CN113567616A - 用于lgip主机燃气管道吹扫及气密试验的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于LGIP主机燃气管道吹扫及气密试验的装置及方法，所述装置包括依次连接的液氮储罐、气化器、氮气压缩机、缓冲罐、减压阀元件和阀组单元；其中，液氮储罐用于储存液氮，气化器用于将液氮转换为气态，氮气压缩机用于对低压氮气进行加压，达到管道吹扫和气密试验的压力条件，缓冲罐用于储存加压后的氮气，达到稳压稳流和管路吹扫时实现大流量下的持续吹扫，减压阀元件用于将高压氮气减压至气密试验规定的压力，阀组单元用于控制液化石油气供液回路、氮气吹扫回路以及管路压力的泄放，该阀组单元通过供液管和回液管分别连接LGIP主机的供液进口和回液出口，回液管上设有用于检查洁净度的取样口。本发明达到了实现多种压力条件、使用简单便捷和系统可靠性好的效果。
Description
技术领域
本发明涉及MAN-LGIP系列双燃料主机，特别涉及一种用于LGIP主机燃气管道吹扫及气密试验的装置及方法，属于船用柴油机技术领域。
背景技术
由于全球范围内日趋严格的排放法规以及高昂的燃油费用，船用低速柴油机目前已经向多燃料化的趋势发展，其中LGIP系列主机就是一种双燃料主机。由于LPG着火温度比其他燃料低，一般在430～460℃，爆炸极限较窄，为1.5％～9.5％，而且爆炸下限比其他燃气低，所以危险性大，一点点火花都会引起燃烧爆炸，若发生泄漏，则会产生较大的安全隐患。此外，由于主机的燃气部件构造比较精密复杂，若燃气管道内的杂质较多，会容易损坏燃气部件。所以对主机的气密性进行试验以及对主机的燃气管道进行吹扫清洁，是LGIP试车工作中不可或缺的一项工作。为了完成这项工作，需要一套装置和方法辅助完成燃气管道的吹扫及气密试验工作。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于LGIP主机燃气管道吹扫及气密试验的装置及方法，用于检测管道的洁净度和气密性，以完成主机燃气部件及燃气管路的吹扫和气密性试验工作，达到实现多种压力条件、使用简单便捷和系统可靠性好的效果。
本发明解决其技术问题采取的技术方案如下：
一种用于LGIP主机燃气管道吹扫及气密试验的装置，所述LGIP主机使用液化石油气作为燃料，设有供液进口和回液出口，其特征在于：所述的装置连接所述LGIP主机，包括有：
液氮储罐，用于储存液氮；
气化器，连接所述液氮储罐，用于将该液氮储罐内的液氮转换为气态；
氮气压缩机，连接所述气化器，用于对来自所述气化器的低压氮气进行加压，达到管道吹扫和气密试验的压力条件；
缓冲罐，连接所述氮气压缩机，用于将加压后的氮气储存起来，达到稳压稳流的目的，当管路吹扫时实现大流量下的持续吹扫；
减压阀元件，连接所述缓冲罐，用于将所述缓冲罐中的高压氮气减压至气密试验中规定的压力范围；
阀组单元，用于控制液化石油气供液回路、氮气吹扫回路以及管路压力的泄放，该阀组单元连接所述减压阀元件，同时通过供液管和回液管分别连接所述LGIP主机的供液进口和回液出口，该回液管上设有管道吹扫时用于检查管道洁净度的取样口。
进一步地，所述的氮气压缩机为活塞式4级压缩机，输出压力在150-400bar之间进行调节。
进一步地，所述的氮气压缩机采用PLC控制，当氮气的压力跌至设定压力的下限值时自动启机加压，当氮气的压力达到设定压力的上限值时自动停机。
进一步地，所述的减压阀元件的上游设有三通快速接头，用于在所述氮气压缩机发生故障或进行维保时接入氮气瓶组。
进一步地，所述的减压阀元件并联有消声器，用于降低压力泄放时的噪声。
本发明的另一技术方案如下：
一种使用上述装置实现的用于LGIP主机气密试验的方法，其具体步骤如下：
1)将所述氮气压缩机的出口压力设定为250bar，等待该氮气压缩机建立压力；
2)当所述氮气压缩机建压完成后，将所述减压阀元件的输出压力值调整至55bar，所述阀组单元的阀件状态调整为进液模式，将所述LGIP主机上各缸的燃气进口阀打开，等待所述LGIP主机的燃气部件内压力建立；
3)当所述LGIP主机的燃气部件内升压至55bar时，将所述阀组单元的阀件状态调整为切断进气状态，同时将所述减压阀元件调整至关闭状态，泄放燃气管道内的压力；
4)所述LGIP主机保持压力1小时，之后压力下降值不大于1.4bar，则所述LGIP主机的气密试验为合格；若压力下降值大于1.4bar，则进行故障排除和检漏，然后再次执行步骤1)至4)，进行气密试验；
5)气密试验通过后，将所述阀组单元的阀件状态调整为泄放状态，泄放所述燃气部件内的压力。
进一步地，所述的步骤3)还包括有：打开所述消声器的开关。
本发明的又一技术方案如下：
一种使用上述装置实现的用于LGIP主机燃气管道吹扫的方法，其具体步骤如下：
1)将所述LGIP主机的供液进口和回液出口的盲板法兰拆除并安装软管，将该供液进口与回液出口进行旁通，将连接所述阀组单元的回液管的部分管段断开，只保留所述取样口；
2)将所述氮气压缩机的出口压力设定为250bar，并等待该氮气压缩机建立压力；
3)当所述氮气压缩机建压完成后，将所述减压阀元件的输出压力值调整至最大值400bar，所述阀组单元的阀件状态调整为进液模式，开始对燃气管道进行吹扫；
4)吹扫进行30分钟后，在所述取样口处安装10微米的滤袋，保持吹扫5分钟后，取下并检查所述滤袋；
5)用磁铁笔扫吸所述滤袋的内部，若无铁屑或肉眼可见的脏物，则燃气管道的洁净度合格；若有铁屑或脏物，则重复步骤4)继续吹扫，直至所述滤袋内无脏物检出，所述燃气管道的洁净度合格为止；
6)完成所述燃气管道的吹扫后，将所述步骤1)中安装的软管拆除，重新装复盲板法兰，断开所述供液进口与回液出口的旁通，装复拆除的连接所述阀组单元的回液管的部分管段。
本发明的技术效果如下：
①本发明将气化后的低压氮气用氮气压缩机加压至300bar以上，并储存在缓冲罐中，解决了燃气管路气密试验与管道吹扫所需的压力条件，实现了大流量下的持续吹扫；
②本发明采用减压阀元件对高压氮气进行减压至气密试验规范中规定的压力范围，过程安全快捷；
③本发明实现了外接氮气瓶组对燃气管道进行吹扫和气密试验，当缓冲罐的液氮存量不足时可作为备选方案，保证了生产进度。
附图说明
图1为本发明的系统原理图。
图中，
1—液氮储罐，2—气化器，3—氮气压缩机，4—缓冲罐，5—减压阀元件，6—阀组单元，7—LGIP主机，E1—供液进口，E2—回液出口，X3—三通快速接头，S—取样口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明做进一步的详细说明。
本发明用于LGIP主机燃气管道吹扫及气密试验，请参阅图1，所述LGIP主机7可使用液化石油气(LPG)作为燃料，设有供液进口E1和回液出口E2，各缸有单独的控制燃气进出口的阀门。
所述用于LGIP主机燃气管道吹扫及气密试验的装置与所述LGIP主机7连接，其示意图如图1所示，整套装置包括依次连接的液氮储罐1、气化器2、氮气压缩机3、缓冲罐4、减压阀元件5和阀组单元6。
所述液氮储罐1用于储存液氮，容积为20m3。
所述气化器2用于将液氮储罐1内的液氮转换为气态。
所述氮气压缩机3是活塞式压缩机，4级压缩，输出压力可在150-400bar之间调节，采取PLC控制；达到设定压力时可自动停机，当压力跌至下限值时可自动启机加压。所述氮气压缩机3可实现自动排污，确保机组出气质量和机组安全；该氮气压缩机3的主要作用是将液氮储罐1中供过来的低压氮气加压，使得具备管道吹扫和泵压试验的压力条件。
所述缓冲罐4的容积为1m3，主要作用是将加压后的氮气储存起来，达到稳压稳流的作用；进行管路吹扫时，能在较大流量的条件下持续吹扫一段时间，以实现更好的管道清洁度。
所述减压阀元件5的最大输入压力为250bar，输出压力范围为0-160bar，用于将缓冲罐4中的高压氮气减压至泵压规范中规定的压力范围。该减压阀元件5前连接有三通快速接头X3，当氮气压缩机3发生故障或正在进行维保时，可以同时使用三组氮气瓶组接入，以保证管道吹扫和气密试验工作的继续进行。
与所述减压阀元件5并联有消声器；由于管道内的压力很高，若直接泄放，噪音过大，对操作人员会有损害，使用消声器可降低压力泄放时的噪声。
所述阀组单元6是主机附属的一个阀组单元，简称FVT，全称是FUEL VALVE TRAIN，用于控制LPG供液回路、氮气吹扫回路、以及管路内压力的泄放。所述阀组单元6通过供液管和回液管分别连接所述LGIP主机7的供液进口E1和回液出口E2，所述FVT的回液管上设有取样口S，用于进行管道吹扫时检查管道的洁净度。
本发明所述用于LGIP主机燃气管道吹扫的方法，其具体步骤如下：
①将LGIP主机7燃气管的spool piece处的供液进口E1和回液出口E2的盲板法兰拆除，安装软管，将供液进口E1与回液出口E2进行旁通，如图1所示，目的是防止吹扫时脏物进入缸盖的燃气部件内，造成燃气部件的损伤。
②将回液管连接阀组单元6的那一部分管段断开，只保留取样口S。
③将氮气压缩机3的出口压力设定在250bar，并等待氮气压缩机3建立压力。
④当氮气压缩机3建压完成后，将减压阀元件5的输出压力值调整至最大，阀组单元6的阀件状态调整为进液模式，开始燃气外管道吹扫。
⑤在吹扫30分钟后，在取样口S处安装10微米滤袋，保持吹扫，5分钟后检查取下滤袋。
⑥用磁铁笔吸附滤袋内部，若无铁屑或肉眼可见的脏物，则燃气管道洁净度合格；若有脏物，则继续吹扫，直至无脏物可检出。
⑦将第①步中安装的软管拆除，盲板法兰重新装复，断开供液进口E1与回液出口E2的旁通，将第②步中拆除的回液管连接阀组单元6的那一部分管段重新装复。
LGIP主机的气密试验一般在管道吹扫之后进行，其试验方法的具体步骤如下：
①将氮气压缩机3的出口压力设定在250bar，并等待氮气压缩机3建立压力。
②当氮气压缩机3建压完成后，将减压阀元件5的输出压力值调整至55bar，阀组单元6的阀件状态调整为进液模式，LGIP主机7上各缸燃气进口阀打开，等待压力建立。
③当LGIP主机7的燃气部件升压至55bar时，阀组单元6的阀件状态调整为切断进气状态，减压阀元件5调整至关闭状态，打开消声器开关，泄放管道内的压力。
④LGIP主机7保持压力1小时，1小时后压力下降值不大于泵压压力的2.5％，即1.4bar，则视为合格；若压力下降值超过额定值，则需进行故障排除、检漏，再进行气密性测试。
⑤气密性测试通过后，将阀组单元6的阀件状态调整为泄放状态，将管道内的压力泄放。
本发明要求的保护范围不仅限于上述实施例，凡依据本发明的内容所做的等效变化及修改，均属于本发明的范畴。
Claims (8)
1.一种用于LGIP主机燃气管道吹扫及气密试验的装置，所述LGIP主机使用液化石油气作为燃料，设有供液进口和回液出口，其特征在于：所述的装置连接所述LGIP主机，包括有：
液氮储罐，用于储存液氮；
气化器，连接所述液氮储罐，用于将该液氮储罐内的液氮转换为气态；
氮气压缩机，连接所述气化器，用于对来自所述气化器的低压氮气进行加压，达到管道吹扫和气密试验的压力条件；
缓冲罐，连接所述氮气压缩机，用于将加压后的氮气储存起来，达到稳压稳流的目的，当管路吹扫时实现大流量下的持续吹扫；
减压阀元件，连接所述缓冲罐，用于将所述缓冲罐中的高压氮气减压至气密试验中规定的压力范围；
阀组单元，用于控制液化石油气供液回路、氮气吹扫回路以及管路压力的泄放，该阀组单元连接所述减压阀元件，同时通过供液管和回液管分别连接所述LGIP主机的供液进口和回液出口，该回液管上设有管道吹扫时用于检查管道洁净度的取样口。
2.根据权利要求1所述的用于LGIP主机燃气管道吹扫及气密试验的装置，其特征在于：所述的氮气压缩机为活塞式4级压缩机，输出压力在150-400bar之间进行调节。
3.根据权利要求1所述的用于LGIP主机燃气管道吹扫及气密试验的装置，其特征在于：所述的氮气压缩机采用PLC控制，当氮气的压力跌至设定压力的下限值时自动启机加压，当氮气的压力达到设定压力的上限值时自动停机。
4.根据权利要求1所述的用于LGIP主机燃气管道吹扫及气密试验的装置，其特征在于：所述的减压阀元件的上游设有三通快速接头，用于在所述氮气压缩机发生故障或进行维保时接入氮气瓶组。
5.根据权利要求1所述的用于LGIP主机燃气管道吹扫及气密试验的装置，其特征在于：所述的减压阀元件并联有消声器，用于降低压力泄放时的噪声。
6.一种使用权利要求5所述装置实现的用于LGIP主机气密试验的方法，其特征在于：所述的气密试验方法的具体步骤如下：
1)将所述氮气压缩机的出口压力设定为250bar，等待该氮气压缩机建立压力；
2)当所述氮气压缩机建压完成后，将所述减压阀元件的输出压力值调整至55bar，所述阀组单元的阀件状态调整为进液模式，将所述LGIP主机上各缸的燃气进口阀打开，等待所述LGIP主机的燃气部件内压力建立；
3)当所述LGIP主机的燃气部件内升压至55bar时，将所述阀组单元的阀件状态调整为切断进气状态，同时将所述减压阀元件调整至关闭状态，泄放燃气管道内的压力；
4)所述LGIP主机保持压力1小时，之后压力下降值不大于1.4bar，则所述LGIP主机的气密试验为合格；若压力下降值大于1.4bar，则进行故障排除和检漏，然后再次执行步骤1)至4)，进行气密试验；
5)气密试验通过后，将所述阀组单元的阀件状态调整为泄放状态，泄放所述燃气部件内的压力。
7.根据权利要求6所述的用于LGIP主机气密试验的方法，其特征在于：所述的步骤3)还包括有：打开所述消声器的开关。
8.一种使用权利要求1所述装置实现的用于LGIP主机燃气管道吹扫的方法，其特征在于：所述的吹扫方法的具体步骤如下：
1)将所述LGIP主机的供液进口和回液出口的盲板法兰拆除并安装软管，将该供液进口与回液出口进行旁通，将连接所述阀组单元的回液管的部分管段断开，只保留所述取样口；
2)将所述氮气压缩机的出口压力设定为250bar，并等待该氮气压缩机建立压力；
3)当所述氮气压缩机建压完成后，将所述减压阀元件的输出压力值调整至最大值400bar，所述阀组单元的阀件状态调整为进液模式，开始对燃气管道进行吹扫；
4)吹扫进行30分钟后，在所述取样口处安装10微米的滤袋，保持吹扫5分钟后，取下并检查所述滤袋；
5)用磁铁笔扫吸所述滤袋的内部，若无铁屑或肉眼可见的脏物，则燃气管道的洁净度合格；若有铁屑或脏物，则重复步骤4)继续吹扫，直至所述滤袋内无脏物检出，所述燃气管道的洁净度合格为止；
6)完成所述燃气管道的吹扫后，将所述步骤1)中安装的软管拆除，重新装复盲板法兰，断开所述供液进口与回液出口的旁通，装复拆除的连接所述阀组单元的回液管的部分管段。
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