CN109519961A - 双燃料lng船燃气输送管路通风系统及通风控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双燃料LNG船燃气输送管路通风系统及通风控制方法，通风系统包括阀控单元、发电机、锅炉和抽风机，阀控单元和发电机包括多组，各发电机的一侧通过管道与进风口连接，各发电机的另一侧通过双层管道与各组阀控单元的一侧分别连接，各组阀控单元的另一侧通过双层管道共同连接有进风口和LNG进口，各组阀控单元出风侧通过管道共同通过抽风机连接至出风口，锅炉的一侧通过管道与进风口连接，锅炉的另一侧通过双层管道与一组阀控单元的一侧连接，该一组阀控单元的另一侧通过双层管道共同连接有进风口和LNG进口。本发明通过通风系统的整合并联，为机舱狭小船舶简化双层管系统设计，提高抽风机使用效率，大幅降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及水上交通运输装备制造技术领域，具体涉及一种双燃料动力汽车滚装船的机舱内发电机和锅炉使用燃气模式下相关的通风系统设计和布置及其通风控制方法。
背景技术
随着国际海事组织和各国政府对船舶排放控制规定的出台和生效，为减少尾气中Sox、NOx等气体的危害，LNG作为清洁能源的代表越来越受到船舶行业的关注。对比常规船舶，LNG燃料船首先需要解决的是如何实现使用LNG设备燃烧LNG时安全通风以及将废气安全排出机舱。
附图2给出了现行LNG船发电机和锅炉管路及通风系统设计原理：发电机和锅炉双层管为独立通风系统，发电机根据一用一备关系，也存在独立通风系统设计，互不干扰。每套独立系统通过一台抽风机（也有采用一用一备共2台）来实现通风抽出机舱。
从附图2中可知现有设计上，管路总量和风机总量上较多，对机舱和风机区域的空间要求较大，同时增加更多的制造安装检查工时，系统上显得冗余。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种双燃料LNG船燃气输送管路通风系统及通风控制方法，减少设计物量和制造成本，为机舱狭小船舶简化双层管系统设计，提高抽风机使用效率，大幅降低成本。
技术方案：本发明所述的一种双燃料LNG船燃气输送管路通风系统，包括阀控单元、发电机、锅炉和抽风机，所述的阀控单元和发电机包括多组，各发电机的一侧通过管道与进风口连接，各发电机的另一侧通过双层管道与各组阀控单元的一侧分别连接，各组阀控单元的另一侧通过双层管道共同连接有进风口和LNG进口，所述各组阀控单元出风侧通过管道共同通过抽风机连接至出风口，所述锅炉的一侧通过管道与进风口连接，锅炉的另一侧通过双层管道与一组阀控单元的一侧连接，该一组阀控单元的另一侧通过双层管道共同连接有进风口和LNG进口。
进一步的，一组发电机各对应连接一组阀控单元，一个锅炉对应连接一组阀控单元。
进一步的，所述管道采用单层通风管道；所述双层管道采用双层通风管道，内层为LNG燃气管道，外层为通风管道。
进一步的，所述进风口设置于机舱内的安全区域，出风口设置于机舱外。
进一步的，所述进风口设置单向截止阀门和气体探测器。
进一步的，所述抽风机包括至少两台且相互并联连接，即一台运行一台备用的抽风设备。
进一步的，所述进风口的入口处设有节流孔板。
进一步的，所述阀控单元与发电机之间还连接有切换管路，切换管路上设有切换法兰。
本发明还公开了上述一种双燃料LNG船燃气输送管路通风系统的通风控制方法，包括如下步骤：
（1）规范准则输入；
（2）对管路压损和风量分别进行计算：
a)风量计算：对换气频次、换气容积以及换气余量进行计算得出规范要求的最小风量要求；
a)管路压损计算：通过CFD软件建模、分析各管件的压损值，通过与单层管压损值的拟合，得出合适压损系数，将管路简化为单层管，进行压损计算；为了使各部分的通风量都能满足规范要求，通过调整进风口入口处的节流孔板，平衡各并联管路之间的压损，进而平衡风量；
b)考虑到各设备后期可能出现故障，模拟各设备出现故障的情况，分别计算各工况下并联通风支路的压损、节流孔板的孔径；
c)选取适用工况最广的节流孔板，使得设备故障发生时少调或者不需要调整节流孔板，依然能够实现通风系统的正常运行；
（3）根据通风管路的压损要求与风量要求，选取风机，校核。
有益效果：本发明通过通风系统的整合并联，为机舱狭小船舶简化双层管系统设计，提高抽风机使用效率，大幅降低成本。
附图说明
图1为本发明的通风系统原理示意图；
图2为现有通风系统的原理示意图；
图3为进风口处节流装置示意图；
图4为发电机进阀控单元处截止和切换装置示意图；
图5为本发明的通风系统的通风方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
如图1所示的一种双燃料LNG船燃气输送管路通风系统，包括阀控单元、发电机、锅炉和抽风机，所述的阀控单元和发电机包括多组，各发电机的一侧通过管道与进风口连接，各发电机的另一侧通过双层管道与各组阀控单元的一侧分别连接，各组阀控单元的另一侧通过双层管道共同连接有进风口和LNG进口，所述各组阀控单元出风侧通过管道共同通过抽风机连接至出风口，所述锅炉的一侧通过管道与进风口连接，锅炉的另一侧通过双层管道与一组阀控单元的一侧连接，该一组阀控单元的另一侧通过双层管道共同连接有进风口和LNG进口，其中一组发电机各对应连接一组阀控单元，一个锅炉对应连接一组阀控单元。
优选的，所述管道采用单层通风管道；所述双层管道采用双层通风管道，内层为LNG燃气管道，外层为通风管道。
优选的，所述进风口设置与机舱内的安全区域，出风口设置与机舱外。
优选的，所述抽风机包括至少两台相互并联连接的抽风设备，其中一台正常使用，其余作为后备使用。
从附图1可知，新型的通风系统将所有发电机阀控单元侧吸气口合并为1路，与锅炉阀控单元吸气口分开；并将阀控单元出风口全部合并为1路，来实现并联，通过一根管路连接到风机单元，使得低压通风系统风机数量保持为一用一备的最小数量，同时大大优化了双层管配管，减少了管路冗余设计。
附图2可知现有的通风系统，发电机和锅炉均为独立系统，管路和风机相互独立，虽在控制上比较便利，但物量和安装成本较高，且对机舱和风机布置空间要求较大。
图3所示的本通风系统中的进风口的结构，通过在各个吸气口侧设置节流孔板，使各通风支路均有足够的通风量。具体的，通过在进风口处的外层通风管1上设置节流孔板3和单向摆阀4，内层为LNG燃气管2。为了减轻船员后期维护的劳动强度，通过计算模拟对各种可能出现的维修工况进行校核，选择合适的节流孔板尺寸，使得一种节流孔板口径能满足各通风支路在不同维修工况下的通风量要求，变工况时，也无需更换孔板，仅需更改切换法兰开关状态即可。
通过在各个进风口侧设置节流孔板，使各通风支路均有足够的通风量；通过在各个进气口侧设置单向截止阀，可以防止双层管内部出现泄漏时，燃气不会通过进气口逃逸至机舱，发生危险；通过在吸气口侧上方附近设置气体探测器，可以防止机舱侧出现燃气泄漏时，燃气在吸入时及时输出报警并指示系统采取切断燃气模式。
为满足机舱安全要求，系统通过设置单向截止阀门（单向摆阀）和气体探测器7，实现了燃气出现内部泄漏时燃气不会进入机舱区域,燃气出现机舱侧泄漏时实现报警以至于实现系统停止运行，燃气不会进入双层管通风系统并。
图4为发电机进阀控单元处截止和切换装置示意图。在正常双层管道旁边并联连接有切换管道，切换管道上设有切换法兰5，双层管道上设有截止法兰6。当发电机或锅炉需要拆解、维修时，可通过更换切换法兰的方式来实现发电机、锅炉燃气双层管的通风切断，保障其余发电机或锅炉的正常运行。
此外，燃气双层管从机舱（燃气安全区域）吸风，为保证在燃气发生泄漏时能及时发现、确保安全，设计上特别在吸风口设置了止回阀、并且在上方设置了气体探头。
如图5所示，本发明的一种双燃料LNG船燃气输送管路通风系统的通风控制方法，包括如下步骤：
（1）规范准则输入；
（2）对管路压损和风量分别进行计算：
a)风量计算：对换气频次、换气容积以及换气余量进行计算得出规范要求的最小风量要求；
b)管路压损计算：通过CFD软件建模、分析各管件的压损值，通过与单层管压损值的拟合，得出合适压损系数，将管路简化为单层管，进行压损计算；为了使各部分的通风量都能满足规范要求，通过调整进风口入口处的节流孔板，平衡各并联管路之间的压损，进而平衡风量；
c)考虑到各设备后期可能出现故障，模拟各设备出现故障的情况，分别计算各工况下并联通风支路的压损、节流孔板的孔径；
d)选取适用工况最广的节流孔板，使得设备故障发生时少调或者不需要调整节流孔板，依然能够实现通风系统的正常运行。
（3）根据通风管路的压损要求与风量要求，选取风机，校核。
当实际验证与设计不吻合时，通过各种工况下节流孔板的设定，寻求一组孔板可同时满足各个工况通风的要求，便于操作和维护。
本发明通过通风系统的整合并联，为机舱狭小船舶简化双层管系统设计，提高抽风机使用效率，大幅降低成本。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种双燃料LNG船燃气输送管路通风系统，其特征在于：包括阀控单元、发电机、锅炉和抽风机，所述的阀控单元和发电机包括多组，各发电机的一侧通过管道与进风口连接，各发电机的另一侧通过双层管道与各组阀控单元的一侧分别连接，各组阀控单元的另一侧通过双层管道共同连接有进风口和LNG进口，所述各组阀控单元出风侧通过管道共同通过抽风机连接至出风口，所述锅炉的一侧通过管道与进风口连接，锅炉的另一侧通过双层管道与一组阀控单元的一侧连接，该一组阀控单元的另一侧通过双层管道共同连接有进风口和LNG进口。
2.根据权利要求1所述的一种双燃料LNG船燃气输送管路通风系统，其特征在于：一组发电机各对应连接一组阀控单元，一个锅炉对应连接一组阀控单元。
3.根据权利要求1所述的一种双燃料LNG船燃气输送管路通风系统，其特征在于：所述管道采用单层通风管道；所述双层管道采用双层通风管道，内层为LNG燃气管道，外层为通风管道。
4.根据权利要求1所述的一种双燃料LNG船燃气输送管路通风系统，其特征在于：所述进风口设置于机舱内的安全区域，出风口设置于机舱外。
5.根据权利要求4所述的一种双燃料LNG船燃气输送管路通风系统，其特征在于：所述进风口设置单向截止阀门和气体探测器。
6.根据权利要求1所述的一种双燃料LNG船燃气输送管路通风系统，其特征在于：所述抽风机包括至少两台且相互并联连接，即一台运行一台备用的抽风设备。
7.根据权利要求1所述的一种双燃料LNG船燃气输送管路通风系统，其特征在于：所述进风口的入口处设有节流孔板。
8.根据权利要求1所述的一种双燃料LNG船燃气输送管路通风系统，其特征在于：所述阀控单元与发电机之间还连接有切换管路，切换管路上设有切换法兰。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种双燃料LNG船燃气输送管路通风系统的通风控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）规范准则输入；
（2）对管路压损和风量分别进行计算：
a)风量计算：对换气频次、换气容积以及换气余量进行计算得出规范要求的最小风量要求；
b)管路压损计算：通过CFD软件建模、分析各管件的压损值，通过与单层管压损值的拟合，得出合适压损系数，将管路简化为单层管，进行压损计算；为了使各部分的通风量都能满足规范要求，通过调整进风口入口处的节流孔板，平衡各并联管路之间的压损，进而平衡风量；
c)考虑到各设备后期可能出现故障，模拟各设备出现故障的情况，分别计算各工况下并联通风支路的压损、节流孔板的孔径；
d)选取适用工况最广的节流孔板，使得设备故障发生时少调或者不需要调整节流孔板，依然能够实现通风系统的正常运行；
（3）根据通风管路的压损要求与风量要求，选取风机，校核。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190326 |