[发明专利]一种船舶燃油预热方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶燃油预热系统及预热方法，属于船舶燃油预热技术领域。

背景技术

船舶燃油输送系统中，需要将燃油从储存舱中输送至沉淀柜。储存舱中的燃油一般为重燃油，其粘度随温度不同变化差别极大，温度越高，粘度越低，如某一款重燃油在50℃下粘度为380cSt，而在0℃时接近20000cSt。粘度大会导致输送泵抽吸燃油时阻力大而增加功耗甚至无法泵送，因此有必要对燃油预先进行加热至一定温度以降低粘度再泵送。

目前运营船舶重油的传统加热方式是通过在船两侧的燃油舱内布置加热盘管，通过蒸汽加热重油来达到驳运条件，如图1所示。采用加热盘管来加热重油，达到输运条件后，开启阀门，从吸口往外抽吸燃油。

这种方式缺点明显：1)能量利用率较低。盘管加热的是整舱燃油，而实际中需要泵送的燃油量相对燃油储存舱容积很小，因此相当部分热量被用来加热不必泵送的燃油，而这部分热量易通过舱壁与外界进行热交换而被浪费。2)会产生较大范围高温区。当储存舱邻近压载舱或货舱时，压载舱壁高温会加速腐蚀的发生，同时也会给对温度敏感的货物，比方谷物，煤炭等带来破坏。3)当燃油液位低于加热盘管的时候，暴露在空气中的盘管会加速燃气挥发并形成硬垢。4)加热盘管布置高度不能太低，当燃油液位完全低于加热盘管的时候，燃油将很难被输送，导致了燃油留存。

为了解决燃油输送系统中加热盘管带来的问题，现有技术中也出现了新型燃油转换装置，其主要设计思想是：在燃油储存舱中设置一个小隔舱，隔舱与储存舱相通，首先往小隔舱中泵入沉淀柜中的高温燃油，预热得到一定量的相对高温燃油，达到泵送条件，然后采用燃油输送泵抽吸燃油至沉淀柜，如此往复循环。图2给出的是燃油储存舱中的隔舱方案示意图。隔舱设计的主要目的是使注入的热燃油尽量主要被用来加热局部区域的冷燃油，且控制被加热的燃油不至于太分散，而是集中在小隔舱内，使被抽出燃油均为相对高温燃油，便于泵送。

尽管这种燃油转换装置能较好地避免盘管加热带来的问题，也更节约运营成本，但是也存在缺点——其预热效果的好坏依赖于隔舱方案的设计，不合理的隔舱设计可能导致隔舱内燃油温度分布不均、热油积聚在隔舱上方、冷热油换热不充分、吸口附近油温过低等问题，这将弱化其相对于传统盘管加热方式的优势，运行工况恶化时甚至可能增加运营成本，甚至经济性劣于盘管加热。因此，合理的隔舱方案设计是整个燃油预热系统的关键。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：现有的船舶燃油预热系统中的燃油转换装置的隔舱设计导致隔舱内燃油温度分布不均、热油积聚在隔舱上方、冷热油换热不充分、吸口附近油温过低等问题，运行工况恶化时甚至可能增加运营成本，甚至经济性劣于盘管加热。

本发明采取以下技术方案：

一种船舶燃油预热系统，在储存舱和沉淀柜之间设置燃油预热和输送两条分支管路，主管路共用，在沉淀柜附近分成两条支路，一路设置预热泵，为储存舱提供高温燃油，另一路设置输送泵，将加热的重油输送至沉淀柜，两条支路均设置相应方向的截止止回阀，防止管路方向错位；在储存舱一角设置小隔舱，所述小隔舱中间设置第一隔板1，将隔舱X向一分为二，A、B管布置在第一分舱1中；第一隔板右上角开孔，第二隔板左下角开孔，两孔呈对角布置；隔板底部开小孔，作扫舱用；隔舱上板设置若干透气孔，以保证产生的蒸汽及时溢出；所述A、B管与所述主管路连通，A、B管路各自设置调节阀。

本技术方案对现有技术的种燃油转换装置进行优化设计，采用第一隔板将小隔舱X向一分为二，在第一隔板右上角和第二隔板的左下角开设小孔，目的是在采用体积尽可能小的小隔舱，提高热利用效率的前提下，尽可能提高燃油在小隔舱内移动轨迹的距离，从而提高换热效率，根据高温燃油具有向上流动、低温燃油具有向下流动的特性，油管A、B的出口接近底部，而，第一分舱的出油孔位于右上角，第二分舱的出油孔位于左下角，从而增加热油行走距离，提升冷热油在小隔舱内的换热效果和均匀程度。设置A、B两根油管可交替使用，单根管路的燃油预热系统并不能取得良好的预热效果，原因在于刚被注入的高温燃油来不及与冷油热交换就被抽出，导致随后吸口附近的燃油温度急剧下降，达不到泵送条件。而使用双管路设计能有效解决该问题。

进一步的，A、B管在第一分舱1中，沿X方向居中布置。

进一步的，在热油不至于损坏舱底的情况下管口可尽量接近舱底，但不能太近，以免流动阻力过大。

进一步的，所述A、B管路管口在小隔舱中的高度相同。

一种船舶燃油预热方法，采用上述的船舶燃油预热系统，包括以下步骤：