解燃气管道中因压力变化对燃气供给系统造成的冲击。此外，本发明还要提供一种含有缓冲装置的船用燃气供给方法。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本发明采用以下技术方案：
7.本发明的第一方面，提供一种含有缓冲装置的船用燃气供给系统，包括lng储存舱、压缩机、热交换器、燃气缓冲装置及燃气阀组单元，所述lng储存舱、所述压缩机、所述热交换器、所述燃气阀组单元依次连接，所述燃气缓冲装置旁通连接与所述热交换器与所述燃气阀组单元之间，
8.所述燃气缓冲装置包括缓冲容器、燃气进口管道、高压氮气进口管道、气体排出管道及压力传感器，所述缓冲容器为密闭容器，所述燃气进口管道、所述高压氮气进口管道、所述气体排出管道均与所述缓冲容器的内部连通，所述燃气进口管道设置于所述缓冲容器的底部，所述燃气进口管道连接所述热交换器的出口端，所述高压氮气进口管道设置于所述缓冲容器的下部，所述气体排出管道设置于所述缓冲容器的上部，所述燃气进气管道、所述高压氮气进口管道上均设置有止回阀，所述压力传感器安装于所述缓冲容器上用于监测缓冲容器内的压力。
9.作为优选的技术方案，所述压缩机为低负荷压缩机，所述热交换器的出口端温度
小于50℃。
10.作为优选的技术方案，所述缓冲容器上设置有人孔口，所述人孔口位于所述压力传感器的下方。
11.作为优选的技术方案，所述气体排出管道连接透气桅，所述气体排出管道上设置有排气机和截止阀。
12.作为优选的技术方案，所述缓冲容器的顶部焊接有吊耳，所述缓冲容器的底部焊接基座脚。
13.作为优选的技术方案，所述缓冲容器采用碳钢制作而成，所述缓冲容器的壁厚为6
‑
8mm，所述缓冲容器的内侧壁喷涂有无焦油环氧漆。
14.本发明的第二方面，提供一种含有缓冲装置的船用燃气供给方法，包括以下步骤：
15.步骤一、压缩机抽取lng储存舱出口管道中的天然气气体，在管道中产生负压；
16.步骤二、打开lng储存舱，存放在其中的天然气气化使lng储存舱内的压力增加，将天然气压进出口管道中，
17.步骤三、天然气经压缩机压缩后，输送至燃气阀组单元，燃气阀组单元将天然气与空气混合，将混合气体冲入用户燃气进口管道当中，完成燃气供给。若燃气管道骤升，打开燃气缓冲装置的燃气进口管道、气体排出管道，经热交换器换热后流入燃气缓冲装置，临时缓冲在燃气经透气桅排放出去，形成流通状态，直到管道内压力稳定，压强下降到正常水平；燃气缓冲装置使用完毕后，打开高压氮气进口管道，通过氮气将缓冲容器内的天然气置换出去。
18.如上所述，本发明采用燃气缓冲装置作为燃气管道压力骤增时的临时储存装置，进而提升燃气供给管路所能容纳的最大燃气量，以便在发生事故时，降低燃气管道压力的增速，为系统调整供需状态提供更长的反应时间，从而提高天然气供给系统的稳定性与安全性。燃气缓冲装置被安装在热换热器与燃气阀组之间，它会在系统报警或者人为操作后开启，容纳过量的天然气，缓解供气压力。
附图说明
19.图1显示为本发明实施例中船用燃气供给系统的结构示意图。
20.图2显示为本发明实施例中燃气缓冲装置的结构示意图。
21.图3显示为本发明实施例中燃气缓冲装置的立体结构示意图。
22.其中，附图标记具体说明如下：lng储存舱1、压缩机2、热交换器3、燃气缓冲装置4、燃气阀组单元5、缓冲容器6、气体排出管道7、高压氮气进口管道8、燃气进口管道9、吊耳10、压力传感器11、人孔口12、基座脚13。
具体实施方式
23.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
24.请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调
整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
25.本实施例提供一种含有缓冲装置的船用燃气供给系统，包括lng储存舱1、压缩机2、热交换器3、燃气缓冲装置4及燃气阀组单元5，lng储存舱1为天然气在船舶上的储存容器，压缩机2在天然气供应时为其提供足够的压力，热交换器3使压缩机2压缩后的天然气降低至合适的温度，压缩机2为低负荷压缩机2，热交换器3的出口端温度小于50℃，燃气缓冲装置4防止天然气供应过量，为天然气提供足够的缓冲空间。lng储存舱1、压缩机2、热交换器3、燃气阀组单元5依次连接，燃气缓冲装置4旁通连接与热交换器3与燃气阀组单元5之间。
26.燃气缓冲装置4包括缓冲容器6、燃气进口管道9、高压氮气进口管道8、气体排出管道7及压力传感器11，缓冲容器6为密闭容器，缓冲容器6的顶部焊接有吊耳10，缓冲容器6的底部焊接基座脚13。缓冲容器6采用碳钢制作而成，缓冲容器6的壁厚为6
‑
8mm，缓冲容器6的内侧壁喷涂有无焦油环氧漆，由于容器内容纳的气体均不是氧化性气体，内表面处理要求不高。
27.燃气进口管道9、高压氮气进口管道8、气体排出管道7均与缓冲容器6的内部连通，燃气进口管道9设置于缓冲容器6的底部，燃气进口管道9连接热交换器3的出口端，高压氮气进口管道8设置于缓冲容器6的下部，气体排出管道7设置于缓冲容器6的上部，燃气进气管道、高压氮气进口管道8上均设置有止回阀，燃气进气管道、高压氮气进口管道8、气体排出管道7的管口均安装有法兰，法兰上安装有石棉纤维垫片。压力传感器11安装于缓冲容器6上用于监测缓冲容器6内的压力。缓冲容器6上设置有人孔口12，人孔口12位于压力传感器11的下方。气体排出管道7连接透气桅，气体排出管道7上设置有排气机和截止阀。
28.本实施例还提供一种含有缓冲装置的船用燃气供给方法，包括以下步骤：步骤一、压缩机2抽取lng储存舱1出口管道中的天然气气体，在管道中产生负压；
29.步骤二、打开lng储存舱1，存放在其中的天然气气化使lng储存舱1内的压力增加，将天然气压进出口管道中，
30.步骤三、天然气经压缩机2压缩后，输送至燃气阀组单元5，燃气阀组单元5将天然气与空气混合，将混合气体冲入用户燃气进口管9道当中，完成燃气供给。
31.当压缩机之后的燃气供给管路当中燃气压力过大但未达到阈值时，系统会给控制室操控者提示其是否启动燃气缓冲装置，当控制者选择启动装置，启动流程开始；
32.连接燃气缓冲装置与燃气供给管路的管路上，进气止回阀打开，高压燃气会通过连接管道进入处于低压状态的缓冲容器6中，不断进气直到管路中的压力与缓冲装置当中的压力相近，第一次进气过程停止。如果供给管道内的压力仍然居高不下，则会采取应以措施，排气截止阀打开，将缓冲装置中的燃气排放到透气桅当中，形成流通状态，直到管道内压力稳定，压强下降到正常水平；后进入排气阶段，高压氮气进口管道8打开，流入氮气对缓冲装置容器进行冲洗；冲洗结束后，气体排出管道7上的排气机启动，将容器内气体抽空达到低压状态，截止阀关闭，缓冲装置一个启动周期结束。
33.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟
悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。