柴油-LNG双燃料动力船舶气体燃料系统设计.pdf

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1、第30卷第5期2013年10月江苏船舶JIANGSUSHIPV01．30No．50ct．2013柴油．LNG双燃料动力船舶气体燃料系统设计李岳洋1”，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，对柴油一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

2、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：A0引言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，又污染环境。为了使柴油机能够燃用液化天然气(LNG)清洁燃料，开发设计了柴油一LNG双燃料动力船舶。气体燃料系统作为柴油一LNG双燃料动力船舶的重要组成部分，它主要包括储罐及汽化器系统(气体燃料储存系统)、气体燃料供应系统、柴油一LNG双燃料发动机管理系统以及控制、监测和安全系统构成。本文结合某2000t级新建造柴油一LNG双燃料动力船舶实例说

3、明气体燃料系统。1储气罐及汽化器系统储气罐及汽化器系统工作流程主要是将储罐内一163oC的液化天然气(LNG)经过水浴式汽化器气化为的气态天然气(NG)进入机舱气体燃料供气管路中，供主机使用。储气罐及汽化器系统主要部件由LNG船用低温储气罐、水浴汽化器和管路阀件系统组成。．气体燃料储存系统如图1所示；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一196℃，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

4、最低工度传感器，同时将传感器数据传递到驾驶室安保控收稿日期：2013—05—27作者简介：李岳洋(1986一)，男，工程师，主要从事船舶动力装置及绿色动力船型开发；管义锋(1966一)，男，教授，硕士生导师，主要从事船舶总体设计及绿色动力船型开发。制柜。储气罐气体燃料供应管上设置1个气罐主阀和1个手动截止阀，且靠近储气罐液相出液根部阀布置。储气罐上的气罐主阀及其他紧急切断阀均采用气动控制。汽化器选用水浴式，进水温度不低于18江苏船舶第30卷35℃，容量为150Nm3／h，满足2台255kW推进主机每小时用气量需求。其出口处增设温度表。储气罐及

5、汽化器均布置在艉部甲板开敞处所。储气罐所有接头和阀件布置在气罐连接处内，水浴汽化器也布置在气罐连接处内。储气罐增加气罐连接处所的外形位置距离船舷1200mm，满足《天然气燃料动力船舶规范》(2013)要求。储气罐处所管路按照规范的要求，安装安全阀。储气罐管路压力高于1．0MPa的时候，安全阀自动打开，通过放散管集中泄压。储气罐管路压力低于1．0MPa时，安全阀自动关闭。为了确保安全和可靠性，该安全阀并联安装2个。2气体燃料供应系统本船机舱布置采用本质安全型机器处所，气体燃料管路均采用全熔透对接焊头，气体燃料管路及管路阀件均布置在气密通风导管内

6、，在机舱内增设气体阀件单元，其中气体阀件单元为气密通风导管一部分。气体燃料管路的设计压力为1．10MPa，上船安装后密性试验压力为1．65MPa无泄漏。气体燃料供气管路采用增压后总管进气方式，进人主机增压器之前工作压力为0．6～0．8MPa，主机增压器之后为0．4～0．5MPa。气体燃料供应系统流程如下：从汽化器气体出El后设置手动截止阀、主气体燃料阀、滤清器、自动截止阀(故障关闭型)、压力传感器、手动截止阀、天然气喷射阀、阻火器、排空电磁阀(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。图2气体燃料供

7、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l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只串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

8、阀中的1只阀和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，并自动进行透气，泄放机舱内天然气管线中的天然气，防止天然气在机舱处所继续