CN109436279A - 舱柜节能系统及船舶 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种舱柜节能系统及船舶，涉及交通工具技术领域，该舱柜节能系统包括燃油储存舱、沉淀柜、预热管路、输送管路、第一分支管路和第二分支管路；预热管路分别与沉淀柜和输送管路流体连通，输送管路与沉淀柜流体连通；第一分支管路分别与输送管路和燃油储存舱流体连通，第二分支管路分别与预热管路和燃油储存舱流体连通；预热管路设有预热泵、加热器和第一控制阀；输送管路设有输送泵；第二分支管路设有第二控制阀。本发明提供的舱柜节能系统缓解了相关技术中在温度较低的环境下停止运行燃油预热系统，之后再次冷启动时，可能产生输送泵完全抽不动燃油的情况，对输送泵造成较大损害的技术问题。

Description

舱柜节能系统及船舶

技术领域

本发明涉及交通工具技术领域，尤其是涉及一种舱柜节能系统及船舶。

背景技术

船舶燃油输送系统中，需要将燃油从储存舱中输送至沉淀柜。储存舱中的燃油一般为重燃油，其黏度随温度不同变化差别极大，温度越高，黏度越低，如某一款重燃油在50℃下黏度为380cSt，而在0℃时接近20000cSt。黏度大会导致输送泵抽吸燃油时阻力大而增加功耗甚至无法泵送，因此有必要对燃油预先进行加热至一定温度以降低黏度再泵送。

目前运营船舶重油的传统加热方式是通过在船两侧的燃油舱内布置加热盘管，通过蒸汽加热重油来达到驳运条件。尽管这种方式能降低燃油黏度而节省能耗，但是弊端较多，比如能量利用率较低、局部高温、结垢、燃油残存等。为了解决燃油输送系统中加热盘管带来的问题，在日本已经采用一种新的加热方式来代替盘管——新型燃油转换装置(F.O.S系统)。F.O.S系统的主要设计思想是：在燃油储存舱中设置一个小隔舱，隔舱与储存舱相通，首先往小隔舱中泵入沉淀柜中的高温燃油，预热得到一定量的相对高温燃油，达到泵送条件，然后采用燃油输送泵抽吸燃油至沉淀柜，如此往复循环。

专利号为ZL2015 20749110.8的专利文件提供了一种“基于套管形式的船舶燃油预热系统”，可以一定程度减小热油往油舱冷油的散热，提高热交换效率，而且该方案稳定运行后泵出的相对高温燃油油温比较稳定，泵的负荷不会产生较大变化，有利于延长泵的使用寿命。

由于船舶运行过程中存在燃油消耗较低的工况，此时需要停止运行燃油预热系统，特别是在环境温度较低时，经过一段时间的冷机状态，套管由于长期处在低温油舱中，套管内燃油热量耗散殆尽，根据燃油黏度随温度降低急剧增加的特性，停机之后再次冷启动时，可能产生输送泵完全抽不动燃油的情况，对输送泵造成较大损害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种舱柜节能系统，以缓解相关技术中在温度较低的环境下停止运行燃油预热系统，之后再次冷启动时，可能产生输送泵完全抽不动燃油的情况，对输送泵造成较大损害的技术问题。

本发明提供的舱柜节能系统包括：燃油储存舱、沉淀柜、预热管路、输送管路、第一分支管路和第二分支管路；所述预热管路分别与所述沉淀柜和所述输送管路流体连通，所述输送管路与所述沉淀柜流体连通；所述第一分支管路分别与所述输送管路和所述燃油储存舱流体连通，所述第二分支管路分别与所述预热管路和所述燃油储存舱流体连通；

所述预热管路设有预热泵、加热器和第一控制阀，沿燃油的流动方向，所述加热器位于所述第一控制阀和所述第二分支管路的上游，所述第二分支管路与所述预热管路的连接点位于所述第一控制阀的上游；所述输送管路设有输送泵；所述第二分支管路设有第二控制阀。

可选的，所述预热泵的数量为两个，两个所述预热泵并联于所述预热管路。

可选的，所述预热泵的输出端设有预热压力检测件，所述预热压力检测件用于控制两个所述预热泵之间的切换。

可选的，所述输送泵的输入端设有第一输送压力检测件，所述第一输送压力检测件用于控制所述输送泵的关闭。

可选的，所述输送泵的输入端设有温度传感器。

可选的，所述输送泵的数量为两个，两个所述输送泵并联于所述输送管路。

可选的，所述输送泵的输出端设有第二输送压力检测件，所述第二输送压力检测件用于控制两个所述输送泵之间的切换。

可选的，所述舱柜节能系统还包括燃油日用柜，所述燃油日用柜位于所述沉淀柜与所述预热泵之间，并与所述预热管路流体连通。

可选的，所述沉淀柜设有多个液位开关，多个所述液位开关沿所述沉淀柜的延伸方向间隔分布。

本发明的目的还包括提供一种船舶，以缓解相关技术中在温度较低的环境下停止运行燃油预热系统，之后再次冷启动时，可能产生输送泵完全抽不动燃油的情况，对输送泵造成较大损害的技术问题。

本发明提供的船舶包括上述的舱柜节能系统。

本发明提供的舱柜节能系统及船舶，舱柜节能系统包括：燃油储存舱、沉淀柜、预热管路、输送管路、第一分支管路和第二分支管路；预热管路分别与沉淀柜和输送管路流体连通，输送管路与沉淀柜流体连通；第一分支管路分别与输送管路和燃油储存舱流体连通，第二分支管路分别与预热管路和燃油储存舱流体连通；预热管路设有预热泵、加热器和第一控制阀，沿燃油的流动方向，加热器位于第一控制阀和第二分支管路的上游，第二分支管路与预热管路的连接点位于第一控制阀的上游；输送管路设有输送泵；第二分支管路设有第二控制阀。长期停机再次启动舱柜节能系统时，第一控制阀打开，第二控制阀关闭，预热泵将沉淀柜中的燃油输送经过加热器，加热器对预热管路中的燃油进行加热，高温燃油通过第一分支管路被输送至燃油储存舱，降低燃油储存舱中燃油的黏度，防止在启动舱柜节能系统时，燃油温度低造成吸入阻力大；完成预热后，第一控制阀关闭和第二控制阀打开，预热泵与输送泵同时运行，预热管路中的高温燃油经第二分支管路进入燃油储存舱，以降低燃油储存舱内燃油的黏度，燃油储存舱中的燃油经第一分支管路进入输送管路。

与相关技术相比，本发明提供的舱柜燃油系统在长期停机后启动时，对燃油储存舱内燃油进行预热，防止在启动舱柜节能系统时，输送管内燃油温度低造成吸入阻力大，减小对输送泵的损害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的舱柜节能系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的舱柜节能系统的热交换箱的结构示意图。

图标：1－输送泵；110－输送管路；120－第一分支管路；130－蒸汽伴行管；2－预热泵；210－预热管路；220－第二分支管路；3－第一输送压力检测件；4－温度传感器；5－预热压力检测件；6－加热器；7－第一控制阀；8－第二控制阀；9－第二输送压力检测件；10－第一液位开关；11－第二液位开关；12－第三液位开关；13－第四液位开关；14－燃油储存舱；15－沉淀柜；16－燃油日用柜；17－热交换箱；171－罩壳；172－内管；173－外管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例提供的舱柜节能系统包括：燃油储存舱14、沉淀柜15、预热管路210、输送管路110、第一分支管路120和第二分支管路220；预热管路210分别与沉淀柜15和输送管路110流体连通，输送管路110与沉淀柜15流体连通；第一分支管路120分别与输送管路110和燃油储存舱14流体连通，第二分支管路220分别与预热管路210和燃油储存舱14流体连通；

预热管路210设有预热泵2、加热器6和第一控制阀7，沿燃油的流动方向，加热器6位于第一控制阀7和第二分支管路220的上游，第二分支管路220与预热管路210的连接点位于第一控制阀7的上游；输送管路110设有输送泵1；第二分支管路220设有第二控制阀8。

由于系统运行时，从输送泵1驳运到沉淀柜15的燃油温度远低于沉淀柜15的燃油温度，这就造成系统工作时燃油沉淀柜15内燃油温度不稳定，进入到燃油储存舱14内的热交换箱17的燃油温度不稳定，系统运行也不稳定；具体的，加热器6为蒸汽加热器或电加热器，加热器6出口端设置温控阀，加热器6出口端燃油温度维持在设定值，进入到热交换箱17内的燃油温度维持稳定，从而使系统运行稳定。

进一步的，舱柜节能系统还包括控制箱，第一控制阀7、第二控制阀8、加热器6、预热泵2和输送泵1均与控制箱信号连接，控制箱用于控制对应部件的开关状态。

具体的，燃油储存舱14设有热交换箱17，如图2所示，热交换箱17包括罩壳171、内管172和外管173，内管172和外管173均设于罩壳171的内部，外管173套设于内管172的外部，内管172的下端和外管173的下端均与燃油储存舱14连通，第一分支管路120通过外管173与燃油储存舱14连通，第二分支管通过内管172与燃油储存舱14连通。

若启动系统，则由于热交换箱17至燃油输送泵1部分燃油温度低，黏度大，输送泵1无法启动工作。本系统舱柜外的燃油管路处均有蒸汽伴行管130，蒸汽伴行管130与各段的燃油管路平行设置，平行设置的燃油管路和蒸汽伴行管130被包裹于隔热材料中，蒸汽伴行管130与产生蒸汽的设备连通，舱柜外的燃油管内的燃油即使系统停止工作，由于有蒸汽伴行管130，燃油管内的燃油温度也是可以达到驳运状态的；造成输送泵1不能启动的原因是位于燃油储存舱14内的燃油输送管由于无法布置加热盘管伴行加热，管内燃油温度低造成系统无法启动。在系统启动初始时刻，控制箱控制第一控制阀7自动开启，第二控制阀8自动关闭，预热泵2启动，高温燃油通过第一控制阀7注入到外管173与内管172之间的空间，外管173与内管172之间的低温燃油被高温燃油挤压到燃油储存舱14内，由于该过程中输送泵1为螺杆泵或齿轮泵，高温燃油不会通过输送泵1进入到沉淀柜15；完成预热后，第一控制阀7关闭，第二控制阀8打开，预热管路210的高温燃油通过第二分支管路220和内管172进入燃油储存舱14的热交换箱17内，在热交换箱17内加热和混合自燃油储存舱14进入热交换箱17内的低温燃油，降低燃油储存舱14内进入热交换箱17的燃油的粘度；输送泵1开启，输送泵1排量大于预热泵2，热交换箱17内形成负压，来自燃油储存舱14的低温燃油与来自预热泵2的高温燃油在热交换箱17内混合后被输送泵1泵送到燃油沉淀柜15。

可选的，预热泵2的数量为两个，两个预热泵2并联于预热管路210。

如图1所示，两个预热泵2均位于加热器6的上游，两个预热泵2并联，并连接于预热管路210中，两个预热泵2所在的管路上均设有两个开关阀，两个开关阀位于对应的预热泵2两侧，并与该预热泵2串联，需对预热泵2进行维护时，可通过两侧的开关阀关闭其所在的管路，方便操作。

在预热和输送过程中，其中一个预热泵2工作、另一预热泵2停止，当工作的预热泵2出现故障时，可使另一预热泵2进行工作，使预热和输送正常进行，避免对舱柜节能系统的运行产生影响。

可选的，预热泵2的输出端设有预热压力检测件5，预热压力检测件5用于控制两个预热泵2之间的切换。

具体的，预热压力检测件5可为压力传感器或压力开关等；本实施例中，预热压力检测件5为压力开关；预热压力检测件5位于预热泵2与加热器6之间，并与控制箱信号连接；预热压力检测件5用于检测预热泵2输出端的压力。预热泵2工作过程中，预热压力检测件5实时检测预热泵2输出端的压力，并将检测的压力值传送至控制箱，当检测预热泵2输出端的压力低于设定值时，预热泵2非正常工作，控制箱控制工作中的预热泵2停止，原停止的预热泵2工作，使预热泵2输出端的压力值恢复正常。根据预热压力检测件5检测的预热泵2输出端的压力，实现两个预热泵2之间的自动切换。

可选的，输送泵1的输入端设有第一输送压力检测件3，第一输送压力检测件3用于控制输送泵1的关闭。

第一输送压力检测件3为压力传感器或压力开关，用于实时检测输送泵1进口端的压力，并将检测的压力值输送至控制箱，当检测的输送泵1入口端的压力值低于设定值时，控制箱产生报警，并使输送泵1停止工作，保护输送泵1不会过载甚至损坏。

可选的，输送泵1的输入端设有温度传感器4。

如图1所示，温度传感器4位于第一输送压力检测件3的上游，并与控制箱信号连接，用于检测输送泵1输入端的温度，并将检测的温度输送至控制箱，预热泵2为变频泵，输送过程中，输送泵1入口端的温度传感器4将检测的温度值输送至控制箱，当检测的温度低于设定值时，控制箱控制预热泵2根据输送泵1入口端温度值加速运转，排量加大，由于输送泵1排量是固定的，注入到燃油储存舱14内的热交换箱17高温燃油增加，从燃油储存舱14内进入热交换箱17的低温燃油减少，输送泵1入口端油温上升，使输送泵1输入端的温度维持在设定范围内，反之亦然。

可选的，输送泵1的数量为两个，两个输送泵1并联于输送管路110。如图1所示，两个输送泵1并联，并连接于输送管路110中，两个输送泵1所在的管路上均设有两个开关阀，两个开关阀位于对应的输送泵1两侧，并与该输送泵1串联，需对输送泵1进行维护时，可通过两侧的开关阀关闭其所在的管路，方便操作。

输送过程中，其中一个输送泵1工作、另一输送泵1停止，当工作的输送泵1出现故障时，可使另一输送泵1进行工作，使输送正常进行，避免对舱柜节能系统的运行产生影响。

可选的，输送泵1的输出端设有第二输送压力检测件9，第二输送压力检测件9用于控制两个输送泵1之间的切换。

第二输送压力检测件9可为压力传感器或压力开关，本实施例中，第二输送压力检测件9为压力开关，具体的，第二输送压力检测件9位于两个输送泵1的下游，并与控制箱信号连接。输送泵1工作过程中，第二输送压力检测件9实时检测输送泵1输出端的压力，并将检测的压力值传送至控制箱，当检测输送泵1输出端的压力低于设定值时，输送泵1非正常工作，控制箱控制工作中的输送泵1停止，原停止的输送泵1工作，使输送泵1输出端的压力值恢复正常。根据第二输送压力检测件9检测的输送泵1输出端的压力，实现两个输送泵1之间的自动切换。

可选的，舱柜节能系统还包括燃油日用柜16，燃油日用柜16位于沉淀柜15与预热泵2之间，并与预热管路210流体连通。

沉淀柜15与燃油日用柜16连通，预热泵2的吸入端同时接入燃油日用柜16，作为预热泵2的吸入端澄清柜的备用，并且将燃油日用柜16中分油机分离不彻底的水和杂质泵送到燃油澄清舱；此外，燃油日用柜16用于储存经分油机净化后的燃油，并在此用蒸汽加热至90度左右，对燃油的加热起到辅助作用。

可选的，沉淀柜15设有多个液位开关，多个液位开关沿沉淀柜15的延伸方向间隔分布。

一些实施方式中，液位开关的数量可为两个、三个或四个等，本实施例中，液位开关的数量为四个，分别为第一液位开关10、第二液位开关11、第三液位开关12和第四液位开关13，四个液位开关沿沉淀柜15的高度方向间隔分布，并均与控制箱信号连接，分别实现液位高报警，输送泵1停止工作，预热泵2启动，液位低报警的功能，使得系统自动可靠运行。

具体的，沉淀柜15内液位低于第三液位开关12所在位置时，则第三液位开关12向控制箱发出信号，控制箱控制预热泵2和输送泵1启动；液位高于第二液位开关11所在位置时，则第二液位开关11向控制箱发出信号，控制箱控制预热泵2和输送泵1停止运转；当第二液位开关11损坏时，液位升到第二液位开关11处后继续上升，液位高于第一液位开关10所在位置时，第一液位开关10向控制箱发送信号，则系统发出报警信号，系统因故障没有停止运行，提醒沉淀柜15内液位过高，需要人工停止系统运行；当第三液位开关12损坏时，液面下降至第四液位开关13处后继续下降，液位低于第四液位开关13所在位置时，第四液位开关13向控制箱发送信号，则系统发出报警信号，提醒沉淀柜15内液位过低，系统因故障没有启动，需要人工启动系统运行。

本发明实施例的目的还包括提供一种船舶，以缓解相关技术中在温度较低的环境下停止运行燃油预热系统，之后再次冷启动时，可能产生输送泵1完全抽不动燃油的情况，对输送泵1造成较大损害的技术问题。

本发明实施例提供的船舶包括上述的舱柜节能系统。

本发明实施例提供的舱柜节能系统及船舶，舱柜节能系统包括：燃油储存舱14、沉淀柜15、预热管路210、输送管路110、第一分支管路120和第二分支管路220；预热管路210分别与沉淀柜15和输送管路110流体连通，输送管路110与沉淀柜15流体连通；第一分支管路120分别与输送管路110和燃油储存舱14流体连通，第二分支管路220分别与预热管路210和燃油储存舱14流体连通；预热管路210设有预热泵2、加热器6和第一控制阀7，沿燃油的流动方向，加热器6位于第一控制阀7和第二分支管路220的上游，第二分支管路220与预热管路210的连接点位于第一控制阀7的上游；输送管路110设有输送泵1；第二分支管路220设有第二控制阀8。长期停机再次启动舱柜节能系统时，第一控制阀7打开，第二控制阀8关闭，预热泵2将沉淀柜15中的燃油输送经过加热器6，加热器6对预热管路210中的燃油进行加热，高温燃油通过第一分支管路120被输送至燃油储存舱14，降低燃油储存舱14中燃油的黏度，防止在启动舱柜节能系统时，燃油温度低造成吸入阻力大；完成预热后，第一控制阀7关闭和第二控制阀8同时打开，预热泵2与输送泵1同时运行，预热管路210中的高温燃油经第二分支管路220进入燃油储存舱14，以降低燃油储存舱14内燃油的黏度，燃油储存舱14中的燃油经第一分支管路120进入输送管路110。

与相关技术相比，本发明实施例提供的舱柜燃油系统在长期停机后启动时，对燃油储存舱14内燃油进行预热，防止在启动舱柜节能系统时，输送管内燃油温度低造成吸入阻力大，减小对输送泵1的损害。燃油在低温时黏度大，燃油储存舱14内的燃油需要加热到一定温度比如40度才能用于输送泵1驳运，本发明利用来自燃油澄清舱内的高温燃油在热交换箱17内与来自燃油储存舱14内的低温燃油混合，达到驳运温度要求后被输送泵1泵送至沉淀柜15。燃油储存舱14内的燃油无需加热，节约了能量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种舱柜节能系统，其特征在于，包括：燃油储存舱、沉淀柜、预热管路、输送管路、第一分支管路和第二分支管路；所述预热管路分别与所述沉淀柜和所述输送管路流体连通，所述输送管路与所述沉淀柜流体连通；所述第一分支管路分别与所述输送管路和所述燃油储存舱流体连通，所述第二分支管路分别与所述预热管路和所述燃油储存舱流体连通；

所述预热管路设有预热泵、加热器和第一控制阀，沿燃油的流动方向，所述加热器位于所述第一控制阀和所述第二分支管路的上游，所述第二分支管路与所述预热管路的连接点位于所述第一控制阀的上游；所述输送管路设有输送泵；所述第二分支管路设有第二控制阀。

2.根据权利要求1所述的舱柜节能系统，其特征在于，所述预热泵的数量为两个，两个所述预热泵并联于所述预热管路。

3.根据权利要求2所述的舱柜节能系统，其特征在于，所述预热泵的输出端设有预热压力检测件，所述预热压力检测件用于控制两个所述预热泵之间的切换。

4.根据权利要求3所述的舱柜节能系统，其特征在于，所述输送泵的输入端设有第一输送压力检测件，所述第一输送压力检测件用于控制所述输送泵的关闭。

5.根据权利要求4所述的舱柜节能系统，其特征在于，所述输送泵的输入端设有温度传感器。

6.根据权利要求4所述的舱柜节能系统，其特征在于，所述输送泵的数量为两个，两个所述输送泵并联于所述输送管路。

7.根据权利要求6所述的舱柜节能系统，其特征在于，所述输送泵的输出端设有第二输送压力检测件，所述第二输送压力检测件用于控制两个所述输送泵之间的切换。

8.根据权利要求1所述的舱柜节能系统，其特征在于，所述舱柜节能系统还包括燃油日用柜，所述燃油日用柜位于所述沉淀柜与所述预热泵之间，并与所述预热管路流体连通。

9.根据权利要求1所述的舱柜节能系统，其特征在于，所述沉淀柜设有多个液位开关，多个所述液位开关沿所述沉淀柜的延伸方向间隔分布。

10.一种船舶，其特征在于，包括权利要求1－9任一项所述的舱柜节能系统。