[发明专利]一种自平衡式再液化系统及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自平衡式再液化系统及其工作方法，使燃料储存舱内压力在航行时一直保持较低水平。

背景技术

近年来，随着大气污染日益严重，全球对船舶的气体排放的控制日益严重格。欧美等发达国家已经建立了自己的控制区，在规定时间内达到TierII和TierIII排放标准。为解决长江和珠江水域的严重污染问题，中国政府在十二五规划中，规划了“气化长江”和“气化珠江”工程。

船舶燃用天然气可减少30%以上的碳排放和氮氧化物排放、98%以上的硫化物排放和30%左右的燃料费用。因此，船舶改用天然气为燃料是节能减排、提高运输效益最直接、最有效的措施。近年来，几乎所有的船东都在考虑将其现有船改造成以LNG为主要燃料的船舶，至少改造成以LNG为辅助燃料的船舶，以便能在各国排放控制区内燃用LNG，达到排放标准。几乎所有的船厂都在考虑建造以LNG为燃料的各种船舶，且中国第一个以LNG为主要燃料的双燃料拖轮项目已经成功交付使用。

液化天然气在船上储存，对以MAN ME-GI主机来说，BOG闪蒸汽的处理是一难题。设置通用的再液化系统，船舶制造成本会大大增加；将BOG闪蒸汽直接压缩到300bar，不但压缩机成本极高，电力消耗也非常大。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种自平衡式再液化系统，用于解决储存舱内BOG闪蒸汽无法被发电机组全部消耗，保持航行时较低的储存舱压力，达到更长的停港蓄压时间。

本发明采用的技术方案是：一种自平衡式再液化系统，它包括LNG储罐，在LNG储罐內设有LNG驳运泵和上喷淋管，它还包括压缩机单元、LNG增压泵、日用罐、第一高压套管式换热器和第二高压套管式换热器，所述LNG驳运泵采用管道经第一控制阀与日用罐连接，第一控制阀采用管道经上喷淋控制阀与上喷淋管连接，所述LNG储罐的顶部采用管道经第二控制阀与压缩机单元连接，压缩机单元采用管道经第三控制阀与发电机单元连接，还依次经压力控制阀、第一高压套管式换热器与日用罐连接，所述日用罐采用管道依次经LNG增压泵、第一高压套管式换热器和第二高压套管式换热器与主机的燃料供给管连接。

所述的一种自平衡式再液化系统的工作方法：

（a）压缩机单元将LNG储罐内BOG闪蒸汽压缩到6-6.5bar，温度增加到25-40℃后供给发电机单元使用；

（b）LNG驳运泵连续运转将LNG储罐内LNG液体驳运到日用罐中，通过上喷淋控制阀经上喷淋管调节注入日用罐流量，将日用罐内的液位维持在一个恒定的液位高度；

（c）LNG增压泵将日用罐内的LNG液体增压到300bar之后排入到第一高压套管式换热器和第二高压套管式换热器中加热/气化，最终供给主机使用，供气压力为300bar；

（d）压力控制阀的设定点为6.2bar，当压缩机单元排出压力达到设定值时，压力控制阀打开，将无法被发电机单元消耗的多余BOG闪蒸汽旁通到第一高压套管式换热器的外层管路并与LNG增压泵排出的LNG液体进行换热，第一高压套管式换热器出口BOG闪蒸汽的温度约为-70℃，被冷却后的BOG通过下喷淋管路进入到日用罐中完成自平衡式再液化。

本发明的有益效果是：这种自平衡式再液化系统的LNG驳运泵与日用罐连接，LNG储罐的顶部与压缩机单元连接，压缩机单元与发电机单元连接，压缩机单元还依次经压力控制阀、第一高压套管式换热器与日用罐连接，日用罐经LNG增压泵、第一高压套管式换热器和第二高压套管式换热器与主机的燃料供给管连接。在发电机单元无法全部将压缩后的BOG闪蒸汽消耗时，多余的高温BOG闪蒸汽通过压力控制阀旁通进入第一高压套管式换热器的外管中，利用LNG增压泵排出低温的LNG气化所形成的冷能对套管中的BOG闪蒸汽进行降温冷却，在日用罐底部进行喷淋实现再液化。本方法实现了将LNG储罐内多余BOG闪蒸汽进行再液化，同时利用供气系统中LNG气化所产生的冷能，来降低LNG储罐压力并增加LNG储罐的停港蓄压时间。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明

图1为一种自平衡式再液化系统的工作原理图。

图中：1、LNG驳运泵，1a、第一控制阀，2、LNG储罐，3、压缩机单元，3a、第二控制阀，4、LNG增压泵，5、日用罐，5a、下喷淋管路，5b、安全阀，6、第一高压套管式换热器，7、第二高压套管式换热器，8、发电机单元，8a、第三控制阀，9、压力控制阀，10、上喷淋管，10a、上喷淋控制阀。

具体实施方式