CN104696186A - 一种lng泵并联布置的增压单元 - Google Patents

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季洪涛
吴璇
邹盛
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Abstract

一种LNG泵并联布置的增压单元，通过输送管道连接于LNG储罐与汽化器之间，从LNG储罐抽取LNG向气体发动机提供大流量高压燃气；所述增压单元包括至少两台并联连接的不同型号的高压泵，每一高压泵具有一定的流量范围，各高压泵的流量范围之间存在有部分重合，以使整个所述增压单元的输出流量覆盖比单一高压泵更大的流量范围。本发明可以输出大流量高压LNG，保证输出LNG的压力和流量的平稳，提高了发动机供气系统的适用性和经济性，适用于陆上气体发动机试车台、轮船、深海平台或海上储气装置等需要使用液化气及供气系统的大型设施上。

Description

一种LNG泵并联布置的增压单元
技术领域
本发明涉及用于为高压气体发动机提供燃料的供气系统，更明确地说，涉及一种可以输出大流量高压LNG液体的增压单元，属于动力技术领域。
背景技术
随着国际贸易和船舶运输的发展，以传统石油产品为燃料的船舶柴油机的废气排放对地球环境的污染越来越严重，为此国际海事组织IMO通过了《国际防止船舶造成大气污染公约》，进一步提高了对船在海上运行时的排放要求。天然气(NG)是一种清洁能源燃料，其优点在于无需或只需简单地增加排放后处理措施就能够很容易地达到TierⅢ排放要求，因而目前越来越多的船舶采用天然气作为动力燃料。天然气是以碳氢化合物为主的气体混合物，其主要成份是甲烷，具有无色无味、无毒、无腐蚀等特性，是一种可压缩的可燃性气体。应用超低温冷冻技术使天然气变为液态(体积缩小约600倍，liquefied natural gas，缩写LNG)，然后采用超低温保冷槽罐来进行保存，是实现天然气远距离运输的一种方式，这种方式具有存储体积小、输送效率高和安全可靠的优点，能够很好地解决天然气气源的输送和供应问题。
WARTSILA与MAN B&W Diesel Inc.公司均推出了以天然气为燃料的双燃料柴油机，此后，世界各大船用柴油机生产厂商也纷纷推出自己的双燃料柴油机试验台，并配备相应的双燃料柴油机辅助供气系统。目前高压双燃料柴油机辅助供气系统主要是采用单台LNG高压泵为液态天然气(LNG)增压，这种增压单元存在有以下问题：单台高压泵输出的液态天然气流量范围比较小，不能满足大范围流量柴油机以及众多机型的试车需求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种LNG泵并联布置的增压单元，能够输出大流量范围的高压LNG，同时确保输出LNG的压力和流量的平稳，为大流量范围以及众多型号的高压气体发动机提供燃料，提高气体燃料发动机供气系统的适用性和经济性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种LNG泵并联布置的增压单元，通过输送管道连接于LNG储罐与汽化器之间，从LNG储罐抽取LNG向气体发动机提供大流量高压燃气；所述增压单元包括至少两台并联连接的不同型号的高压泵，每一高压泵具有一定的流量范围，各高压泵的流量范围之间存在有部分重合，以使整个所述增压单元的输出流量覆盖比单一高压泵更大的流量范围。
作为进一步改进，每台所述的高压泵单独运行，或者所有或部分所述的高压泵进行并联同时运行；运行时各高压泵之间能够实现LNG压力和流量的平稳输出的安全切换。
作为进一步改进，所述的增压单元还包括压力控制阀，该压力控制阀通过液体回流管道连接在所述高压泵的下游与所述LNG储罐之间，通过预先输入所述汽化器上游的压力值，控制通过所述液体回流管道回流至所述LNG储罐的LNG回流量，从而控制供给所述汽化器的LNG的流量。
作为进一步改进，所述的增压单元还包括压力传感器，该压力传感器安装在所述汽化器的上游的输送管道上且与所述压力控制阀连接。
作为进一步改进，每一所述的高压泵的下游安装连接有一稳压罐，以保证该高压泵运行时LNG输出压力的平稳。
作为进一步改进，所述的增压单元还包括从所述高压泵连接到所述LNG储罐的气化管道，将该高压泵气化的挥发气输送至所述LNG储罐。
作为进一步改进，所述的高压泵将LNG的压力升高到300barg及以上。
作为进一步改进，所述的气体发动机为双燃料发动机或纯气体燃料发动机。
本发明的另一技术方案为：
所述LNG泵并联布置的增压单元在陆上气体发动机试车台、轮船、深海平台或海上储气装置上的应用。
与现有技术相比，本发明可以输出大流量范围的高压LNG，保证输出LNG的压力和流量的平稳，提高了气体燃料发动机供气系统的适用性和经济性；所述LNG泵并联布置的增压单元适合使用于轮船、深海平台或海上储气装置等需要使用液化气及供气系统的大型设施上，当使用于将高压天然气作为燃料的陆用发动机试车台辅助供气系统时，该试车台能够满足大功率范围以及众多不同型号发动机的试车需求。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式
本发明涉及用于为大流量范围以及众多型号的高压气体发动机提供燃料的供气系统。
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，以求更为清楚地理解本发明的结构和使用过程，但不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
请参阅图1，图示LNG泵并联布置的增压单元通过输送管道a连接于LNG储罐T与汽化器Q之间，从LNG储罐T中抽取液态天然气(liquefied natural gas，缩写LNG)向气体发动机提供大流量高压燃气。
所述增压单元包括至少两台并联连接的不同型号的高压泵，每一高压泵具有一定的流量范围，各高压泵的流量范围之间存在有部分重合，以使整个所述增压单元的输出流量覆盖比单一高压泵更大的流量范围。
本实施例中，所述的增压单元包括第一高压泵1、第二高压泵2、第一稳压罐4、第二稳压罐5、压力控制阀7和压力传感器8。
所述的第一高压泵1和第一高压泵1并联连接，用于提高LNG的压力，以满足气体发动机的压力要求且向气体发动机输出LNG；该第一高压泵1和第二高压泵2将LNG压力升高到300barg(巴表压，gauge pressure)至500barg及以上。
所述第一高压泵1和第二高压泵2各自具有相应的流量范围，各高压泵的流量范围之间存在有部分重合，以使整个所述增压单元的输出流量覆盖比单一高压泵更大的流量范围；该第一高压泵1的流量输出范围是5-25m3/h，该第二高压泵2的流量输出范围是15-75m3/h，则整个增压单元的流量输出范围就是5-100m3/h。并且，运行时所述第一高压泵1与第二高压泵2之间可以安全平稳切换，以实现LNG压力和流量的平稳输出；两台高压泵可以并联同时运行，也可以各自单独运行。
所述第一稳压罐4安装连接于所述第一高压泵1的下游，所述第二稳压罐5安装连接于所述第二高压泵2的下游，高压LNG经过两稳压罐后形成稳定的压力，以保证该第一高压泵1和第二高压泵2运行时LNG输出压力的平稳。
所述压力控制阀7通过液体回流管道c连接在所述第一高压泵1和第二高压泵2的下游与所述LNG储罐T之间；所述压力传感器8安装在所述汽化器Q的上游的输送管道a上且与所述压力控制阀7连接。通过预先输入所述汽化器Q上游的压力值，根据所述压力传感器8检测到的压力,控制通过所述液体回流管道c回流至所述LNG储罐T的LNG回流量，从而控制供给所述汽化器Q的LNG的流量。
一气化管道b从所述第一高压泵1和第二高压泵2连接到所述LNG储罐T，用于将该高压泵1和2气化的挥发气(Boil Of Gas，缩写BOG)输送至所述LNG储罐T或其它压力容器。
实施例2
本实施例所述的LNG泵并联布置的增压单元的结构与实施例1的结构基本相同，只是增加了一第三高压泵3和一第三稳压罐6，请参阅图2，该第三稳压罐6安装连接于所述第三高压泵3的下游。所述的第一高压泵1、第二高压泵2和第三高压泵3能够分别单独运行，也能够所有的三台高压泵进行并联同时运行，或者任意两台高压泵同时运行。各高压泵之间同样能够安全平稳的切换。
所述第一高压泵1的流量输出范围是5-25m3/h，所述第二高压泵2的流量输出范围是15-75m3/h，所述第三高压泵3的流量输出范围是35-175m3/h，那么整个增压单元的流量输出范围就是5-275m3/h，因此整个高压泵组输出的LNG流量可以覆盖较大的范围。
考虑到输送管道a的管线过长和下游设备形成的压降损失，并且考虑到气体发动机对压力要求可能发生的变化，所述增压单元可将LNG增压到200-700巴表压不等，供应给汽化器Q及气体发动机。所述的气体发动机可以是双燃料发动机，也可以是纯气体燃料发动机。
本发明所述的LNG泵并联布置的增压单元适用于以高压天然气作为燃料的陆上气体发动机试车台的辅助供气系统，该试车台可以满足大功率范围以及众多不同型号发动机的试车需求，本发明也适合使用于轮船、深海平台或海上储气装置等需要使用液化气及供气系统的大型设施。
尽管在本文中已通过优选实施例来详细描述本发明，但必须理解的是，所属领域的技术人员凡依本发明申请内容所作的各种等效修改、变化与修正，都应成为本发明专利的保护范围，因此本文中的描述和附图应解释为以说明为目的，而非限制本发明的范围。

Claims (9)

1.一种LNG泵并联布置的增压单元，通过输送管道连接于LNG储罐与汽化器之间，从LNG储罐抽取LNG向气体发动机提供大流量高压燃气；其特征在于：所述增压单元包括至少两台并联连接的不同型号的高压泵，每一高压泵具有一定的流量范围，各高压泵的流量范围之间存在有部分重合，以使整个所述增压单元的输出流量覆盖比单一高压泵更大的流量范围。
2.根据权利要求1所述的LNG泵并联布置的增压单元，其特征在于：每台所述的高压泵单独运行，或者所有或部分所述的高压泵进行并联同时运行；运行时各高压泵之间能够实现LNG压力和流量的平稳输出的安全切换。
3.根据权利要求1或2所述的LNG泵并联布置的增压单元，其特征在于：所述的增压单元还包括压力控制阀，该压力控制阀通过液体回流管道连接在所述高压泵的下游与所述LNG储罐之间，通过预先输入所述汽化器上游的压力值，控制通过所述液体回流管道回流至所述LNG储罐的LNG回流量，从而控制供给所述汽化器的LNG的流量。
4.根据权利要求3所述的LNG泵并联布置的增压单元，其特征在于：所述的增压单元还包括压力传感器，该压力传感器安装在所述汽化器的上游的输送管道上且与所述压力控制阀连接。
5.根据权利要求3所述的LNG泵并联布置的增压单元，其特征在于：每一所述的高压泵的下游安装连接有一稳压罐，以保证该高压泵运行时LNG输出压力的平稳。
6.根据权利要求3所述的LNG泵并联布置的增压单元，其特征在于：所述的增压单元还包括从所述高压泵连接到所述LNG储罐的气化管道，将该高压泵气化的挥发气输送至所述LNG储罐。
7.根据权利要求1所述的LNG泵并联布置的增压单元，其特征在于：所述的高压泵将LNG的压力升高到300barg及以上。
8.根据权利要求1所述的LNG泵并联布置的增压单元，其特征在于：所述的气体发动机为双燃料发动机或纯气体燃料发动机。
9.根据权利要求1所述的LNG泵并联布置的增压单元在陆上气体发动机试车台、轮船、深海平台或海上储气装置上的应用。
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