PDF《双燃料大型集装箱船 LNG 燃料供气系统设计》

BOG 支路将罐内产生的 BOG 气体处理为满足用气设备需求的燃气. 供气系统在 LNG 储罐位置的设计主要包括 潜液泵以及相关管路和 BOG 气体排出管路

2 部分.气化器 E

001、加热器 E

002、缓冲罐 CC001 与 潜液泵 M01(M02)及相关附件构成主供气支路;

加热器 E

003、BOG 压缩机(M03)、加热器 E

004、 缓冲罐 CC002 及相关附件构成 BOG 支路. 3.1????主供气支路 主供气支路的主要设备包括低温潜液泵、气 化器、加热器及缓冲罐.其中,潜液泵将 LNG 液 体燃料泵出,同时将液体加压至一定压力;

气化 器将液态 LNG 燃料转换为气体状态;

加热器将气 化器传送的气体燃料进行加热,使其具备合适温 度;

缓冲罐用于稳定天然气供气压力,并缓存处 理后的气体燃料,当主机等用气设备有用气需求 时,提供足够的气体燃料,实现对用气设备稳定、 连续的供气 [8] .主供气支路组成如图

1 所示. ? ・8・ 应?用?科?技第?46?卷?图1????主供气支路组成 ? 低温潜液泵将液态 LNG 由储罐泵出,之后经 过气化器、加热器处理,将LNG 燃料转变为具备 合适温度及压力的气体燃料,并送入缓冲罐内. 低温潜液泵是一种可以工作在低温环境下的 动力输出设备,即可用其给低温介质提供动力. 在实际工程使用时,将低温潜液泵置于介质液面 以下,潜液泵的叶轮对介质加压做功,使介质具 备一定的压力和速度,从而可将介质输送至指定 位置 [9] .介质排出后,泵中空间产生负压,从而介 质可以不断进入泵中,使潜液泵持续工作. 在设计过程中,需考虑介质(LNG 燃料)的物 理属性,选择使用离心式的低温潜液泵 M01(M02), 将常压低温 LNG 由燃料舱泵出,同时将其转化成 高压液体.离心潜液泵主要具有流量、扬程及性 能范围较大,结构简单,体积小,操作平稳,维修 方便等优点. 在LNG 储罐底部放置低温潜液泵,同时,为 了保证系统稳定性,依据 一用一备 原则,共配 置2台相同参数的低温潜液泵. 高压液态天然气燃料由燃料舱泵出后,需转 换为气态,利用图

1 中的 E001 换热气化器实现此 过程.气化器是换热器的一种,主要原理是将热 量由高温介质传递给低温的流体,实现流体由液 态转变为气态的过程,同时使流体温度达到工艺 过程规定的指标.本文中气化器旨在实现低温 LNG 液体换热转化成低温 NG(天然气)气体. 低温 LNG 液体燃料经过气化器处理后,成为 低温 NG 气体.但主机等用气设备对燃料进气温 度有相应的要求.因此本文使用图

1 中E002 加 热器实现将低温 NG 气体加热至一定温度,使其 满足推进系统及发电机组供气温度要求. 综合考虑到 LNG 在船上的应用情况、船舶布 置的紧凑性以及船舶废热利用的合理性,本文选 用沉浸式蛇管水浴式气化器作为气化器和加热 器;

采用乙二醇水溶液作为换热介质,并利用船 舶动力设备的热循环水作为乙二醇水溶液的加热 介质,实现 LNG 的气化和天然气的加热. LNG 燃料经过气化器和加热器处理后生成 的NG 气体,进入缓冲罐 CC001,供气系统中缓冲 罐的作用主要包括以下

2 点: 1)紧急切断后,缓解气化器及加热器中的低 温液体或低温气体由于温度升高,导致的压力升 高,减少可燃气体排放. 2)缓存气体,用以满足推进系统及发电组开 机使用要求,以及用气量突然增加时的供气需求. 3.2????BOG 支路 燃气处理除了对液态 LNG 的处理外,还包括 对蒸发气的处理与利用.合理利用 BOG 气体能 够显著提高能源利用效率、减小能源浪费,同时 能够保证系统安全运行,有效防止储罐超压带来 的危险 [10] . BOG 是指低温液体吸收热量后产生的蒸发 气.针对本文研究对象,LNG 储罐容量大,船舶 航行过程中,LNG 燃料会与罐体及自身碰撞,产 生一定热量.此外 LNG 燃料还会从周围环境中 吸收一定热量,且易气化,因此储罐内极易存在 大量 BOG 气体 [11] .为了提高能源的利用率、减少 能源浪费,需要对 BOG 气体进行处理利用.BOG 压缩机就是对 BOG 进行压缩的设备.供气系统 BOG 支路如图