带过渡储罐的标准罐箱型的潜液泵供气系统及其工作方法
阅读说明：本技术 带过渡储罐的标准罐箱型的潜液泵供气系统及其工作方法 (Standard tank type immersed pump air supply system with transition storage tank and working method thereof ) 是由 王涛 徐斌 邹盛 吴璇 丁玲 陈猛 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明技术方案公开了带过渡储罐的标准罐箱型的潜液泵供气系统及其工作方法,潜液泵供气系统包括：标准罐箱组；标准罐箱组连接至LNG缓冲罐,LNG缓冲罐连接至输送泵池,输送泵连接至气化单元；气化单元还连接有水乙二醇单元,气化单元还连接至燃气缓冲罐,燃气缓冲罐连接至双燃料主机；LNG缓冲罐还连接至压缩机,压缩机连接至燃气缓冲罐,燃气缓冲罐连接至双燃料主机；以及两端分别连接至双燃料主机和标准罐箱组的控制箱。本发明可以满足主机在任何工况条件下,通过控制箱控制阀门实现船舶上LNG储罐的任意自动切换,具有切换迅速,安全性、可靠性高的优点,且使用完的罐体内LNG的余量在预设范围内,实现LNG的充分利用。(The technical scheme of the invention discloses a standard tank box type immersed pump air supply system with a transition storage tank and a working method thereof, wherein the immersed pump air supply system comprises: a standard tank group; the standard tank box set is connected to the LNG buffer tank, the LNG buffer tank is connected to the transfer pump pool, and the transfer pump is connected to the gasification unit; the gasification unit is also connected with a water glycol unit, the gasification unit is also connected with a gas buffer tank, and the gas buffer tank is connected with the dual-fuel host; the LNG buffer tank is also connected to a compressor, the compressor is connected to the gas buffer tank, and the gas buffer tank is connected to the dual-fuel host; and the two ends of the control box are respectively connected to the dual-fuel host and the standard tank box group. The invention can meet the requirement that the host machine can realize the arbitrary automatic switching of the LNG storage tank on the ship by controlling the valve through the control box under any working condition, has the advantages of rapid switching, high safety and high reliability, and realizes the full utilization of the LNG because the residual quantity of the LNG in the used tank body is in a preset range.)
技术领域
本发明涉及船舶用标准罐箱天然气技术领域，尤其是涉及带过渡储罐的标准罐箱型的潜液泵供气系统及其工作方法。
背景技术
随着全球环境问题日益严峻，对船舶有害气体的排放限制更加严格。传统燃料动力船很难达到限制的要求，故使用LNG作为动力燃料成为了一种趋势。LNG动力船一般使用固定在船舶上的C型燃料罐储存LNG,它需要在拥有LNG加注码头或LNG加注趸船的港口进行加注。加注码头和加注趸船的投资成本巨大，许多航运支线并无加注码头，目前有方案采用罐式集装箱作为燃料罐，为LNG动力船提供燃料。现有技术的方案提出采用吊装的罐箱替代固定式C型燃料储存罐，但是单个罐式集装箱的容量小，船舶需要多个罐箱供给燃料，这就需要供气系统的供给燃料罐频繁切换，一旦切换中进气不足致使高压主机停车将造成严重后果，因此这种燃料罐箱切换的供气系统未能大规模使用。
发明内容
本发明的技术问题是，现有技术的单个罐式集装箱的容量小，船舶需要多个罐箱供给燃料，这就需要供气系统的供给燃料罐频繁切换，一旦切换中进气不足致使高压主机停车将造成严重后果。
为解决上述的技术问题，本发明技术方案提供一种带过渡储罐的标准罐箱型的潜液泵供气系统，其中，潜液泵供气系统包括：
标准罐箱组，所述标准罐箱组的液相口和气相口分别连接至船上的液相总管和气相总管；所述标准罐箱组连接至LNG缓冲罐，所述LNG缓冲罐的安装位置在水平方向上低于所述标准罐箱组；
所述LNG缓冲罐连接至输送泵池，所述输送泵连接至气化单元；所述气化单元还连接有水乙二醇单元，所述气化单元还连接至燃气缓冲罐，所述燃气缓冲罐连接至双燃料主机；
所述LNG缓冲罐还连接至压缩机，所述压缩机连接至燃气缓冲罐，所述燃气缓冲罐连接至所述双燃料主机；以及
两端分别连接至所述双燃料主机和所述标准罐箱组的控制箱。
可选地，所述控制箱分别通过第一阀门、第二阀门、第三阀门连接至所述双燃料主机和所述标准罐箱组。
可选地，所述标准罐箱组和所述LNG缓冲罐的液相口、气相口均通过所述第二阀门、第三阀门连接至所述液相总管和气相总管。
可选地，所述标准罐箱组包括多个标准罐箱，每个所述标准罐箱均包括支撑框架以及固定在其中的LNG储罐。
可选地，所述输送泵池包括泵池和放置于其底部的潜液泵。
可选地，所述气化单元包括支撑底座以及安装其上的汽化器。
可选地，所述水乙二醇单元包括乙二醇泵和乙二醇换热器，所述乙二醇换热器的热源由船上的蒸汽、热水、热油提供。
为解决上述的技术问题，本发明技术方案还提供一种潜液泵供气系统的工作方法，其中，所述工作方法如下：
标准罐箱组的LNG由于重力输送至LNG缓冲罐，所述LNG缓冲罐中的LNG输送至输送泵池，所述LNG缓冲罐中的BOG输送至压缩机，所述压缩机将BOG加压并输送至燃气缓冲罐后到达双燃料主机；
所述输送泵池将LNG加压并输送至气化单元，所述水乙二醇单元将乙二醇加热并传递至所述气化单元而提供热量，所述气化单元将LNG与热量进行热交换后输送至燃气缓冲罐而到达双燃料主机。
本发明技术方案的有益效果是：
本发明可以满足主机在任何工况条件下，通过控制箱控制第一阀门、第二阀门和第三阀门，实现船舶上LNG储罐的任意自动切换，具有切换迅速，安全性、可靠性高的优点，且使用完的罐体内LNG的余量在预设范围内，实现LNG的充分利用。
附图说明
图1为本发明中带过渡储罐的标准罐箱型的潜液泵供气系统的结构示意图。
具体实施方式
：
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参见图1所示，示出了一种实施例的带过渡储罐的标准罐箱型的潜液泵供气系统，其中，潜液泵供气系统包括标准罐箱组1，标准罐箱组1的液相口和气相口分别连接至船上的液相总管13和气相总管14；标准罐箱组1连接至LNG缓冲罐2，LNG缓冲罐2的安装位置在水平方向上低于标准罐箱组1；LNG缓冲罐2连接至输送泵池3，输送泵3连接至气化单元4；气化单元4还连接有水乙二醇单元5，气化单元4还连接至燃气缓冲罐7，燃气缓冲罐7连接至双燃料主机8；LNG缓冲罐2还连接至压缩机6，压缩机6连接至燃气缓冲罐7，燃气缓冲罐7连接至双燃料主机8；以及两端分别连接至双燃料主机8和标准罐箱组1的控制箱9。
本实施例中，控制箱9分别通过第一阀门10、第二阀门11、第三阀门12连接至双燃料主机8和标准罐箱组1。
本实施例中，标准罐箱组1和LNG缓冲罐2的液相口、气相口均通过第二阀门11、第三阀门12连接至液相总管13和气相总管14。
本实施例中，标准罐箱组1包括多个标准罐箱(未示出)，每个标准罐箱均包括支撑框架(未示出)以及固定在其中的LNG储罐(未示出)。
本实施例中，输送泵池3包括泵池(未示出)和放置于其底部的潜液泵(未示出)。
本实施例中，气化单元5包括支撑底座(未示出)以及安装其上的汽化器(未示出)。
本实施例中，水乙二醇单元6包括乙二醇泵(未示出)和乙二醇换热器(未示出)，乙二醇换热器的热源由船上的蒸汽、热水、热油提供。
本实施例中，高压泵单元4包括高压泵(未示出)和滑油泵(未示出)，滑油泵用于润滑高压泵。
标准罐箱组1、输送泵池3、气化单元5和水乙二醇单元6的具体结构不是本申请的保护内容，均在本申请中不公开，但不影响对本申请技术方案的理解。
通过以下说明进一步地认识本发明的特性及功能。
本实施例中还提供一种潜液泵供气系统的工作方法，其中，工作方法如下：
标准罐箱组1的LNG由于重力输送至LNG缓冲罐2，LNG缓冲罐2中的LNG(LiquefiedNatural Gas，液化天然气)输送至输送泵池3，LNG缓冲罐2中的BOG(boiled off gas，闪蒸气)输送至压缩机6，压缩机6将BOG加压并输送至燃气缓冲罐7后到达双燃料主机8。
输送泵池3将LNG加压并输送至气化单元4，水乙二醇单元5将乙二醇加热并传递至气化单元4而提供热量，气化单元4将LNG与热量进行热交换后输送至燃气缓冲罐7而到达双燃料主机8。
以下为本发明的带过渡储罐的标准罐箱型的高压泵供气系统的部分功能说明：
所述标准罐箱组可包含多个标准罐箱(具体数目根据具体船型确定)，多个罐箱液相口和气相口分别连接到船上的液相和气相连接总管上。
所述LNG缓冲罐和液相、气相总管相连，LNG缓冲罐的容积可根据最大工况的用气量计算(保证供气系统5分钟的用气)，这是保证罐箱切换系统正常供气的重要设备。LNG缓冲罐的位置低于标准罐箱组，利用重力将低温(-162℃)LNG送至LNG缓冲罐。
所述输送泵池将LNG缓冲罐中的低温LNG加压至15barg并输送至气化单元。
所述水乙二醇系统，水乙二醇由船舶热源(蒸汽、热水、热油)加热至40℃以上，由水乙二醇泵输送至气化单元中。
所述压缩机单元由单级或多级压缩机组成，把BOG加压成10-40℃的14barg燃气，进入燃气缓冲罐，供给主机。
所述气化单元，热源为水乙二醇系统，由输送泵池加压后的低温LNG在汽化器中与40℃的水乙二醇进行热量交换，低温的LNG被气化为10-40℃的燃气到燃气缓冲罐中，缓冲罐的燃气压力维持在14barg。燃气缓冲罐内的燃气经过管系及阀门进入双燃料主机中，为船舶提供动力。
所述控制箱内有PLC控制系统和触屏式操作界面，所述PLC控制系统可以采集所需的储罐液位信号、压力信号、温度信号，经过PLC程序进行处理后，控制罐箱后阀门的动作和系统供气流程。
综上所述，本发明可以满足主机在任何工况条件下，通过控制箱控制第一阀门、第二阀门和第三阀门，实现船舶上LNG储罐的任意自动切换，具有切换迅速，安全性、可靠性高的优点，且使用完的罐体内LNG的余量在预设范围内，实现LNG的充分利用。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。