[发明专利]大型双燃料动力船的天然气高低压集成供气系统

说明书

本发明公开了一种大型双燃料动力船的天然气高低压集成供气系统，包括LNG燃料舱和高、低压供气系统；LNG燃料舱为IMO B型薄膜舱。高压供气系统通过LNG增压泵将LNG升压，通过LNG高压气化器将LNG气化和升温，提供满足船舶主机要求的压力、温度、流量的燃气。低压供气系统包括LNG气化单元和BOG处理单元。LNG气化单元通过LNG低压气化器将LNG气化和升温，提供满足发电机和/或锅炉要求的压力、温度、流量的燃气；BOG处理单元通过常温BOG压缩机加压，再由BOG加热器和BOG压缩机出口换热器调节温度，提供满足双燃料发电机和/或锅炉要求的压力、温度、流量的燃气。本发明使供气系统更加简单可靠。

技术领域

本发明涉及一种采用国际海事组织(IMO)B型舱作为液化天然气(LNG)存储舱的船用燃料气体供给系统，特别涉及一种大型双燃料动力船的高低压集成供气系统，该供气系统满足最新IGF规则的LNG动力船规则及相关船级社规范标准。

背景技术

船舶在燃烧重油时会向大气排放大量的NO_X、SO_X、CO₂以及PM2.5颗粒物，在一些大型港口、河道和海域都会形成较大的环境污染，甚至是主要的污染源之一。这与目前对环保要求越来越重视是不相符的。另外随着MARPOL国际防止船舶造成污染公约越来越严格，并考虑到船舶烟气排放规定TierⅢ的实施，新建船舶以及一些在营船舶都需要采取措施，减少尾气中NO_X、SO_X以及PM2.5颗粒物的排放，以达到环保要求。

LNG作为一种清洁能源越来越受到重视，其燃烧后的排放物对环境友好，可减少30％以上的碳排放和氮氧化物排放、98％以上的硫氧化物排放和30％左右的燃料费用。近年来，许多政府、船东都在积极尝试使用天然气作为船舶动力燃料。

近年来，国际上受保护环境和满足法规规则要求的驱动，全世界对清洁能源的需求不断扩大。根据《国际防止船舶造成环境污染公约》(MARPOL附则VI——防止船舶空气污染规则)要求，所有经过排放控制区域的船舶必须满足硫氧化物及氮氧化物的排放要求，这将大大刺激市场对使用天然气动力船和传统燃油的双燃料动力船舶的需求。

2015年6月12日召开的国际海事组织(IMO)海上安全委员会第95届会议(MSC 95)通过了《使用气体或其它低闪点燃料船舶国际安全规则》(以下简称“IGF规则”)，并于2015年7月20日以MSC.391(95)发布了正式文本，目前该规则的强制性条款已于2017年1月1日生效。该规则的正式发布为船舶使用LNG燃料奠定了坚实的基础，该规则内强制性规定的实施，对船舶、船员和环境的风险降到最低，具有“船舶更安全”和“保护环境”的双重效果。另外许多天然气动力船航运相关的法规，也日趋完善。船舶天然气动力系统的设备供应链也是完整有效。

大型双燃料动力船上配置的主机是曼恩公司的ME-GI发动机系列，为二冲程高压喷射气体燃料发动机，其供气工作压力达到300bar左右，为其供气的系统称为“高压供气系统”。船上配置的辅机包括燃气发电机和燃气锅炉，燃气发电机为低压四冲程双燃料发动机，供气压力通常小于10bar，以瓦锡兰的中速发动机为例，其供气压力为6bar左右，为其供气的系统称为“低压供气系统”。双燃料锅炉的供气压力不高于6bar。为此，船上需要考虑同时配备一套高压供气系统和低压供气系统，以满足高压主机的供气要求和低压辅机的供气要求。现有的高低压供气系统结构复杂，体积大，设备投资大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种大型双燃料动力船的天然气高低压集成供气系统，它解决了双燃料动力船使用多种类型用气设备对燃气的不同需求，并改变现有供气系统复杂的工艺流程，使供气系统更加简单可靠。