CN110785475B - 用于发动机的燃料处理系统及使用该系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于发动机的燃料处理系统，其包括：用于清洁发动机的燃料油的至少两个离心分离器；用于将待清洁的燃料油分别供应到所述离心分离器的至少两个可变进料泵；以及至少两个分离器控制单元，其配置成控制离心分离器的操作和可变进料泵的速度，从而控制待清洁的燃料油到分离器的流率。该系统还包括除分离器控制单元之外的系统控制单元，其配置成从布置在所述离心分离器下游的燃料处理系统中的单元或从布置成使用由系统处理的燃料的发动机接收信息，并基于所述接收的信息向分离器控制单元发送操作请求。

Description

用于发动机的燃料处理系统及使用该系统的方法

技术领域

本发明涉及处理燃料油的领域，诸如在船上清洁燃料油，并且更特别地涉及燃料处理系统的控制。

背景技术

船用柴油机通常接受若干类型的市售燃料油，只要它们在船上经过适当处理即可。此燃料处理系统通常包括一个或若干离心分离器以及一个或若干沉降罐。离心分离器大体用于从液体混合物(诸如燃料油)分离液体和/或固体。在操作期间，将待处理的燃料油引入旋转筒中，并且由于离心力，重颗粒或较稠密的液体(诸如水)在旋转筒的外周处积聚，而清洁油相则更靠近旋转中心轴线积聚。这允许例如分别借助于布置在外周处和接近旋转轴线的不同出口来收集分离的部分。

如今，用于在船上处理燃料的要求涉及若干操作，并且在船上进行处理与若干困难相关联。例如，用于船上和发电站中的柴油发动机的燃料油含有硅和铝化合物(例如微孔硅酸铝或称为沸石的硅铝酸盐)的颗粒，称为催化剂细粉。催化剂细粉是来自称为催化裂化的原油精炼过程的残余物，其中长烃分子裂化成较短的分子。这些颗粒在燃料油中是不希望的，因为它们是磨蚀性的并且可引起发动机和辅助设备中的磨损。此外，大多数船舶使用残余燃料油或重质燃料油(HFO)行驶，其本质上是炼油厂的副产品，经混合以满足市场对相对便宜的能源的需求。然而，已经实施了更严格的法规来管理此类残油中的硫排放，例如，引入了硫排放控制区域(SECA)或排放控制区域(ECA)海区。假定船舶在ECA外依靠HFO行驶，并且然后在船舶进入ECA时切换至馏分油。燃料性质的差异以及不同燃料之间的转换因此使船上燃料油的制备或处理更加复杂。

船上的燃料处理系统特别关注能效、燃料质量、环境合规性和发动机保护。在本领域中存在对于优化船上燃料处理系统的性能和控制的解决方案的需要。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种用于发动机的燃料处理系统，其允许有效使用和控制。

作为本发明的第一方面，提供了一种用于发动机的燃料处理系统，其包括：

-用于清洁发动机的燃料油的至少第一离心分离器和第二离心分离器，

-至少第一可变进料泵和第二可变进料泵，其中第一进料泵布置成用于将待清洁的燃料油供应到所述第一离心分离器，并且第二进料泵布置成用于将待清洁的燃料油供应到所述第二离心分离器，

-至少第一分离器控制单元，其配置成控制第一离心分离器的操作和第一可变进料泵的速度，从而控制待清洁的燃料油到第一分离器的流率，

第二分离器控制单元，其配置成控制第二离心分离器的操作和第二可变进料泵的速度以控制待清洁的燃料油到第二分离器的流率，

-除分离器控制单元之外的系统控制单元，其配置成用于从布置在所述离心分离器下游的燃料处理系统中的单元或从布置成使用由系统处理的燃料的发动机接收信息，并基于所述接收的信息向分离器控制单元发送操作请求。

燃料处理系统可为用于在船上处理燃料油的系统，即，在船上使用的系统。因此，发动机可为柴油发动机，诸如船上的柴油发动机。

用语"用于发动机的燃料油"在本文中是指旨在用于产生功率的发动机中使用的油，诸如在船上或发电设备中的发动机中使用的。用语"燃料油"可为ISO 8217 Petroleumproducts - Fuels (class F)(Specification of marine fuels，2005和2012版)中定义的油，或源自用于在船上或发电厂中的发动机使用之前的此油的预处理的油成分/相。燃料油可作为馏分从石油蒸馏中获得，作为馏出物或作为残余物。柴油在本文中认作是燃料油。因此，燃料油可为船用(残余)燃料油(MFO)或高粘度船用油(Bunker C oil)。

"待清洁的燃料油"可由大体上储存在一个或多个罐中的具有不同粘度的不同类型的燃料油组成，这意味着发送到分离器进行清洁的燃料油的类型可随着时间不同。

在实施例中，用于柴油发动机的燃料油包括重质燃料油(HFO)。HFO是来自蒸馏或来自矿物油加工中的裂化的残余物。

离心分离器可布置成用于分离具有不同密度的流体混合物(诸如液体混合物)的至少两种组分。每个离心分离器可包括固定框架和驱动部件，驱动部件构造成使旋转部分相对于固定框架旋转。旋转部分可包括主轴和包围分离空间的离心机转子，离心机转子安装至主轴以与主轴一起围绕旋转轴线(X)旋转。旋转部分由固定框架通过至少一个轴承装置支承。分离空间可包括围绕旋转轴线居中布置的分离盘的堆叠。此分离盘在分离空间中形成表面扩大的插入物。分离盘可具有截头圆锥的形式，即，堆叠可为截头圆锥形分离盘的堆叠。盘也可为围绕旋转轴线布置的轴向盘。

分离器控制单元是控制分离器和进料泵的操作的单元。进料泵可由分离器控制单元通过使用变频驱动器(VFD)进行控制。分离器控制单元可包括处理器和输入/输出接口以用于与分离器和进料泵空气进行通信并从系统控制单元接收有关如何操作分离器和进料泵的信息。

系统控制单元是除分离器控制单元之外的控制单元。系统控制是将操作请求发送到一个或若干分离器控制单元的单元。因此，分离器控制单元以及例如进料泵的VFD是独立的系统，在系统控制单元发生故障的情况下，该独立系统可完全起作用。

系统控制单元还配置成从离心分离器的下游(诸如从布置在一个、两个或所有分离器下游的燃料处理系统中的单元，或从其中使用由系统清洁或处理的油的发动机)接收信息。因此，下游在燃料处理系统中分离器与发动机之间的某处。基于接收的信息，将操作请求(即，在使用期间分离器中的系统设置的指令)发送到分离器。因此，系统控制单元可包括计算机程序产品，该计算机程序产品配置成用于分析所述接收的信息并基于此分析来发送操作请求。

燃料处理系统当然还可包括在进料泵和分离器之间以及在系统中要输送燃料或从其输送燃料的任何其他单元之间的输送装置，诸如管道等。

本发明的第一方面基于以下见解：控制通过燃料处理系统的一个或多个分离器的流率具有许多优点。例如，减少通过分离器的流量会增加在筒中的停留时间。这会导致更高的分离效率，因为较小的颗粒将有时间沉降在盘堆叠中。此外，当进料泵、加热器和分离器在较低负载下工作时，将实现更高的能源效率。

此外，由于燃料处理系统包括若干分离器，所以系统控制单元可对分离器的性能进行总体控制，并发送指令应关闭分离器以提高能源效率，而不是由操作员来打开和关闭每个分离器。此外，具有彼此独立的系统控制单元和分离器控制单元并且具有还控制对分离器的燃料供给的分离器控制单元，在整个系统控制单元发生故障的情况下，分离器控制单元也可起作用。因此，如果系统控制单元发生故障，则可继续向分离器供应燃料而不间断。

在本发明的第一方面的实施例中，对分离器控制单元的操作请求包括关于如何操作至少第一可变进料泵和第二可变进料泵的指令以及关于如何操作至少第一离心分离器和第二离心分离器的指令。

因此，系统控制单元可将信息发送到分离器控制单元，该信息还包括将用于每个分离器的进给速率。

在本发明的第一方面的实施例中，操作请求包括从请求特定分离器吞吐量、请求启动分离器、请求停止分离器以及请求排出分离器中选择的至少一个请求。

因此，特定的分离器吞吐量可为关于变速泵的操作速度的信息。吞吐量可作为分离器最大容量的百分比发送。分离器的排出请求可为分离器启动排出序列的请求，其中例如经由位于分离器室的外周处的外周端口的间歇性打开而排出在分离室的外周处积聚的重相。因此，离心分离器可为如本领域中已知的具有间歇排出系统的离心分离器。

在本发明的第一方面的实施例中，系统控制单元还配置成从每个分离器控制单元接收与每个离心分离器的操作状态有关的返回信息。

作为示例，返回信息包括关于每个分离器的操作状态、每个分离器的最大容量、每个分离器的当前吞吐量、每个分离器转子的温度和/或每个分离器框架的振动的信息。

分离器的操作状态可包括以下信息：分离器是关闭还是处于待机，其处于再循环模式、启动模式还是生产模式，是否启动了排出序列或分离器是否正在关闭。

因此，系统控制单元还可知道燃料处理系统的若干分离器的实际操作状态以便优化燃料分离。

在本发明的第一方面的实施例中，布置在所述分离器下游的燃料处理系统中的至少一个单元包括罐，由至少第一离心分离器和第二离心分离器处理的燃料发送到该罐。

因此，在本发明的第一方面的实施例中，燃料处理系统还包括至少一个罐，由至少第一离心分离器和第二离心分离器处理的燃料发送到至少一个罐。由至少第一离心分离器和第二离心分离器处理的燃料通向的罐可为日用罐，清洁的油从该日用罐输送到发动机。由系统控制单元从日用罐接收的信息可包括罐中的燃料水平、燃料的密度、燃料的温度和/或罐中的燃料的粘度的信息，并且系统控制单元可然后将请求发送到分离器控制单元，以取决于密度、粘度和所需的燃料温度调整通过分离器的流量。

在本发明的第一方面的实施例中，布置在所述一个或多个分离器下游的燃料处理系统中的至少一个单元包括燃料调节模块，该燃料调节模块在恰好注入发动机前在温度、粘度和/或流率方面提升燃料的性质。

燃料调节模块是在恰好注入发动机前在温度、粘度和/或流量方面提升燃料的性质的模块。

因此，燃料调节模块用于在将燃料供应到发动机之前进行燃料调节。燃料调节是指通过提升系统对燃料进行处理以例如使其达到发动机制造商规定的清洁度、压力、温度粘度和流率。由燃料调节系统管理的参数对于发动机燃烧性能很重要。燃料调节模块还可布置成用于处理不同的燃料，产生燃料共混物并管理燃料之间的自动转换。

燃料调节模块可包括流量计，该流量计布置成测量进入使用由系统清洁的燃料油的发动机的清洁油的流率。布置成用于测量进入发动机的燃料的流率的流量计给出关于发动机的燃料油消耗的信息，并且因此可用作发动机工作负载的量度。

因而，系统控制单元可因此配置成从发动机处的流量计或燃料调节模块接收燃料消耗量是多少的信号，并将其与燃料处理系统的分离器的吞吐量相匹配。系统控制单元还可配置成基于来自传感器的信息或FCM的控制参数从燃料调节模块接收其他信息，诸如密度、粘度、在燃料过滤器中积聚的淤渣、燃料共混物等。可通过布置在燃料过滤器之前、之后和/或之内的流量传感器或压力传感器(其可包括于燃料调节模块中，或与燃料调节模块分开作为燃料处理系统中的单独单元)确定过滤器中的淤渣积聚。而且，系统控制单元还可接收(至少)来自日用罐的燃料水平，以防止系统用尽燃料。

所述分离器下游的燃料处理系统中的至少一个构件也可为使用清洁油的实际发动机。因此，系统控制单元可配置成取决于其中使用清洁油相的发动机的工作负载将操作请求发送至分离器控制单元。因此，操作请求可取决于关于发动机工作负载的信息，诸如发动机的燃料消耗。如果发动机的工作负载和例如发动机的燃料消耗减少，则操作请求可包括用于减少待清洁的燃料油到一个或多个分离器的流率的请求，并且如果发动机的工作负载和例如发动机的燃料消耗增加，则操作请求可包括用于增加待清洁的燃料油到一个或多个分离器的流率的请求。

在本发明的第一方面的实施例中，系统控制单元还配置成用于将信息发送到燃料处理系统的其他单元，诸如燃料调节模块。系统控制单元将有关燃料性质的信息发送到燃料调节模块，以便优化性能并防止混合不相容的燃料。

因而，本公开的燃料处理系统1可使分离器的吞吐量与发动机的实际消耗相匹配，并且进一步引入与燃料调节模块的通信，以及获取罐中的燃料的更详细的信息，诸如向离心分离机发送操作请求时的密度、粘度和温度。

在本发明的第一方面的实施例中，系统控制单元还配置成从所述至少第一离心分离器和第二离心分离器上游的燃料处理系统中的至少一个单元接收信息，并且基于所述接收的信息向分离器控制单元发送操作请求。

因此，离心分离器上游的燃料处理系统中的构件是布置在使得燃料油在离心分离器之前与该单元相遇的位置处的单元。该单元可为沉降罐，可变进料泵从该沉降罐向分离器供应待处理的燃料。因此，系统控制单元可接收与沉降罐中的燃料的性质有关的信息以用于更优化的燃料处理操作。因此，燃料处理系统还可包括燃油罐等，以用于在供应给离心分离器之前储存待清洁的燃料油。

所述至少第一离心分离器和第二离心分离器上游的燃料处理系统中的单元还可包括用于调节待清洁的燃料油的温度的装置。此装置可包括加热器和/或热交换器。

燃料处理系统可包括多于两个的离心分离器，诸如至少三个或四个离心分离器。这些可并行地布置或联接以将清洁的油输送到相同的日用罐。所有离心分离器可具有分离器控制单元和可变进料泵。然而，可使用单个进料泵将燃料油输送到若干分离器，并且可使用布置在进料泵和分离器之间的阀(诸如三通阀)来确定向每个分离器的供应。因此，系统控制单元可配置成在分离器中的一个发生故障或被关闭的情况下将待处理的燃料油的流重定向至其他分离器。

如以上论述的那样，由于若干分离器集成在相同系统中，因此系统控制单元用作协调器以优化通过分离器的流率，并使总产量与燃料消耗相匹配。系统控制单元能够打开和关闭分离器以优化整个燃料处理系统的性能。

在本发明的第一方面的实施例中，系统控制单元配置成用于接收和/或发送信息到用于监测燃料处理系统中的油中的催化剂细粉的量的单元。

此外，系统控制单元可配置成基于从此单元接收的信息向分离器控制单元发送请求，该单元用于监测燃料处理系统中的油中的催化剂细粉量。

催化剂细粉(Cat fine或catalyst fine)是来自称为催化裂化的原油精制过程的残留物，其中长烃分子裂化为较短分子。这些颗粒在燃料油中是不希望的，因为它们是磨蚀性的并且可引起发动机和辅助设备中的磨损。燃料油中催化剂细粉的浓度通常在0和60ppm之间变化。催化剂细粉的尺寸范围可为0.1微米(微米)至100微米。

燃料处理系统可进一步包括用于测量清洁油相中的催化剂细粉的浓度的传感器和/或用于测量待清洁燃料油中的催化剂细粉的浓度的传感器。因此，系统控制单元可配置成基于来自这样的传感器或来自若干这样的传感器的信息，将请求发送至分离器控制单元以调节待清洁的燃料油的流率。系统控制单元配置成在它接收到清洁油相和/或待清洁的燃料油中的催化剂细粉的浓度增加的信息的情况下向分离器控制单元发送请求以降低待清洁燃料油的流率，并且其可配置成在它接收到清洁油相和/或待清洁的燃料油中的催化剂细粉的浓度降低的信息的情况下发送请求以增加待清洁的燃料油的流率。

作为示例，如果在分离器的出口中检测到高水平的污染物(暗示故障)，则系统控制单元可例如配置成关闭分离器(如果其余分离器中有足够的容量)。它也可能触发分离器的排出。

在本发明的第一方面的实施例中，系统控制单元配置成用于接收信息和/或将信息发送到船上的单元，所述单元布置在燃料处理系统的外部。

因此，系统控制单元可配置成与船上的其他应用(诸如用于处理烟道气的洗涤器系统或用于检测航路的单元，诸如陀螺仪)通信。在公海上，陀螺仪可向系统控制单元通知大的侧倾运动。然后，系统控制单元可以以较短的间隔触发分离器的排出，或确保分离器以尽可能大的分离效率运行。

作为本发明的第二方面，提供了一种用于处理发动机燃料油的方法，包括以下步骤：

-提供用于发动机的燃料处理系统和待清洁的燃料油；

-分别使用至少第一可变进料泵和第二可变进料泵将所述待清洁的燃料油供应到至少第一离心分离器和第二离心分离器；

-在离心分离器中清洁所述燃料油以提供清洁油相，

-分别使用至少第一分离器控制单元和第二分离器控制单元来控制离心分离器的操作和可变进料泵的速度；以及

-从所述分离器下游的燃料处理系统中的至少一个单元向系统控制单元发送信息或从布置成使用由系统处理的燃料的发动机发送信息，以及

-使用所述系统控制单元基于所述接收的信息向分离器控制单元发送操作请求。

关于第二方面使用的用语和定义与关于以上第一方面所论述的相同。因此，用于发动机的燃料处理系统可为以上本发明的第一方面的燃料处理系统。

将待清洁的燃料油供应到离心分离器的步骤可包括将待清洁的燃料油从例如用于储存燃料油的罐供应到离心分离器的分离空间，诸如经由通向分离空间的入口管。

在离心分离器中清洁燃料油以提供清洁油相的步骤可包括将待清洁的燃料油分离成清洁的油相、淤渣相和含水相。淤渣相可包括固体杂质，诸如催化剂细粉(cat fines)。

该方法可进一步包括以下步骤：将分离助剂添加至待清洁的燃料油，即，分离器的上游。此分离助剂可为液体分离助剂，诸如聚合物。因而，清洁步骤可包括通过离心力在离心分离器的分离空间中从燃料油分离催化剂细粉和分离助剂；从分离空间通过其中心轻相出口排出清洁的油相；以及通过位于中心轻相出口的径向外侧的分离室的重相出口将分离的较小颗粒(诸如催化剂细粉)与分离的分离助剂一起从分离室排出。

在本发明的第二方面的实施例中，该方法还包括调节待清洁的燃料油的温度的步骤。这可包括改变温度(诸如加热油)，使得待清洁的油的粘度保持在特定最大粘度v_max以下。测量的粘度可为分离器上游(诸如燃料油罐和一个或多个分离器之间)的燃料油的粘度。还可例如在用于加热油的加热器的下游(即，在加热油之后)测量粘度。这意味着可基于将要分离的油来调节温度。然而，也可测量已经清洁的油的粘度。例如，在清洁的燃料油在发动机中使用之前，可在分离器的液体轻相出口处或之后或在分离器下游的罐中测量粘度。

调节温度的步骤可包括将温度调节至高于98℃的温度。作为示例，可将待清洁的燃料油的温度调节到包括高于105℃的温度(诸如高于110℃，诸如高于115℃)的温度。

在本发明的第二方面的实施例中，该方法还包括将与离心分离器的操作状态有关的来自所述分离器控制单元的返回信息发送到所述系统控制单元。

在本发明的第二方面的实施例中，该方法还包括从所述离心分离器中的至少一个的上游的燃料处理系统中的至少一个单元发送信息，并且其中对分离器控制单元的操作请求进一步基于所述接收的信息。

作为本发明的第三方面，提供了一种用于控制处理用于柴油发动机的燃料油的过程的方法，该方法包括以下步骤：

-至少从用于清洁所述燃料油的至少一个分离器下游的燃料处理系统中的单元接收信息，

-基于所述接收的信息向至少两个分离器控制单元发送操作请求，所述操作请求包括关于如何操作至少两个可变进料泵以用于向所述离心分离器供应待清洁的燃料油的指令，以及关于如何操作离心分离器的指令。

关于第三方面使用的用语和定义与关于上述其他方面所论述的相同。

第三方面的方法可由如以上关于第一方面所论述的系统控制单元执行。

因此，作为本发明的进一步的方面，提供了一种计算机程序产品，其包括用于在所述程序由计算机执行时执行根据本发明的第三方面的方法的程序代码指令。作为示例，系统控制单元可包括此计算机程序产品。

此外，作为本发明的进一步的方面，提供了一种计算机可读存储介质，在该计算机可读存储介质上存储包括用于在所述程序由计算机执行时执行根据本发明的第三方面的方法的程序代码指令的计算机程序。

在本发明的第三方面的实施例中，该方法还包括从所述分离器上游的燃料处理系统中的至少一个单元接收信息，并且其中发送到所述分离器控制单元的操作请求也基于此接收的信息。

此外，在本发明的一个方面，提供了一种包括计算机可执行构件的计算机程序产品，在包括在装置中的处理单元上运行计算机可执行构件时，其使装置执行根据本发明的第三方面的方法的步骤。该装置因此可为系统控制单元。

附图说明

图1示出了包括一个离心分离器的系统的实施例的示意图。

图2示出了包括两个分离器的系统的进一步的实施例的示意图。

图3示出了系统的进一步的实施例的示意图，该系统包括两个分离器以及两个沉降罐。

具体实施方式

根据本公开的方法和系统将通过参照附图的以下描述进一步示出。为了方便描述和便于理解，尽管本发明涉及包括多个离心分离器的燃料处理系统，首先参照图1对包括单个离心分离器的燃料处理系统进行描述。对于单分离器和多分离器系统，各种系统构件及其功能相同，只是需要适应多离心分离器燃料处理系统，例如控制单元向两个或更多个分离器而不是一个分离器发送操作请求和接收信息。因此，参照图1描述的用于第一分离器、第一可变进料泵和第一分离器控制单元等的特征、功能和配置与用于第二分离器、第二可变进料泵、第二分离器控制单元等的特征、功能和配置相同。

图1示出了燃料处理系统1的实施例的示意图，该燃料处理系统1由沉降罐2、第一进料泵3、预热器4、分离器5、日用罐6、附加进料泵7、燃料调节模块(FCM)9和一个发动机10组成。

沉降罐2中加注了用于发动机的燃料。该燃料可为重质燃料油(HFO)或适合于柴油发动机的任何其他燃料。罐2可具有倾斜的罐底部，该罐底部便于收集和除去催化剂细粉并防止它们在恶劣天气下搅动。待清洁的燃料油借助于可变进料泵3供应至离心分离器5。该系统还包括用于调节待清洁的燃料油的温度的预热器4。在该实施例中，燃料油首先由加热器4加热至大约98℃。离心分离器5是本领域中已知的用于在船上清洁燃料油的类型。因此，分离器5可包括转子，该转子在其内部形成分离室，在操作期间在分离室中进行燃料油的离心分离。分离室设有截头圆锥形的分离盘的堆叠，以便于燃料油的有效分离。截头圆锥形分离盘的堆叠是表面扩大的插入物的示例，并且与转子同轴且居中地安装。在分离器5的操作期间，待分离的燃料油被引入分离空间。取决于密度，在分离盘1之间分离燃料油中的不同相。较重的组分(诸如水相和淤渣相)在分离盘之间沿径向向外移动，而最低密度的相(诸如清洁油相)在分离盘之间沿径向向内移动并被迫通过布置在分离器中的径向最内的水平处的出口。而较高密度的液体被迫通过较大径向距离处的出口排出。固体或淤渣在分离室的外周处积聚，并通过打开的成组径向淤渣出口间歇地从分离空间排空，然后借助于离心力将淤渣和一定量的流体从分离空间排出。

清洁油相被引入日用罐6。当由发动机10需要时，油使用变速泵7通过油过滤器8从日用罐输送。这可为位于燃料调节模块9之前的自动过滤器以在颗粒和杂质可进入发动机10之前捕获并去除它们。

燃料调节模块9或提升系统取决于发动机的燃烧性能的规格在燃料油喷射到发动机10之前在清洁度、压力、温度、粘度和流率方面优化燃料油的性质。这进一步提高能量效率并减少排放。作为FCM 9的一部分，可使用燃料转换系统(ACS)9a。ACS 9a用于在燃料转换时(即，从第一燃料(诸如HFO)转换为馏出燃料时)，在到发动机10的喷射处保持合适的燃料参数。由于馏出燃料的喷射温度远低于HFO的喷射温度，因此在喷射系统中可产生热冲击。ACS例如通过控制喷射系统内部的温度梯度来管理燃料转换，并在到发动机10的喷射处维持燃料的合适温度和粘度。此外，燃料调节模块9还控制来自日用罐6的清洁燃料油的流率。

第一进料泵3由受分离器控制单元12控制的VFD 15调节。分离器控制单元12还控制分离器5的操作(例如，当分离器打开和关闭时)，并且因此还控制从沉降罐2到分离器5的燃料油的流率。

为此，系统控制单元13和/或分离器控制单元12可包括通信接口(诸如发送器/接收器)，经由其，它可接收和发送数据。系统控制单元13和/或分离器控制单元12可包括处理单元(诸如中央处理单元)，其配置成执行计算机代码指令，该计算机代码指令例如可存储在存储器中。存储器因此可形成用于储存此类计算机代码指令的(非暂时性)计算机可读介质。处理单元可备选地呈硬件单元的形式，诸如专用集成电路、现场可编程门阵列等。

在该实施例中，为了执行由系统控制单元13发送的请求，分离器控制单元12配置成接收模拟信号(4-20mA或通过以太网)，该模拟信号告诉分离器控制单元12进料泵3应当运行的速度，诸如在最大容量的25-100％的范围内。分离器控制单元12还配置成接收用于排出的请求信号和用以打开/关闭分离器(或者更确切地说，使其待机)的请求信号。

分离器控制单元12还配置成将诸如状态信号之类的信息(即，分离器5是否处于生产中)发送到系统控制单元13。分离器5可由于排出而关闭，或者在启动或再循环时关闭。从分离器控制单元5发送到系统控制单元13的进一步的信息可包括分离器的最大吞吐量、其当前吞吐量(根据泵曲线估计或测量)，以及分离器配备的温度、振动和其他传感器数据。

系统控制单元13独立于分离器控制单元12与分离器控制单元12以及FCM 9通信，并且如图1中的虚线所指示的那样从罐2和3收集信息。在该实施例中，系统控制单元13配置成接收关于服务或日用罐6中的燃料的信息，诸如罐6中的燃料的密度、粘度和温度。该信息可由系统控制单元13使用以确定不同燃料之间的相容性。

系统控制单元13还配置成从FCM 9接收信息，诸如到发动机10的实际流率、关于燃料转换的信息、对系统控制单元13处理另一种燃料的请求。FCM 9还可向系统控制单元13通知燃料停止操作之前的时间，以及来自FCM 9中的传感器和单元的其他读数，例如过滤器中的淤渣积聚、温度、密度等。

在发动机10的操作期间，发动机10的燃料消耗由FCM 9处的流量计(未示出)测量。该信息发送到系统控制单元13。系统控制单元13将所请求的吞吐量发送至分离器控制单元12，分离器控制单元12随后将经由VFD调节进料泵3的速度。通过降低通过分离器5的流量，分离效率将提高。进料泵3的能量消耗将减少，预热器4的热量需求也将减少。

此外，日用罐6中的燃料水平由系统控制单元13监测。如果由于某种原因该水平下降到下限以下，则系统控制13可触发警报并请求分离器5的100％的吞吐量。当已经确认警报并且确定了警报的原因时，可再次开始分离器5的流量控制。

罐2和6还可配备其他类型的传感器，以便可测量温度、密度、粘度、硫含量等，并将信息发送到系统控制单元13。传感器可安装在日用罐6和沉降罐2两者中。如果分离器5清洁低密度/粘度的馏出物或粘滞的重质燃料油，则可由系统控制单元13请求分离器5以不同的方式操作。提升器(即，FCM 9)可取决于其性质以不同的方式处理燃料。

图2示出了船上的燃料处理系统1的进一步的实施例。系统1和系统的单元如以上对于图1中的系统所论述的那样起作用，但是图2中的系统1包括用于清洁沉降罐2中的油的第二分离器5a。为此，存在由受第二分离器控制单元12a控制的VFD 15a调节的第二进料泵3a。分离器5a的操作由分离器控制单元12a以与第一分离器控制单元5控制第一分离器5类似的方式来控制。由分离器5和5a清洁的燃料发送至相同的日用罐6。

在图2的系统中，还存在辅助发动机11，清洁后的燃料可通过FCM 9引导至该辅助发动机11。此外，在该示例中，燃料调节模块9借助于连接至可变进料泵7的变频驱动器15来控制来自日用罐6的清洁燃料油的流率。

当第二分离器5a添加到系统1时，如图2中所示的那样，系统控制单元13可协调通过分离器5和5a的流量以匹配发动机10和11的总消耗。当消耗低于效率断点(breakpoint)时，系统控制单元13可请求关闭分离器中的一个。当燃料消耗增加到效率断点以上时，将请求另一个分离器重新启动。效率断点可由操作者手动预设。

此外，在图2中所示的系统中，第一分离器控制单元12还控制用于加热供给至第一分离器5的油的预热器4，并且第二分离器控制单元12a还控制用于加热供应到第二分离器5a的油的预热器4a。因此，系统控制单元13可基于来自例如日用罐6或FCM 9的信息将操作请求发送至分离器控制单元以改变待清洁的燃料油的温度且因此其粘度。

系统1可包括进一步的离心分离器，诸如三个或更多个分离器，它们全部由分离器控制单元控制，并且系统控制单元13因此可配置成向燃料处理系统1中的所有分离器发送请求。

图3示出了船上的燃料处理系统1的另一实施例。系统1和系统的单元如以上对于图2中的系统所论述的那样起作用，但是图3中的系统1包含第一罐2以及第二沉降罐2a，该第二沉降罐具有与沉降罐2不同的燃料类型。例如，沉降罐2可包含HFO，而沉降罐2a可包含馏出燃料，或者罐2和2a可具有不同类型的馏出燃料。

由分离器5和5a清洁的油发送至两个不同的日用罐6和6a，并且FCM 9可控制从每个罐供应哪种燃料以及要供应多少燃料。这通过使用进料泵7从罐6供应清洁油以及通过使用进料泵7a从罐6a供应清洁油来进行。关于来自每个罐6和6a的油的供应的信息可由系统控制单元13发送。

此外，如以上关于图1所论述的那样，沉降罐2和2a中的加注燃料的燃料性质的信息可由船上的传感器测量并且发送到系统控制单元13。作为备选，在加注时可将燃料性质的信息手动地插入系统控制单元13的软件中。因此，相关的燃料性质将分配给每个沉降罐2和2a。然后，系统控制单元13可计算沉降罐2和2a中的燃料的混合性质并将该信息发送至FCM 9，或者如果来自罐2和2a的清洁燃料发送至相同的日用罐(即，如果在图3的系统中只有单个日用罐6)，则系统控制单元13可计算在此单个日用罐中的共混物的实际燃料性质。

混合燃料的燃料性质的信息可包括硫水平的信息，因为这些是硫排放控制区域(SECA)或排放控制区域(ECA)海区中的排放法规所关注的。

而且，燃料性质可能是FCM的相容性评估中所关注的。如果有关燃料不相容性的统计数据由系统控制单元13收集，则FCM可在燃料切换中避免那些共混物。

此外，尽管图2和图3示出了布置成用于处理将提供给两个发动机的燃料的燃料处理系统的实施例，但图2和图3中所示的燃料处理系统也适用于一个发动机或两个以上的发动机。

本发明不限于公开的实施例，而是可在下文阐述的权利要求书的范围内变化和改变。本发明不限于如图中所示的分离器的类型。用语"离心分离器"还包括具有基本水平定向的旋转轴线的离心分离器和具有单个液体出口的分离器。

Claims (12)

1.一种用于发动机的燃料处理系统，包括：

-用于清洁发动机的燃料油的至少第一离心分离器和第二离心分离器，所述第一离心分离器和第二离心分离器并联连接，

-至少第一可变进料泵和第二可变进料泵，其中所述第一可变进料泵布置成用于将待清洁的燃料油供应到所述第一离心分离器，并且所述第二可变进料泵布置成用于将待清洁的燃料油供应到所述第二离心分离器，

-第一分离器控制单元，其配置成控制所述第一离心分离器的操作和所述第一可变进料泵的速度以控制待清洁的燃料油到所述第一离心分离器的流率，

-第二分离器控制单元，其配置成控制所述第二离心分离器的操作和所述第二可变进料泵的速度以控制待清洁的燃料油到所述第二离心分离器的流率，

-除分离器控制单元之外的系统控制单元，其配置成用于从布置在至少所述第一离心分离器、第二离心分离器下游的所述燃料处理系统中的单元或从布置成使用由所述系统处理的燃料的发动机接收信息，并基于所接收的信息向至少所述第一分离器控制单元、第二分离器控制单元发送操作请求，其中，布置在至少所述第一离心分离器、第二离心分离器下游的所述燃料处理系统中的至少一个单元包括燃料调节模块，所述燃料调节模块布置成恰好在喷射到所述发动机中之前在温度、粘度和/或流率方面提升燃料的性质，其中，所述系统控制单元还配置成从至少所述第一分离器控制单元、第二分离器控制单元接收与至少第一、第二离心分离器的操作状态有关的返回信息，其中，所述返回信息包括关于至少第一、第二离心分离器的操作状态，至少第一、第二离心分离器的最大容量，至少第一、第二离心分离器的当前吞吐量，至少第一、第二离心分离器转子的温度和/或至少所述第一离心分离器、第二离心分离器中的各个的分离器框架的振动的信息。

2.根据权利要求1所述的燃料处理系统，其特征在于，对至少第一、第二分离器控制单元的所述操作请求包括关于如何操作至少所述第一可变进料泵、第二可变进料泵的指令以及关于如何操作至少所述第一离心分离器、第二离心分离器的指令。

3.根据权利要求1所述的燃料处理系统，其特征在于，所述操作请求包括选自以下的至少一个请求：请求特定的至少第一、第二离心分离器吞吐量、请求启动至少所述第一离心分离器、第二离心分离器中的至少一个、请求停止至少所述第一离心分离器、第二离心分离器中的至少一个以及请求排出至少所述第一离心分离器、第二离心分离器中的至少一个。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的燃料处理系统，其特征在于，布置在至少所述第一离心分离器、第二离心分离器中的一个或多个的下游的所述燃料处理系统中的至少一个单元包括罐，由至少第一、第二离心分离器中的至少一个所处理的燃料发送至所述罐。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的燃料处理系统，其特征在于，所述系统控制单元还配置成从至少所述第一离心分离器、第二离心分离器中的至少一个的上游的所述燃料处理系统中的至少一个单元接收信息并且基于所接收的信息向至少第一、第二分离器控制单元发送操作请求。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的燃料处理系统，其特征在于，所述发动机位于船上以用于推进所述船。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的燃料处理系统，其特征在于，所接收的信息是所述发动机的燃料消耗，所述燃料消耗是利用流量计测量的实际燃料消耗，或者所述燃料消耗是基于设定值的假定燃料消耗。

8.一种利用根据权利要求1-7中任一项所述的燃料处理系统处理发动机的燃料油的方法，包括以下步骤：

-提供用于发动机的燃料处理系统和待清洁的燃料油；

-分别使用至少第一可变进料泵和第二可变进料泵将所述待清洁的燃料油供应到至少第一离心分离器和第二离心分离器；

-在至少第一、第二离心分离器中清洁所述燃料油以提供清洁油相；

-分别使用至少第一分离器控制单元和第二分离器控制单元来控制至少第一、第二离心分离器的操作和至少第一、第二可变进料泵的速度；以及

-从至少所述第一离心分离器、第二分离器下游的燃料处理系统中的至少一个单元向系统控制单元发送信息或从布置成使用由所述系统处理的燃料的发动机发送信息，以及

-使用所述系统控制单元基于所接收的信息向至少第一、第二分离器控制单元发送操作请求。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将与至少第一、第二离心分离器的操作状态有关的来自至少所述第一分离器控制单元、第二分离器控制单元的返回信息发送至所述系统控制单元。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：从至少所述第一离心分离器、第二离心分离器上游的所述燃料处理系统中的至少一个单元发送信息，并且其中对至少所述第一分离器控制单元、第二分离器控制单元的操作请求进一步基于所接收的信息。

11.一种利用根据权利要求1-7中任一项所述的燃料处理系统控制处理柴油发动机的燃料油的过程的方法，所述方法包括以下步骤：

-至少从用于清洁所述燃料油的至少第一、第二离心分离器中的至少一个下游的燃料处理系统中的单元接收信息，

-基于所接收的信息向至少第一、第二分离器控制单元发送操作请求，所述操作请求包括关于如何操作至少第一、第二可变进料泵以用于向至少第一、第二离心分离器供应待清洁的燃料油的指令，以及关于如何操作至少第一、第二离心分离器的指令。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括从至少所述第一离心分离器、第二离心分离器上游的所述燃料处理系统中的至少一个单元接收信息，并且其中发送到至少所述第一、第二分离器控制单元的所述操作请求也基于所接收的信息。

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