CN107387265A - 高压燃气双壁管通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压燃气双壁管通风系统，包括燃气系统，燃气系统包括燃气进气口和燃气回气口，燃气进气口、燃气回气口分别与双燃料发动机连通；抽风系统包括静压箱和至少一个抽风机；压缩空气系统包括空气源，空气源通过第一管路与第二外管连接，第一管路上沿空气流动方向依次设有第一减压阀和可调节流孔板，第一管路的末端设有控制阀；第二外管上设有第二截止阀。本发明采用高压燃气双壁管通风系统，能够确保双壁管燃气管的通风空气量是持续不断的，并且能够实时监测空气流动是否存在，实时监测可燃气体含量，降低可燃气体泄漏造成的危害。

Description

高压燃气双壁管通风系统

技术领域

本发明涉及一种高压燃气双壁管通风系统，更具体地说是涉及一种运用于船舶发动机气体燃料供给管系的一种高压燃气双壁管通风系统。

背景技术

随着全球环境的日益恶化和人们环保意识的逐渐加强，控制污染气体及温室气体排放的要求日益强烈。而作为国际贸易重要运输方式的航运业，船舶排放对大气造成的污染已引起了国际社会的广泛关注。迫于世界环境保护的压力，国际海事组织IMO不断出台新规则规范或对以往的规则进行修正，以期进一步控制国际航运气体排放。

为适应日益严格的海事环保法规的要求，必须要求船舶使用更为环保的发动机，由此带动了以液化天然气(LNG)为动力的双燃料船舶发动机的快速发展。

因气体燃料易燃易爆，双燃料发动机和燃气罐分别布置在机舱和甲板，根据SOLAS规定，燃气发动机的燃气供给系统在机舱内必须采用双壁管形式，防止燃气泄漏在机舱内部引起爆炸事故。为防止燃气泄露双壁管内外管环形空间内必须采用机械抽风，保证整个系统30次的换气次数和GVU内部空间-20mbar的负压要求，进气为机舱外安全区域，排气至安全位置(透气桅)，且抽气风机处需布置气体探测传感器。系统的风机的选型需要同时满足负压和流量的要求，尤其是风机的负压能力必须满足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高压燃气双壁管通风系统，用于双壁管内管燃气泄露时风机能够强制将燃气排出，从而将燃气双壁管燃气泄露造成的伤害风险降至最低限度。

为实现上述目的，本发明提供一种高压燃气双壁管通风系统，包括燃气系统，所述燃气系统包括燃气进气口和燃气回气口，所述燃气进气口通过第一双壁管与双燃料发动机的燃气进气接口连通，所述第一双壁管包括第一外管和第一内管，所述燃气进气口与所述第一内管连接，所述第一外管与抽风系统连接；所述燃气回气口通过第二双壁管与双燃料发动机的燃气回气接口连通，所述第二双壁管包括第二外管和第二内管，所述燃气回气口与所述第二内管连接，所述第二外管与压缩空气系统连接；所述抽风系统包括静压箱和至少一个抽风机，所述静压箱与所述第一外管的出风口连接，每个抽风机与所述静压箱连接，所述第一外管上设有第一截止阀；所述压缩空气系统包括空气源，所述空气源通过第一管路与所述第二外管连接，所述第一管路上沿空气流动方向依次设有第一减压阀和可调节流孔板，所述第一管路的末端设有控制阀；所述第二外管上设有第二截止阀。

优选地，每个抽风机的通风出口覆有防火网。

优选地，所述抽风机设有两个，每个抽风机与所述静压箱连接的通风管路上设有第一止回阀和蝶阀。

优选地，所述第一外管上设有空气进气管道，所述空气进气管道与外部空气连通，所述空气进气管道位于第一截止阀和所述静压箱之间，所述空气进气管道上设有第三截止阀。

优选地，所述第一外管上设有空气泄放管道，所述空气泄放管道与外部空气连通，所述空气泄放管道位于第一截止阀和所述静压箱之间，所述空气泄放管道上设有安全阀。

优选地，所述第一外管上设有两个压力表，分别布置在第一截止阀的上游和下游位置。

优选地，所述空气源的出口处还设有空气干燥器。

优选地，所述压缩空气系统还包括与所述第一管路并联的第二管路，所述第二管路的进气口与所述空气源连通，所述第二管路的出气口与所述控制阀连接，所述第二管路上设有管路分支和第二减压阀，所述管路分支的进气口位于所述第二减压阀的下游位置，所述管路分支的出气口与所述第一外管连通；所述管路分支上设有第二止回阀和第四截止阀。

优选地，所述双燃料发动机包括控制系统，所述第一外管上设有可燃气体探测装置，所述可燃气体探测装置位于所述第一截止阀的下游位置，所述第二外管上设有空气流量开关，所述空气流量开关位于第二截止阀的上游位置，所述可燃气体探测装置、所述空气流量开关、所述控制阀、所述抽风机分别与所述控制系统连接。

优选地，所述第二外管上还设有空气溢流管，所述空气溢流管靠近所述第一管路。

如上所述，本发明涉及的高压燃气双壁管通风系统，具有以下有益效果：

1、采用高压燃气双壁管通风系统，能够确保双壁管燃气管的通风空气量是持续不断的。

2、采用高压燃气双壁管通风系统，能够实时监测空气流动是否存在，实时监测可燃气体含量，降低可燃气体泄漏造成的危害。

附图说明

图1为本发明高压燃气双壁管通风系统的系统图。

图2为图1中A处的放大图。

图3为图1中B处的放大图。

元件标号说明

1 燃气系统

11 燃气进气口

12 燃气回气口

13 双燃料发动机

131 燃气进气接口

132 燃气回气接口

14 控制系统

2 第一双壁管

21 第一外管

22 第一内管

23 第一截止阀

24 空气进气管道

241 第三截止阀

25 空气泄放管道

251 安全阀

26 压力表

27 可燃气体探测装置

3 抽风系统

31 静压箱

32 抽风机

33 防火网

34 第一止回阀

35 蝶阀

4 第二双壁管

41 第二外管

42 第二内管

43 第二截止阀

44 空气流量开关

45 空气溢流管

51 空气源

52 第一管路

521 第一减压阀

522 可调节流孔板

53 控制阀

54 空气干燥器

55 第二管路

551 第二减压阀

56 管路分支

561 第二止回阀

562 第四截止阀

57 止回阀

6 甲板

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图3所示，本发明提供一种高压燃气双壁管通风系统，包括燃气系统1、抽风系统3、压缩空气系统。

所述燃气系统1包括燃气进气口11和燃气回气口12，所述燃气进气口11通过第一双壁管2与双燃料发动机13的燃气进气接口131连通，所述第一双壁管2包括第一外管21和第一内管22，所述燃气进气口11与所述第一内管22连接，所述第一外管21与抽风系统3连接；所述燃气回气口12通过第二双壁管4与双燃料发动机13的燃气回气接口132连通，所述第二双壁管4包括第二外管41和第二内管42，所述燃气回气口12与所述第二内管42连接，所述第二外管41与压缩空气系统连接，其中燃气进气口11和燃气回气口12必须布置在甲板6上，第一内管22和第二内管42在甲板下的部分必须包裹在各自的双壁管内。燃气自燃气进气口11进入，流过第一内管22，通过双燃料发动机13的燃气进气接口131进入双燃料发动机13后，从双燃料发动机13的燃气回气接口132流出，经过第二内管42从燃气回气口12回气。所述燃气进气接口131是双壁管接口，内管与第一内管22焊接在一起，外管与第一外管21焊接在一起；所述燃气回气接口132是双壁管接口，内管与第二内管42焊接在一起，外管与第二外管41焊接在一起。

如图1所示，所述抽风系统3包括静压箱31和至少一个抽风机32，抽风机32通常设置为两个，抽风机32对整个双壁管外管进行抽气并释放到露天安全位置，并保证换气次数至少30次/小时，所述抽风机32布置在一个安全的位置，所述抽风系统3的通风进气和排气，应分别来自和排向一个安全的位置。所述抽风系统3的进气应远离排气口，以尽可能减少吸入可燃气体或火星的危险，并将风机组成的通风出口区域建成一个危险围蔽处所，与其他区域隔开。两个所述抽风机32均为电动抽风机，并由双燃料发动机13的控制系统14控制，两者互为备用，每个抽风机32都应具有足够的通风能力为整个通风系统提供通风动力，如果所要求的通风能力丧失，在永久有人值班位置应发出听觉和视觉报警。当抽风机32工作时，整个双壁燃气管的外管通风压力低于大气压。所述静压箱31与所述第一外管21的出风口连接，每个抽风机32与所述静压箱31连接，所述静压箱31具有减少燃气双壁管通风系统的动压、增加静压、稳定气流和减少气流振动的作用，并且能够有效地阻止和减弱噪声，它可以使通风系统效果更加理想。

压缩空气系统是为了给整个双壁管外管提供干燥的空气，如图1所示，所述压缩空气系统包括空气源51，所述空气源51的出口处还可设有空气干燥器54，用于干燥流经的压缩空气，减少管路腐蚀。所述空气源51通过第一管路52与所述第二外管41连接，所述第一管路52上沿空气流动方向依次设有第一减压阀521和可调节流孔板522，所述第一管路52的末端设有控制阀53。所述可调节流孔板522安装在控制阀53前，起到节流作用降压作用，使通风系统进口空气压力接近大气压力。所述控制阀53是电磁阀，通过双燃料发动机13的控制系统14控制，通风系统运行时，通过一定的启动压力打开，使干燥的压缩空气流入。所述空气源51里的压缩空气经空气干燥器54干燥后通过第一减压阀521减压到5bar后穿过可调节流孔板522、控制阀53、止回阀57后进入通风进气第二外管41。优选地，所述第二外管41上还设有空气溢流管45，所述空气溢流管45靠近所述第一管路52，所述空气溢流管45安装在通风空气进口处，是为了避免通风空气进口压力增大始终保持在大气压力。优选地，所述第二外管41上设有空气流量开关44，所述空气流量开关44位于第二截止阀43的上游位置，安装在通风空气进口是为了监控空气流动是否存在，并反馈到双燃料发动机13的控制系统14。

如图1所示，所述第一外管21上设有第一截止阀23；所述第二外管41上设有第二截止阀43，所述第一截止阀23，第二截止阀43为手动操作阀，通风管系密性试验时使用，通风系统正常运行时，这两个截止阀常关。本发明涉及的所有的通风管和气体燃料管路，均应采用全焊透对接焊接头并应进行全部的射线检查，避免气孔、裂缝等问题。

如图1所示，优选地，每个抽风机32的通风出口覆有防火网33，避免火星的危险。优选地，每个抽风机32与所述静压箱31连接的通风管路上设有第一止回阀34和蝶阀35，第一止回阀34应安装在抽风机32的进气口前，为了防止抽气时，两个抽风机32运行时产生对吸。

如图1所示，优选地，所述第一外管21上设有空气进气管道24，所述空气进气管道24与外部空气连通，所述空气进气管道24位于第一截止阀23和所述静压箱31之间，所述空气进气管道24上设有第三截止阀241，第三截止阀241为通风空气进气阀，通风系统正常运行时关闭第三截止阀241。当抽风机抽吸试验时外管真空度相对于工作状态过高时，第三截止阀241将打开。打开第三截止阀241使空气流通，增加外管压力，使抽风机32吸气端压力恢复大气压，测试结束后关闭第三截止阀241。如图1所示，优选地，所述第一外管21上设有空气泄放管道25，所述空气泄放管道25与外部空气连通，所述空气泄放管道25位于第一截止阀23和所述静压箱31之间，所述空气泄放管道25上设有安全阀251，安全阀251可防止通风管路压力过高。优选地，所述第一外管21上设有两个压力表26，分别布置在第一截止阀23的上游和下游位置，所述压力表26用于测量通风系统的压力。

优选地，所述压缩空气系统还包括与所述第一管路52并联的第二管路55，所述第二管路55的进气口与所述空气源51连通，所述第二管路55的出气口与所述控制阀53连接，所述第二管路55上设有管路分支56和第二减压阀551，所述管路分支56的进气口位于所述第二减压阀551的下游位置，所述管路分支56的出气口与所述第一外管21连通；所述管路分支56上设有第二止回阀561和第四截止阀562。第二管路55用于气动操作控制阀53和通风管系通风验证试验时为通风外管提供空气，空气来源于空气源51经空气干燥器54干燥后经第二减压阀551减压后压力为7bar的压缩空气，一路用于气动控制控制阀53；一路用于经第二止回阀561和第四截止阀562与第一外管21相连。

优选地，所述双燃料发动机13包括控制系统14，所述第一外管21上设有可燃气体探测装置27，所述可燃气体探测装置27与所述控制系统14连接，所述可燃气体探测装置27位于所述第一截止阀23的下游位置，所述可燃气体探测装置27用于探测双壁管燃气泄露的发生，布置在第一外管21内，位置尽量靠近通风出口，即靠近抽风机32。所述可燃气体探测装置27设置两个，互为备用。所述可燃气体探测装置27在气体浓度达到爆炸下限的30％时，应能报警，以及在气体浓度达到爆炸下限的60％之前，可燃气体探测装置27应能反馈双燃料发动机控制系统14，让其切断向机器处所供应气体燃料。如果发生气体泄漏，在查出泄漏部位和修复之前，不得再供应气体燃料。当所述燃气系统有气体燃料时，所述抽风系统3应能始终保持运转。所述可燃气体探测装置27应为自检型，当某一探测装置通过自检发现自身故障，该探测装置的输出应能自动断开并发出报警，以避免探测装置故障导致错误的紧急停车，当任一探测装置失效时，其余气体探测装置仍应满足探测要求；所述可燃气体探测装置27的听觉和视觉报警器应位于驾驶台和机舱集控室内，且无任何延时。

使用本发明进行双壁管通风系统密性试验时，首先关闭第一截止阀23，第二截止阀43；打开第四截止阀562，打开空气源51，压缩空气经空气源51自动经过空气干燥器54干燥后经第二减压阀551减压到7bar进入通风外管，经过一定时间后，用肥皂水检验整个通风管路是否漏气。

使用本发明进行抽风机抽吸试验：关闭第一截止阀23，打开蝶阀35，打开抽风机32，通过压力表26检验真空度。当抽风机32抽吸试验时外管真空度过高时，打开第三截止阀241使空气流通，增加外管压力，使抽风机32吸气端压力恢复大气压，抽风机抽吸试验测试结束后关闭该阀。

燃气系统1正常运行时，通风系统抽风机32抽气前准备：打开第一截止阀23和第二截止阀43；打开蝶阀35；关闭外部空气进口第三截止阀241和第四截止阀562。压缩空气系统中，打开空气源51，通过双燃料发动机的控制系统14发出打开控制阀53指令，压缩空气经空气源51自动经过空气干燥器干燥后经减压阀19减压到7bar，气动启动控制阀53，压缩空气经可调节流孔板节流，使通风系统进口空气压力接近大气压力，空气由此进入通风外管，保持空气流通。打开抽风机32，抽吸外管内的压缩空气从抽风机出口排出，保持高压燃气双壁管通风系统通风畅通。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种高压燃气双壁管通风系统，其特征在于，包括燃气系统(1)，所述燃气系统(1)包括燃气进气口(11)和燃气回气口(12)，所述燃气进气口(11)通过第一双壁管(2)与双燃料发动机(13)的燃气进气接口(131)连通，所述第一双壁管(2)包括第一外管(21)和第一内管(22)，所述燃气进气口(11)与所述第一内管(22)连接，所述第一外管(21)与抽风系统(3)连接；所述燃气回气口(12)通过第二双壁管(4)与双燃料发动机(13)的燃气回气接口(132)连通，所述第二双壁管(4)包括第二外管(41)和第二内管(42)，所述燃气回气口(12)与所述第二内管(42)连接，所述第二外管(41)与压缩空气系统连接；所述抽风系统(3)包括静压箱(31)和至少一个抽风机(32)，所述静压箱(31)与所述第一外管(21)的出风口连接，每个抽风机(32)与所述静压箱(31)连接；所述压缩空气系统包括空气源(51)，所述空气源(51)通过第一管路(52)与所述第二外管(41)连接，所述第一管路(52)上沿空气流动方向依次设有第一减压阀(521)和可调节流孔板(522)，所述第一管路(52)的末端设有控制阀(53)；所述第一外管(21)上设有第一截止阀(23)，所述第二外管(41)上设有第二截止阀(43)。

2.根据权利要求1所述的高压燃气双壁管通风系统，其特征在于：每个抽风机(32)的通风出口覆有防火网(33)。

3.根据权利要求1或2所述的高压燃气双壁管通风系统，其特征在于：所述抽风机(32)设有两个，每个抽风机(32)与所述静压箱(31)连接的通风管路上设有第一止回阀(34)和蝶阀(35)。

4.根据权利要求3所述的高压燃气双壁管通风系统，其特征在于：所述第一外管(21)上设有空气进气管道(24)，所述空气进气管道(24)与外部空气连通，所述空气进气管道(24)位于第一截止阀(23)和所述静压箱(31)之间，所述空气进气管道(24)上设有第三截止阀(241)。

5.根据权利要求1所述的高压燃气双壁管通风系统，其特征在于：所述第一外管(21)上设有空气泄放管道(25)，所述空气泄放管道(25)与外部空气连通，所述空气泄放管道(25)位于第一截止阀(23)和所述静压箱(31)之间，所述空气泄放管道(25)上设有安全阀(251)。

6.根据权利要求1所述的高压燃气双壁管通风系统，其特征在于：所述第一外管(21)上设有两个压力表(26)，分别布置在第一截止阀(23)的上游和下游位置。

7.根据权利要求1所述的高压燃气双壁管通风系统，其特征在于：所述空气源(51)的出口处还设有空气干燥器(54)。

8.根据权利要求1所述的高压燃气双壁管通风系统，其特征在于：所述压缩空气系统还包括与所述第一管路(52)并联的第二管路(55)，所述第二管路(55)的进气口与所述空气源(51)连通，所述第二管路(55)的出气口与所述控制阀(53)连接，所述第二管路(55)上设有管路分支(56)和第二减压阀(551)，所述管路分支(56)的进气口位于所述第二减压阀(551)的下游位置，所述管路分支(56)的出气口与所述第一外管(21)连通；所述管路分支(56)上设有第二止回阀(561)和第四截止阀(562)。

9.根据权利要求1所述的高压燃气双壁管通风系统，其特征在于：所述双燃料发动机(13)包括控制系统(14)，所述第一外管(21)上设有可燃气体探测装置(27)，所述可燃气体探测装置(27)位于所述第一截止阀(23)的下游位置，所述第二外管(41)上设有空气流量开关(44)，所述空气流量开关(44)位于第二截止阀(43)的上游位置，所述可燃气体探测装置(27)、所述空气流量开关(44)、所述控制阀(53)、所述抽风机(32)分别与所述控制系统(14)连接。

10.根据权利要求1所述的高压燃气双壁管通风系统，其特征在于：所述第二外管(41)上还设有空气溢流管(45)，所述空气溢流管(45)靠近所述第一管路(52)。