CN110356509B - 双燃料油船供气系统及油船 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双燃料油船供气系统及油船，所述双燃料油船供气系统包括：LNG燃料舱，所述LNG燃料舱设置在主甲板的上方并位于上层建筑前的主甲板左右舷两侧；机舱，所述机舱设置于所述主甲板的下方；燃气处理间，所述燃气处理间设置于所述主甲板的上方，其中，所述LNG燃料舱内的燃料输送至所述燃气处理间进行处理，并输送至所述机舱内的用气设备。本发明解决了大型双燃料油船上使用LNG作为燃料动力的储存和供气系统输送布置的问题，对船上燃料选择提供了更大的灵活性，同时本发明不影响货物的装载量，与同类型传统常规型燃料油船相比保持不变。

Description

双燃料油船供气系统及油船
技术领域
本发明涉及一种双燃料油船供气系统及油船。
背景技术
面对未来严格的“Tier III”排放，目前主要有两种应对思路：或者沿用传统燃油，采用后处理装置；或者采用天然气动力系统。
采用后处理装置的主要方案有：在排气系统中加装NOx后处理装置-选择性催化还原反应装置(SCR)；废气再循环(EGR)；脱硫洗涤塔(Scrubber)；使用专门提炼的低硫油(MGO)。但是，采用以上这些后处理装置方案除了需要初期设备成本的投入外，还需要在投入使用后付出相当费用的运行和维护成本。
天然气由于其热值高、不含硫、燃烧清洁、排放较低而将成为未来绿色环保型船的首选燃料。国外的研究资料表明，采用天然气作为燃料，各类排放降低十分显著。
兼容传统燃油又能燃用天然气的双燃料动力系统，不仅能够使碳、硫、微粒、油渣等污染物的排放大大减少，而且可以大大降低燃料的成本费用。随着Tier III废气排放的实施，以及天然气价格优势，越来越多的油船东倾向于使用双燃料推进系统来为船舶提供动力，未来新造的油船舶更多的将会直接采用双燃料推进或是获得可供改装成双燃料推进的船级符号，以降低航运成本，满足日益严格的环保要求。双燃料动力系统的超大型油船将是未来的主流趋势，具有非常广阔的市场空间。
目前国内已有的LNG动力系统舱容较小，一般不超过2000立方。研究大容量LNG动力系统的解决技术方案，是解决超大型油船和其他大型远洋船舶装备双燃料动力系统，满足最新的IGF CODE、ISO规则和船级社规范要求，实现国际间安全航运的必要保证。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中LNG燃料舱的容积大，LNG燃料供气系统复杂、布局困难缺陷，提供一种双燃料油船供气系统及油船。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种双燃料油船供气系统，其特点在于，所述双燃料油船供气系统包括：
LNG燃料舱，所述LNG燃料舱设置在主甲板的上方并位于上层建筑前的主甲板左右舷两侧；
机舱，所述机舱设置于所述主甲板的下方；
燃气处理间，所述燃气处理间设置于所述主甲板的上方，其中，所述LNG燃料舱内的燃料输送至所述燃气处理间进行处理，并输送至所述机舱内的用气设备。
LNG燃料舱采用IMO C型储罐，布置在开敞的货舱区域主甲板上，考虑主甲板上货油装卸油站、相关货油管系及带缆区域布置，并结合驾驶室人员在船舶航行时对操作视线范围的要求。所述LNG燃料舱由于布置在露天甲板具有足够的自然通风，其周围无需另设气体探测、通风等布置，水雾系统应覆盖所述LNG燃料舱的暴露部分；LNG燃料舱的穹顶(DOME)位于所述LNG燃料舱上方。
本方案中的LNG燃料舱布置在上层建筑区域前方安全可靠，满足IGF规范要求，各项技术指标正常稳定。不影响货物的装载量，与同类型传统常规型燃料油船相比保持不变。通过设置两个LNG燃料舱，满足一次加注可至少航行一个来回的要求。
较佳地，所述机舱内设置有双燃料主机、双燃料发电机组以及双燃料蒸汽锅炉。
较佳地，所述燃气处理间设置在所述LNG燃料舱的前方。
较佳地，所述燃气处理间布置在右舷的所述LNG燃料舱的侧向靠船舯位置。
较佳地，所述燃气处理间的舱室顶部与右舷的所述LNG燃料舱的穹顶之间布置有通道连接。
较佳地，所述燃气处理间布置在两个所述LNG燃料舱的中间靠后位置。
较佳地，所述燃气处理间与主甲板的集管区域错层布置。
较佳地，所述燃气处理间通过两侧的支撑腿支撑在所述主甲板上，所述支撑腿的高度高于所述集管区域的高度。
较佳地，所述双燃料油船供气系统包括LNG透气桅，所述LNG透气桅布置在主甲板上的所述LNG燃料舱的前方的靠船舯位置。
较佳地，所述双燃料油船供气系统包括加注站，所述加注站布置在所述主甲板上的所述LNG燃料舱前方的左右舷两侧。本方案设置两个加注站，其布置应确保加注作业不会对人员、环境或船舶造成危险。加注站具有足够的自然通风。为避免LNG燃料泄露接触到船体结构造成可能的低温冻伤，所述加注站需配置水喷淋系统，对任何溢出的燃料进行安全保护。
较佳地，所述LNG燃料舱内设置有LNG潜液式燃料泵。
较佳地，燃料通过所述LNG潜液式燃料泵输送至LNG气化器及NG升温加热器，经LNG主机缓冲罐后通向双燃料主机。
较佳地，燃料通过所述LNG潜液式燃料泵输送至LNG气化器及NG升温加热器，经减压阀组减压后分为两路，一路向双燃料发电机组供气使用，另一路向双燃料蒸汽锅炉供气使用。
较佳地，所述双燃料油船供气系统还包括BOG压缩机组，所述BOG压缩机组设置于所述燃气处理间内。
较佳地，所述LNG燃料舱内的蒸发气体经过所述BOG压缩机组单元后，通往LNG辅机缓冲罐，并分别向双燃料发电机组和双燃料蒸汽锅炉供气使用。
较佳地，所述燃气处理间内设置有双燃料主机的燃气主阀、双燃料发电机组的燃气主阀、双燃料蒸汽锅炉的燃气主阀、水乙二醇溶液热交换器、LNG气化器、NG升温加热器和BOG压缩机组。
一种油船，其特点在于，其包括所述双燃料油船供气系统。
本发明的积极进步效果在于：本发明解决了大型双燃料油船上使用LNG作为燃料动力的储存和供气系统输送布置的问题，对船上燃料选择提供了更大的灵活性，同时本发明不影响货物的装载量，与同类型传统常规型燃料油船相比保持不变。
附图说明
图1为本发明实施例1的油船的侧视示意图。
图2为本发明实施例1的油船的右视示意图。
图3为本发明实施例1的油船的俯视示意图。
图4为本发明实施例2的油船的右视示意图。
图5为本发明实施例2的油船的俯视示意图。
图6为本发明实施例3的油船的右视示意图。
图7为本发明实施例3的油船的俯视示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
图1-图7中的附图标记如下：1、燃气处理间；2、LNG透气桅；3a和3b、加注站；4a和4b、LNG燃料舱；5a和5b、LNG燃料舱的穹顶；6、主甲板；7、双燃料主机；8、机舱三甲板；9、双燃料发电机组；10、双燃料发电机组燃气阀组单元；11、双燃料蒸汽锅炉燃气阀组单元；12、双燃料蒸汽锅炉；13、机舱二甲板；14a和14b、BOG压缩机组(包括其进出口热交换器)；15、LNG主机缓冲罐；16、LNG辅机缓冲罐；17a、双燃料主机燃气主阀；17b、双燃料发电机组燃气主阀；17c、双燃料蒸汽锅炉燃气主阀；18、水乙二醇溶液热交换器；19、LNG气化器及NG升温加热器；20、上层建筑；21、主甲板集管区域。
实施例1
如图1-图3所示，本发明公开了一种油船，其包括双燃料油船供气系统。双燃料油船供气系统。本实施例中双燃料油船供气系统包括LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b，LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b设置在主甲板6的上方并位于上层建筑20前的主甲板6左右舷两侧。
本实施例中双燃料油船供气系统还包括机舱，机舱设置于主甲板6的下方。双燃料发电机组燃气阀组单元10布置在双燃料发电机组9后方；双燃料蒸汽锅炉燃气阀组单元11布置在双燃料蒸汽锅炉12前方；双燃料主机燃气阀组单元11由主机厂直接安装在双燃料主机7上。
燃气处理间1，燃气处理间1设置于主甲板6的上方，其中，LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b内的燃料输送至燃气处理间1进行处理，并输送至机舱内的用气设备。
LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b采用IMO C型储罐，布置在开敞的货舱区域主甲板6上，考虑主甲板6上货油装卸油站、相关货油管系及带缆区域布置，并结合驾驶室人员在船舶航行时对操作视线范围的要求。LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b由于布置在露天甲板具有足够的自然通风，其周围无需另设气体探测、通风等布置，水雾系统应覆盖LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b的暴露部分；LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b的穹顶5a和穹顶5b(DOME)位于LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b上方。
本方案中的LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b布置在上层建筑20区域前方安全可靠，满足IGF规范要求，各项技术指标正常稳定。不影响货物的装载量，与同类型传统常规型燃料油船相比保持不变。通过设置两个LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b，满足一次加注可至少航行一个来回的要求。
如图1、图2和图3所示，本实施例的燃气处理间1设置在LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b的前方。
如图1和图2所示，本实施例的双燃料油船供气系统包括LNG透气桅2，LNG透气桅2布置在主甲板6上的LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b的前方的靠船舯位置。
如图2和图3所示，本实施例的双燃料油船供气系统包括加注站3a和加注站3b，加注站3a和加注站3b布置在主甲板6上的LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b前方的左右舷两侧。本方案设置两个加注站3a和加注站3b，其布置应确保加注作业不会对人员、环境或船舶造成危险。加注站3a和加注站3b具有足够的自然通风。为避免LNG燃料泄露接触到船体结构造成可能的低温冻伤，加注站3a和加注站3b需配置水喷淋系统，对任何溢出的燃料进行安全保护。
本实施例中，LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b内设置有LNG潜液式燃料泵。燃料通过LNG潜液式燃料泵输送至LNG气化器及NG升温加热器19，经LNG主机缓冲罐15后通向双燃料主机7。具体实施中，LNG中压供气系统中的LNG由LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b内的LNG潜液式燃料泵输送至LNG气化器及NG升温加热器19，经LNG主机缓冲罐15后通向双燃料主机燃气总管，经过双燃料主机燃气主阀17a向双燃料主机7进行LNG供气使用。
本实施例中，燃料通过LNG潜液式燃料泵输送至LNG气化器及NG升温加热器，经减压阀组减压后分为两路，一路向双燃料发电机组9供气使用，另一路向双燃料蒸汽锅炉12供气使用。具体来说，LNG低压供气系统中的LNG由LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b内的LNG潜液式燃料泵输送至LNG气化器及NG升温加热器19，经减压阀组减压后分为两路，一路经双燃料发电机组燃气主阀17b向双燃料发电机组9进行LNG供气使用，另一路供气则是经双燃料蒸汽锅炉燃气主阀17c向双燃料蒸汽锅炉12进行LNG供气使用。
本实施例中，双燃料油船供气系统还包括BOG压缩机组14a和BOG压缩机组14b，BOG压缩机组14a和BOG压缩机组14b设置于燃气处理间1内。
本实施例中，LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b内的蒸发气体经过BOG压缩机组14a和BOG压缩机组14b单元后，通往LNG辅机缓冲罐16，与其出口LNG低压系统燃气管路合并，并分别向双燃料发电机组9和双燃料蒸汽锅炉12供气使用。
如图3所示，燃气处理间1内设置有双燃料主机的燃气主阀17a、双燃料发电机组的燃气主阀17b、双燃料蒸汽锅炉的燃气主阀17c、水乙二醇溶液热交换器18、LNG气化器及NG升温加热器19、BOG压缩机组14a和BOG压缩机组14b。
实施例2
如图4和图5所示为本实施例的作为燃气处理间1的第二种布置方式。其中，燃气处理间1布置在主甲板6上右舷LNG燃料舱4b侧向靠船舯位置，燃气处理间1舱室顶部与右舷LNG燃料舱4b上的LNG燃料舱的穹顶5b区域间布置有通道连接。该布置方案对主甲板上集管、仪器仪表、洗舱机、舱口盖和系泊设备等的布置影响较小。
实施例3
如图6和图7所示为本实施例的作为燃气处理间的第三种布置方式。燃气处理间1布置在主甲板6上两个LNG燃料舱4a和LNG燃料舱4b中间靠后位置，燃气处理间1与该集管区域21错层布置，通过房间两侧的支撑腿支撑在主甲板6上，支撑腿高度高于甲板集管高度。燃气处理间1舱室顶部与LNG燃料舱4a/LNG燃料舱4b上的LNG燃料舱的穹顶5a/穹顶b区域间布置有通道连接。该布置方案不影响主甲板上集管、仪器仪表、洗舱机、舱口盖和系泊设备等的布置。
应用本发明，形成一型以LNG为燃料动力的大型双燃料油船方案可满足最新NOxTier III排放要求和2020年全球航行0.5％硫含量上限的环保要求，达到2025年EEDI第三阶段要求，节能环保和经济性方面均达到国际先进水平。
以32万吨双燃料VLCC为例，所述LNG燃料舱舱容根据船舶航行距离，并满足一次加注可至少航行一个来回的要求，设置2个C型LNG燃料舱，每个LNG燃料舱的容积约为3500m3。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种双燃料油船供气系统，其特征在于，所述双燃料油船供气系统包括：
LNG燃料舱，所述LNG燃料舱设置在主甲板的上方并位于上层建筑前的主甲板左右舷两侧；
机舱，所述机舱设置于所述主甲板的下方；
燃气处理间，所述燃气处理间设置于所述主甲板的上方，其中，所述LNG燃料舱内的燃料输送至所述燃气处理间进行处理，并输送至所述机舱内的用气设备；
所述燃气处理间布置在两个所述LNG燃料舱的中间靠后位置；
所述燃气处理间与主甲板的集管区域错层布置；
所述燃气处理间通过两侧的支撑腿支撑在所述主甲板上，所述支撑腿的高度高于所述集管区域的高度。
2.如权利要求1所述的双燃料油船供气系统，其特征在于，所述机舱内设置有双燃料主机、双燃料发电机组以及双燃料蒸汽锅炉。
3.如权利要求1所述的双燃料油船供气系统，其特征在于，所述双燃料油船供气系统包括LNG透气桅，所述LNG透气桅布置在主甲板上的所述LNG燃料舱的前方的靠船舯位置。
4.如权利要求1所述的双燃料油船供气系统，其特征在于，所述双燃料油船供气系统包括加注站，所述加注站布置在所述主甲板上的所述LNG燃料舱前方的左右舷两侧。
5.如权利要求1所述的双燃料油船供气系统，其特征在于，所述LNG燃料舱内设置有LNG潜液式燃料泵。
6.如权利要求5所述的双燃料油船供气系统，其特征在于，燃料通过所述LNG潜液式燃料泵输送至LNG气化器及NG升温加热器，经LNG主机缓冲罐后通向双燃料主机。
7.如权利要求5所述的双燃料油船供气系统，其特征在于，燃料通过所述LNG潜液式燃料泵输送至LNG气化器及NG升温加热器，经减压阀组减压后分为两路，一路向双燃料发电机组供气使用，另一路向双燃料蒸汽锅炉供气使用。
8.如权利要求1所述的双燃料油船供气系统，其特征在于，所述双燃料油船供气系统还包括BOG压缩机组，所述BOG压缩机组设置于所述燃气处理间内。
9.如权利要求8所述的双燃料油船供气系统，其特征在于，所述LNG燃料舱内的蒸发气体经过所述BOG压缩机组单元后，通往LNG辅机缓冲罐，并分别向双燃料发电机组和双燃料蒸汽锅炉供气使用。
10.如权利要求1所述的双燃料油船供气系统，其特征在于，所述燃气处理间内设置有双燃料主机的燃气主阀、双燃料发电机组的燃气主阀、双燃料蒸汽锅炉的燃气主阀、水乙二醇溶液热交换器、LNG气化器、NG升温加热器和BOG压缩机组。
11.一种油船，其特征在于，其包括如权利要求1-10任意一项所述的双燃料油船供气系统。
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