CN113353227B - 满足船舶氮氧化物排放ⅲ的油水混合船舶动力系统及船舶 - Google Patents

Abstract

本发明属于船舶技术领域，公开了一种满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统及船舶，该船舶动力系统的大部分装置或结构均设置在机舱的左舷，且位于机舱的远离船尾的一侧，使得该船舶动力系统整体布置整洁美观，且还能大幅减少管路材料的用量，极大地降低了成本，在满足氮氧化物排放III级标准的同时，还能保证一定的美观性、紧凑性、经济性和可靠性；该船舶使用油水混合物作为主机的燃料，相较于选择性催化还原法、废气再循环等废气处理方法，该船舶的废气排放标准不仅能够满足氮氧化物排放III级标准，还具有低油耗的优势，且该船舶制造成本低，航行经济性高。

Description

满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统及船舶

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统及船舶。

背景技术

目前船舶主要通过选择性催化还原法、废气再循环等方法减少氮氧化物的排放；废气再循环法主要适用于使用燃烧低硫燃油的船舶，如果燃烧高硫燃油则需要单独增加一条除硫洗涤塔，经济成本会增加，设备布置占用空间大；选择性催化还原法投资成本大，其投资费用一般是船舶建造费用的5％；反应器和混合管占用空间大，设备布置困难，管路错综发杂；需严格控制尿素的含量，若尿素过量，虽能提高氮氧化物的转化率，但是大量氨会泄漏，污染环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统及船舶，以保证油水混合系统的可靠运行，同时满足船舶氮氧化物排放Ⅲ级标准。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统，用于驱动船舶航行，所述船舶的机舱内设置有上平台和下平台，且所述上平台位于所述下平台的上方，所述下平台的中部设置有分油机室，且所述分油机室位于所述下平台的远离所述船舶的船尾的一侧；所述满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统包括设置于所述机舱内的主机、主机油水混合单元、储油舱、两组主机用淡水舱、中间淡水舱和乳化剂舱；所述主机设置于船舶的机舱的底部，所述主机的进油口设置于所述主机的远离所述船舶的船尾的侧壁上，且位于所述主机的靠近船舶的左舷的一端；所述主机油水混合单元设置于所述船舶的分油机室内，且所述主机油水混合单元位于所述分油机室的靠近所述船舶左舷的一端，所述主机油水混合单元通过管路与所述进油口相连通；两组所述主机用淡水舱分别设置于所述机舱的左舷和右舷，且两组所述主机用淡水舱均位于所述机舱的远离所述船尾的一侧，所述主机用淡水舱内的淡水能够注入所述中间淡水舱；所述储油舱与所述机舱左舷的所述主机用淡水舱沿所述船舶的宽度方向间隔设置，且所述储油舱位于所述分油机室的靠近所述船舶左舷的一端；所述中间淡水舱设置于所述上平台的靠近所述船舶左舷的一端，所述中间淡水舱通过管路与所述主机油水混合单元相连通；所述乳化剂舱设置于所述下平台的靠近所述船舶左舷的一端，所述乳化剂舱通过管路与所述主机油水混合单元相连通。

作为优选，所述储油舱包括MGO日用舱和MDO日用舱，所述MGO日用舱与所述MDO日用舱沿水平方向设置，所述MGO日用舱和所述MDO日用舱分别通过管路与所述主机油水混合单元相连通，所述MGO日用舱用于储存船用轻柴油，所述MDO日用舱用于储存船用重柴油。

作为优选，所述MGO日用舱包括第一油舱和第二油舱，所述第一油舱设置于所述上平台上，所述第二油舱设置于所述下平台上，所述第一油舱与所述第二油舱相连通，所述第一油舱或所述第二油舱通过管路与所述主机油水混合单元相连通。

作为优选，所述MDO日用舱包括第三油舱和第四油舱，所述第三油舱设置于所述上平台上，所述第四油舱设置于所述下平台上，所述第三油舱与所述第四油舱相连通，所述第三油舱或所述第四油舱通过管路与所述主机油水混合单元相连通。

作为优选，所述机舱的底部设置有淡水增压泵，所述淡水增压泵用于将所述主机用淡水舱内的淡水注入所述中间淡水舱。

作为优选，所述主机用淡水舱包括第一淡水舱和第二淡水舱，所述第一淡水舱设置于所述上平台上，所述第二淡水舱设置于所述下平台上，所述第一淡水舱与所述第二淡水舱相连通，所述第一淡水舱或所述第二淡水舱过管路与所述淡水增压泵相连通。

作为优选，所述主机油水混合单元设置于所述分油机室的靠近所述主机的一侧；所述乳化剂舱设置于所述分油机室的远离所述主机的一侧。

作为优选，所述乳化剂舱上设置有漏斗，乳化剂能够通过所述漏斗注入所述乳化剂舱。

作为优选，所述进油口低于所述下平台1.3米。

本发明还提供一种船舶，包括机舱以及满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统。

本发明的有益效果：

本发明提出的满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统用于驱动船舶航行，船舶的机舱内设置有上平台和下平台，且上平台位于下平台的上方，下平台的中部设置有分油机室，且分油机室位于下平台的远离船舶的船尾的一侧；该满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统包括设置于机舱内的主机、主机油水混合单元、储油舱、两组主机用淡水舱、中间淡水舱和乳化剂舱；主机设置于船舶的机舱的底部，主机的进油口设置于主机的远离船舶的船尾的侧壁上，且位于主机的靠近船舶的左舷的一端；主机油水混合单元设置于船舶的分油机室内，且主机油水混合单元位于分油机室的靠近船舶左舷的一端，主机油水混合单元通过管路与进油口相连通；两组主机用淡水舱分别设置于机舱的左舷和右舷，以平衡船舶的左舷和右舷，且两组主机用淡水舱均位于机舱的远离船尾的一侧，主机用淡水舱内的淡水能够注入中间淡水舱，两组主机用淡水舱能够满足主机的用水量；储油舱与机舱左舷的主机用淡水舱沿船舶的宽度方向间隔设置，且储油舱位于分油机室的靠近船舶左舷的一端；中间淡水舱设置于上平台的靠近船舶左舷的一端，中间淡水舱通过管路与主机油水混合单元相连通，由于中间淡水舱高于主机油水混合单元，中间淡水舱内的淡水通过自重进入主机油水混合单元；乳化剂舱设置于下平台的靠近船舶左舷的一端，乳化剂舱通过管路与主机油水混合单元相连通，燃油和水经过乳化剂的乳化作用后，在油水混合单元内形成稳定的油水混合物，随即被注入主机内进行燃烧，从而使主机产生动力，该油水混合物燃烧后能够在满足氮氧化物排放III级标准；该船舶动力系统的大部装置或结构均设置在机舱的左舷，且位于机舱的远离船尾的一侧，使得该船舶动力系统整体布置整洁美观，且还能大幅减少管路材料的用量，极大地降低了成本，在满足氮氧化物排放III级标准的同时，还能保证一定的美观性、紧凑性、经济性和可靠性。

本发明提出的船舶包括机舱以及满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统，该船舶使用油水混合物作为主机的燃料，相较于选择性催化还原法、废气再循环等废气处理方法，该船舶的废气排放标准不仅能够满足氮氧化物排放III级标准，还具有低油耗的优势，且该船舶制造成本低，航行经济性高。

附图说明

图1是本发明提出的船舶的机舱和动力系统的示意图一；

图2是本发明提出的船舶的机舱和动力系统的示意图二；

图3是本发明提出的船舶的机舱和动力系统的示意图三。

图中：

100、船尾；

1、机舱；2、主机；3、主机油水混合单元；4、分油机室；5、储油舱；6、主机用淡水舱；7、中间淡水舱；8、乳化剂舱；9、淡水增压泵；

11、上平台；12、下平台；21、进油口；51、MGO日用舱；52、MDO日用舱；61、第一淡水舱；62、第二淡水舱；

511、第一油舱；512、第二油舱；521、第三油舱；522、第四油舱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供一种船舶，该船舶包括机舱以及满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统，该船舶使用油水混合物作为主机的燃料，相较于选择性催化还原法、废气再循环等废气处理方法，该船舶的废气排放标准不仅能够满足氮氧化物排放III级标准，还具有低油耗的优势，且该船舶制造成本低，航行经济性高。

如图1-图3所示，船舶的机舱1内设置有上平台11和下平台12，且上平台11位于下平台12的上方，所述下平台12的中部设置有分油机室4，且所述分油机室4位于所述下平台12的远离所述船舶的船尾100的一侧。

具体地，满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统包括设置于机舱1内的主机2、主机油水混合单元3、储油舱5、两组主机用淡水舱6、中间淡水舱7和乳化剂舱8；主机2设置于船舶的机舱1的底部，主机2的进油口21设置于主机2的远离船舶的船尾100的侧壁上，且位于主机2的靠近船舶的左舷的一端，需要提到的是，进油口21低于下平台1.3米；主机油水混合单元3设置于船舶的分油机室4内，且主机油水混合单元3位于分油机室4的靠近船舶左舷的一端，主机油水混合单元3通过管路与进油口21相连通；两组主机用淡水舱6分别设置于机舱1的左舷和右舷，以平衡船舶的左舷和右舷，且两组主机用淡水舱6均位于机舱1的远离船尾100的一侧，主机用淡水舱6内的淡水能够注入中间淡水舱7，该两组主机用淡水舱6能够满足主机2的用水量；储油舱5与机舱1左舷的主机用淡水舱6沿船舶的宽度方向间隔设置，且储油舱5位于分油机室4的靠近船舶左舷的一端，以使储油舱5靠近主机油水混合单元3设置，降低了储油舱5与主机油水混合单元3之间的管路的长度，从而节省管路材料，降低制造成本。

进一步地，主机油水混合单元3设置于分油机室4的靠近主机2的一侧；乳化剂舱8设置于分油机室4的远离主机2的一侧。

为了将主机用淡水舱6内的淡水注入中间淡水舱7内，本实施例在机舱1的底部设置了淡水增压泵9，该淡水增压泵9能够将主机用淡水舱6内的淡水注入中间淡水舱7。

由于主机油水混合单元3没有抽吸淡水的能力，本实施例将中间淡水舱7设置在上平台11的靠近船舶左舷的一端，中间淡水舱7通过管路与主机油水混合单元3相连通，由于中间淡水舱7高于主机油水混合单元3，中间淡水舱7内的淡水通过自重进入主机油水混合单元3。

由于该船舶动力系统需要大量的淡水，为满足系统的淡水用量，主机用淡水舱6必须做到足够大，为了便于将主机用淡水舱6安装在机舱1上，本实施例将主机用淡水舱6分为第一淡水舱61和第二淡水舱62，第一淡水舱61设置于上平台11上，第二淡水舱62设置于下平台12上，第一淡水舱61与第二淡水舱62相连通，第一淡水舱61或第二淡水舱62过管路与淡水增压泵9相连通，以通过淡水增压泵9将主机用淡水舱6内的淡水注入中间淡水舱7。

如图1和图3所示，乳化剂舱8设置于下平台12的靠近船舶左舷的一端，乳化剂舱8通过管路与主机油水混合单元3相连通，燃油和水经过乳化剂的乳化作用后，在油水混合单元内形成稳定的油水混合物，随即被注入主机2内进行燃烧，从而使主机2产生动力，该油水混合物燃烧后能够在满足氮氧化物排放III级标准。

需要提到的是，乳化剂舱8与机舱1的远离船尾100的侧壁一起制作而成，并形成乳化剂舱8的舱柜；乳化剂舱8的上方设置有漏斗，乳化剂能够通过漏斗注入乳化剂舱8。

为了满足船舶的燃油使用需求，本实施例将储油舱5分为MGO日用舱51和MDO日用舱52，MGO日用舱51与MDO日用舱52沿水平方向设置，MGO日用舱51和MDO日用舱52分别通过管路与主机油水混合单元3相连通，MGO日用舱51用于储存船用轻柴油，MDO日用舱52用于储存船用重柴油。

为了便于将MGO日用舱51和MDO日用舱52安装在船舶上，本实施例将MGO日用舱51分为第一油舱511和第二油舱512，第一油舱511设置于上平台11上，第二油舱512设置于下平台12上，第一油舱511与第二油舱512相连通，第一油舱511或第二油舱512通过管路与主机油水混合单元3相连通；同理将MDO日用舱52分为第三油舱521和第四油舱522，第三油舱521设置于上平台11上，第四油舱522设置于下平台12上，第三油舱521与第四油舱522相连通，第三油舱521或第四油舱522通过管路与主机油水混合单元3相连通。

该船舶动力系统的大部装置或结构均设置在机舱1的左舷，且位于机舱1的远离船尾100的一侧，使得该船舶动力系统整体布置整洁美观，且还能大幅减少管路材料的用量，极大地降低了成本，在满足氮氧化物排放III级标准的同时，还能保证一定的美观性、紧凑性、经济性和可靠性。

本实施例中的船舶设计方案已通过DNV船级社风险评估以及船东的认可，该满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统设计目前是国内首艘设计、安装的船舶，其系统的舱室、设备、管路布置也是国内首创，技术指标达到先进水平。

需要提到的是，节能减排是未来船舶的趋势，环保型双燃料船舶是近年来主建船舶之一，本实施例中的船舶及满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统设计方案能为目前甲醇双燃料化学品/成品油船提供一种经济简约的设计方案。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统，用于驱动船舶航行，所述船舶的机舱(1)内设置有上平台(11)和下平台(12)，且所述上平台(11)位于所述下平台(12)的上方，所述下平台(12)的中部设置有分油机室(4)，且所述分油机室(4)位于所述下平台(12)的远离所述船舶的船尾(100)的一侧，其特征在于，所述满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统包括设置于所述机舱(1)内的主机(2)、主机油水混合单元(3)、储油舱(5)、两组主机用淡水舱(6)、中间淡水舱(7)和乳化剂舱(8)；所述主机(2)设置于船舶的机舱(1)的底部，所述主机(2)的进油口(21)设置于所述主机(2)的远离所述船舶的船尾(100)的侧壁上，且位于所述主机(2)的靠近船舶的左舷的一端；所述主机油水混合单元(3)设置于所述船舶的分油机室(4)内，且所述主机油水混合单元(3)位于所述分油机室(4)的靠近所述船舶左舷的一端，所述主机油水混合单元(3)通过管路与所述进油口(21)相连通；两组所述主机用淡水舱(6)分别设置于所述机舱(1)的左舷和右舷，且两组所述主机用淡水舱(6)均位于所述机舱(1)的远离所述船尾(100)的一侧，所述主机用淡水舱(6)内的淡水能够注入所述中间淡水舱(7)；所述储油舱(5)与所述机舱(1)左舷的所述主机用淡水舱(6)沿所述船舶的宽度方向间隔设置，且所述储油舱(5)位于所述分油机室(4)的靠近所述船舶左舷的一端；所述中间淡水舱(7)设置于所述上平台(11)的靠近所述船舶左舷的一端，所述中间淡水舱(7)通过管路与所述主机油水混合单元(3)相连通；所述乳化剂舱(8)设置于所述下平台(12)的靠近所述船舶左舷的一端，所述乳化剂舱(8)通过管路与所述主机油水混合单元(3)相连通。

2.根据权利要求1所述的满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统，其特征在于，所述储油舱(5)包括MGO日用舱(51)和MDO日用舱(52)，所述MGO日用舱(51)与所述MDO日用舱(52)沿水平方向设置，所述MGO日用舱(51)和所述MDO日用舱(52)分别通过管路与所述主机油水混合单元(3)相连通，所述MGO日用舱(51)用于储存船用轻柴油，所述MDO日用舱(52)用于储存船用重柴油。

3.根据权利要求2所述的满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统，其特征在于，所述MGO日用舱(51)包括第一油舱(511)和第二油舱(512)，所述第一油舱(511)设置于所述上平台(11)上，所述第二油舱(512)设置于所述下平台(12)上，所述第一油舱(511)与所述第二油舱(512)相连通，所述第一油舱(511)或所述第二油舱(512)通过管路与所述主机油水混合单元(3)相连通。

4.根据权利要求2所述的满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统，其特征在于，所述MDO日用舱(52)包括第三油舱(521)和第四油舱(522)，所述第三油舱(521)设置于所述上平台(11)上，所述第四油舱(522)设置于所述下平台(12)上，所述第三油舱(521)与所述第四油舱(522)相连通，所述第三油舱(521)或所述第四油舱(522)通过管路与所述主机油水混合单元(3)相连通。

5.根据权利要求1所述的满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统，其特征在于，所述机舱(1)的底部设置有淡水增压泵(9)，所述淡水增压泵(9)用于将所述主机用淡水舱(6)内的淡水注入所述中间淡水舱(7)。

6.根据权利要求5所述的满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统，其特征在于，所述主机用淡水舱(6)包括第一淡水舱(61)和第二淡水舱(62)，所述第一淡水舱(61)设置于所述上平台(11)上，所述第二淡水舱(62)设置于所述下平台(12)上，所述第一淡水舱(61)与所述第二淡水舱(62) 相连通，所述第一淡水舱(61)或所述第二淡水舱(62)通 过管路与所述淡水增压泵(9)相连通。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统，其特征在于，所述主机油水混合单元(3)设置于所述分油机室(4)的靠近所述主机(2)的一侧；所述乳化剂舱(8)设置于所述分油机室(4)的远离所述主机(2)的一侧。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统，其特征在于，所述乳化剂舱(8)上设置有漏斗，乳化剂能够通过所述漏斗注入所述乳化剂舱(8)。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统，其特征在于，所述进油口(21)低于所述下平台1.3米。

10.一种船舶，其特征在于，包括机舱(1)以及权利要求1-9中任一项所述的满足船舶氮氧化物排放Ⅲ的油水混合船舶动力系统。

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