柴油-LNG双燃料动力船舶气体燃料系统设计.pdf

第30卷第5期
江苏船舶
Vol 30 No5
2013年10月
JIANGSU SHIP
Oct.201.3
柴油-LNG双燃料动力船舶气体燃料系统设计
李岳洋,管义锋2
(1.江苏现代造船技术有限公司,江苏镇江212003;2.江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003
摘要:基于中国船级社和挪威船级社关于气体燃料船舶规范指南和规范的要求,对柴油-LNG双燃料动力新
建船舶的气体燃料系统进行分析研究,把储罐、汽化器、管路及阀件附件探测报警等设备合理配置,布局优化应
用到气体燃料系统中。通过研究分析一种安全高、易控制、低成本的气体燃料系统,希望可以为此类系统的设计
和使用提供参考。
关键词:天然气;动力船舶:气体燃料系统
中图分类号:U674.13*3
文献标识码:A
0引言
本文结合某2000t级新建造柴油-LNG双燃
料动力船舶实例说明气体燃料系统。
现有内河船舶柴油机燃用柴油,燃料消耗高,废
油、废水、废气排放量大,既增加运输成本,又污染环1储气罐及汽化器系统
境。为了使柴油机能够燃用液化天然气(LNG)清
储气罐及汽化器系统工作流程主要是将储罐内
洁燃料,开发设计了柴油-LNC双燃料动力船舶。
163℃的液化天然气(LNG)经过水浴式汽化器气
气体燃料系统作为柴油-ING双燃料动力船化为的气态天然气(NG)进入机舱气体燃料供气管
舶的重要组成部分,它主要包括储罐及汽化器系统路中,供主机使用。储气罐及汽化器系统主要部件
(气体燃料储存系统)、气体燃料供应系统、柴油-由LNC船用低温储气罐、水浴汽化器和管路阀件系
LNG双燃料发动机管理系统以及控制、监测和安全统组成。
系统构成
气体燃料储存系统如图1所示。
可燃气体探测器
压力释放口
安全、控制系统布置安全处所)
白动透气调
5mLNG诸气罐
体燃料阙
气罐连接处所
接全主机
动截止阀
自动透气
气体燃料储存系统
来自自动截止阀
来自自动截止阀閥
图1气体燃料储存系统
本船选用的C型LNG船用低温储气罐为双层作温度为-196℃,设计压力为1.1MPa,满足续航
高真空多层缠绕保温绝热材料结构,容积为5m3,力600km设计要求。储气罐内增设压力、液位、温
内、外容器均用低碳奥氏不锈钢制成,允许的最低工度传感器,同时将传感器数传递到鸳驶室安保控
制柜。储气罐气体燃料供应管上设置1个气罐主阀
收稿日期:2013-05-27
和1个手动截止阀,且靠近储气罐液相出液根部阀
作者简介:李岳洋(1985-),男,工程师,主要从事船舶动力装置及布置。储气罐上的气罐主阀及其他紧急切断阀均采
绿色动力船型开发:管义锋(196-),男,教授,硬士生导卿,主要从用气动控制。汽化器选用水浴式,进水温度不低于
事船舶总体设计及绿色动力船型开发。
万方数据
江苏船舶
第30卷
35℃,容量为150Nm/h,满足2台255kW推进主燃料管路均采用全熔透对接焊头,气体燃料管路及
机每小时用气量需求。其出口处増设温度表。
管路阀件均布置在气密通风导管内,在机舱内增设
储气罐及汽化器均布置在艉部甲板开敞处所。气体阀件单元,其中气体阀件单元为气密通风导管
储气罐所有接头和阀件布置在气罐连接处内,水浴一部分。气体燃料管路的设计压力为1.10MPa,上
汽化器也布置在气罐连接处内。储气罐增加气罐连船安装后密性试验压力为1.65MPa无泄漏。气体
接处所的外形位置距离船舷1200mm,满足《天然燃料供气管路采用増压后总管进气方式,进入主机
气燃料动力船舶规范》(2013)要求。
增压器之前工作压力为0.6~0.8MPa,主机增压器
储气罐处所管路按照规范的要求安装安全阀。之后为0.4~0.5MPa
储气罐管路压力高于1.0MPa的时候,安全阀自动
气体燃料供应系统流程如下:
打开,通过放散管集中泄压。储气罐管路压力低于
从汽化器气体出口后设置手动截止阀、主气体
1.0MPa时,安全阀自动关闭。为了确保安全和可燃料阀、滤清器、自动截止阀(故障关闭型)、压力传
靠性,该安全阀并联安装2个。
感器、手动截止阀、天然气喷射阀、阻火器、排空电磁
2气体燃料供应系统
阀(故障开启型)、不锈钢金属软管双层、进气三通
接主机气体进口。气体燃料供应系统如图2所示。
本船机舱布置采用本质安全型机器处所,气体
来自汽化
可燃气体测器可燃气体探测器
可燃气体探测器
来自安全、
製一一
自动
睛射阀手动阅压力截止阀
进气三通金属软管阻火器截正國传感呈
滤清
通风导管
气体阀件单元
主机
气体阀件单元
主机
图2气体然料供应系统
气体燃料供应系统管路采用美标304不锈钢为故障关闭型,而透气阀应为故障开启型。
管。通往每台气体燃料主机配置1组自动截止阀
气体燃料管路和导管内壁之间的气室应安装机
(互锁气体阀),应将3只阀中的2只申接在通向发械式抽风通风机,其流量为9000m3/h,每小时换气
动机的气体燃料管路上,第3只安装在处于2只串30次。通风导管内装有可燃气体探测器2只。通
接阀之间的气体燃料透气管上,该透气管应通向露风导管进风口位于主甲板两舷气体安全区域内,并
天的安全位置。当发生故障时,能自动关闭2只串注意避开主机曲轴箱透气管3m以上。
接阀并自动打开透气阀。2只串接阀中的1只阀和3柴油ーLNG双燃料发动机管理系统
透气阀的功能可以组合在同一个阀体中,当发生表
故障时,应能自动切断气体燃料供应,并自动进行透
6170型柴油机通过加装柴油-LNG双燃料发
气,泄放机舱内天然气管线中的天然气,防止天然气动机管理系统后,通过接收传感器信号,电子控制单
在机舱处所继续泄漏。串接的2只气体燃料阅应元(ECU)将严格限制柴油的供应量并协调同步控
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