CN114110422B - 一种lng船调试船及调试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LNG船调试船及调试方法，涉及LNG船生产领域，包括船体以及布设在船体上的分配阀、LNG储存罐和气体处理设备；进气口通过排气管线与待测LNG船的货舱出口相连接，第一出气口通过第一管线与气体处理设备的进气口相连接，第二出气口通过第二管线与排放管直连，第三出气口通过第三管线与待测LNG船的货舱入口相连接；LNG调试船可根据需求实现对LNG船的货舱进行调试，并对混杂气体独立安全处理，具有周转灵活、调试成本低、独立作业，受影响因素少、安全性高等优点；相对于LNG船托运至终端调试的方法，减少中间环节；降低了项目生产费用，减少天然气放空污染，并降低风险；对船东尽快投产LNG船更加便利，同时极大降低调试费用。

Description

一种LNG船调试船及调试方法
技术领域
本发明涉及LNG船生产领域，尤其涉及一种LNG船调试船及调试方法。
背景技术
国际海事组织明确到2050年，国际海运业温室气体年度排放总量比照2008年度排放总量的最低降幅(即50％)。海运分析机构克拉克森(Clarksons)和劳合社船级社等资料，预测截至2025年，全球最大造船量将达到1962艘，其中使用LNG燃料的运输船将从2016年的31.3万吨增长至2030年的320万吨，增长量达10倍以上。LNG运输船截至2020年底，全球有130艘液化天然气运输船正在建造中，相当于目前正在使用船队的23％，全球LNG燃料船和LNG运输船建造生产规模逐渐扩大，发明人发掘两种船建造调试中面临LNG加注和天然气混杂气体处理不便的问题。
主要原因在于LNG燃料船和LNG运输船船厂建造中都需要对其LNG燃料舱和货舱进行LNG调试，调试过程中LNG舱氮气惰化完成气试后，将进行天然气置换，从开始置换至LNG完全置换过程，将产生大量氮气和天然气混合气体，该种废气不宜排至空气，如果LNG燃料船和LNG运输船液货舱比较大，目前普遍需航行到LNG终端，利用LNG终端完备的天然气回收和LNG加注能力完成调试过程，船厂往返LNG终端路途比较远，造成大量时间上和费用上的花费；而调试过程将产生大量的天然气混杂气体，由于天然气是温室气体和可燃气体，如果对其不能有效处理，将对空气产生污染以及产生爆炸危险。
LNG运输船调试航行到专用LNG终端，往路程远，需要协调的资源多，到LNG终端调试项目流程长且收取的调试费用较高，而且往往受时间窗口条件和环境条件影响，容易耽误LNG船的生产进程。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种LNG船调试船及调试方法，其具有调试成本低、独立作业，受影响因素少、安全性高等优点。
本发明是通过以下技术方案予以实现：一种LNG船调试船，包括船体以及布设在船体上的分配阀、LNG储存罐和气体处理设备；
LNG储存罐上设有与待测LNG船的货舱入口相连接的进气管线；
分配阀开设有进气口、第一出气口、第二出气口以及第三出气口；
进气口通过排气管线与待测LNG船的货舱出口相连接，第一出气口通过第一管线与气体处理设备的进气口相连接，气体处理设备的出气口连接有排放管，第二出气口通过第二管线与排放管直连，第三出气口通过第三管线与待测LNG船的货舱入口相连接；
排气管线上设有第一可燃气体浓度检测仪。
根据上述技术方案，优选的，还包括智能控制模块，第一管线上设有第一电磁阀，第二管线上设有第二电磁阀，第三管线上设有第三电磁阀，排气管线上设有第四电磁阀，第一可燃气体浓度检测仪与智能控制模块信号连接，并将采集信号输送至智能控制模块，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀均与智能控制模块信号连接，智能控制模块控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀的启闭。
根据上述技术方案，优选的，排气管线上设有氮气浓度检测仪表，氮气浓度检测仪表与智能控制模块信号连接。
根据上述技术方案，优选的，智能控制模块内嵌逻辑算法，逻辑算法包括一级算法和二级算法，第一可燃气体浓度检测仪测得可燃气体含量表示为W，氮气浓度检测仪表测得氮气含量表示为V：
一级算法：
W与V和等于100％，则运行二级算法；
W与V和小于100％，则进行报警；
二级算法：
W≤0.2％，第一电磁阀和第三电磁阀关闭，第二电磁阀打开，气体通过排放管直排；
0.2％＜W≤99％，第二电磁阀和第三电磁阀关闭，第一电磁阀打开，气体通过第一管线进入气体处理设备，经处理后通过排放管排出；
W>99％,第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀打开，气体通过第三管线返回至LNG船，且进气管线停止输入。
根据上述技术方案，优选的，排放管上设有抽气设备，排气管线和待测LNG船的货舱内形成小于外界气压的负压环境。
根据上述技术方案，优选的，排放管上设有第二可燃气体浓度检测仪。
本发明还公开了一种LNG船调试方法，采用上述的LNG船调试船，包括以下步骤；
(1)将LNG船调试船停靠在待测LNG船侧，并将进气管线、第三管线和排气管线的自由端分别与待测LNG船的进气口和出气口相连接；
(2)进气管线将LNG船调试船载的LNG输入至待测LNG船的货舱内，而货舱内的气体通过排气管线进入分配阀；
(3)智能控制模块内嵌逻辑算法，逻辑算法包括一级算法和二级算法，第一可燃气体浓度检测仪测得可燃气体含量表示为W，氮气浓度检测仪表测得氮气含量表示为V：
一级算法：
W与V和等于100％，则运行二级算法；
W与V和小于100％，则进行报警；
二级算法：
W≤0.2％，第一电磁阀和第三电磁阀关闭，第二电磁阀打开，气体通过排放管直排；
0.2％＜W≤99％，第二电磁阀和第三电磁阀关闭，第一电磁阀打开，气体通过第一管线进入气体处理设备，经处理后通过排放管排出；
W>99％,第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀打开，气体通过第三管线返回至LNG船，且进气管线停止输入；
(4)完成待测LNG船的货舱调试。
本发明的有益效果是：
(1)LNG调试船可根据需求实现对LNG船的货舱进行调试，并对混杂气体独立安全处理，具有周转灵活、调试成本低、独立作业，受影响因素少、安全性高等优点；
(2)相对于LNG船托运至终端调试的方法，减少中间环节；降低了项目生产费用，减少天然气放空污染，并降低风险；对船东尽快投产LNG船更加便利，同时极大降低调试费用。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的一种结构示意图，此时W≤0.2％；
图2示出了根据本发明的实施例的另一种结构示意图，此时0.2％＜W≤99％；
图3示出了根据本发明的实施例的又一种结构示意图，此时W>99％；
第一可燃气体浓度检测仪测得可燃气体含量表示为W；
图中：1、船体；2、分配阀；3、LNG储存罐；4、气体处理设备；5、智能控制模块；6、进气管线；7、第二可燃气体浓度检测仪；8、第一出气口；9、第二出气口；10、第三出气口；11、排气管线；12、待测LNG船；13、货舱；14、第一管线；15、排放管；16、第二管线；17、第三管线；18、第一可燃气体浓度检测仪；19、氮气浓度检测仪表；20、第一电磁阀；21、第二电磁阀；22、第三电磁阀；23、第四电磁阀。
具体实施方式
下面将结合附图对发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
如图1、图2和图3所示，本发明提供了一种LNG船调试船，包括船体1、布设在船体1上的分配阀2、LNG储存罐3、气体处理设备4以及智能控制模块5；
其中LNG储存罐3上设有与待测LNG船12的货舱13入口相连接的进气管线6；
分配阀2开设有进气口、第一出气口8、第二出气口9以及第三出气口10；
分配阀2的进气口通过排气管线11与待测LNG船12的货舱13出口相连接，第一出气口8通过第一管线14与气体处理设备4的进气口相连接，气体处理设备4的出气口连接有排放管15，第二出气口9通过第二管线16与排放管15直连，第三出气口10通过第三管线17与待测LNG船12的货舱13入口相连接；
气体处理设备4采用现有常见的船用天然气处理设备即可，并且气体处理设备4的新风入口背离待测LNG船12侧，吸取海面低位新鲜空气，以确保空气与调试后可燃混杂气比例调整精确，提高排放管15排放空气的检测准确度。
排气管线11上设有第一可燃气体浓度检测仪18；
排气管线11上设有氮气浓度检测仪表19；
第一管线14上设有第一电磁阀20，第二管线16上设有第二电磁阀21，第三管线17上设有第三电磁阀22，排气管线11上设有第四电磁阀23，第一可燃气体浓度检测仪18与智能控制模块5信号连接，氮气浓度检测仪表19与智能控制模块5信号连接，并将采集信号输送至智能控制模块5；
第一电磁阀20、第二电磁阀21、第三电磁阀22和第四电磁阀23均与智能控制模块5信号连接，智能控制模块5控制第一电磁阀20、第二电磁阀21、第三电磁阀22和第四电磁阀23的启闭。
根据上述实施例，优选的，智能控制模块5内嵌逻辑算法，逻辑算法包括一级算法和二级算法，第一可燃气体浓度检测仪18测得可燃气体含量表示为W，氮气浓度检测仪表19测得氮气含量表示为V：
一级算法：
W与V和等于100％，则运行二级算法；
W与V和小于100％，则表明货舱或管线存在泄漏，需立刻进行报警，以防发生LNG泄漏风险；
二级算法：
W≤0.2％，第一电磁阀20和第三电磁阀22关闭，第二电磁阀21打开，气体通过排放管15直排；
0.2％＜W≤99％，第二电磁阀21和第三电磁阀22关闭，第一电磁阀20打开，气体通过第一管线14进入气体处理设备4，经处理后通过排放管15排出；
W>99％,第一电磁阀20和第二电磁阀21关闭，第三电磁阀22打开，气体通过第三管线17返回至LNG船，且进气管线6停止输入。
根据上述实施例，优选的，排放管15上设有抽气设备，排气管线11和待测LNG船12的货舱13内形成小于外界气压的负压环境，使得LNG船的货舱13实现加注准备。
根据上述技术方案，优选的，排放管15上设有第二可燃气体浓度检测仪7，便于对排放的气体进一步检测，减低安全隐患。
本发明还公开了一种LNG船调试方法，采用上述的LNG船调试船，包括以下步骤；
(1)将LNG船调试船停靠在待测LNG船12侧，并将进气管线6、第三管线17和排气管线11的自由端分别与待测LNG船12的进气口和出气口相连接；
(2)进气管线6将LNG船调试船载的LNG输入至待测LNG船12的货舱13内，而货舱13内的气体通过排气管线11进入分配阀2；
(3)智能控制模块5内嵌逻辑算法，逻辑算法包括一级算法和二级算法，第一可燃气体浓度检测仪18测得可燃气体含量表示为W，氮气浓度检测仪表19测得氮气含量表示为V：
一级算法：
W与V和等于100％，则运行二级算法；
W与V和小于100％，则进行报警；
二级算法：
W≤0.2％，第一电磁阀20和第三电磁阀22关闭，第二电磁阀21打开，气体通过排放管15直排；
0.2％＜W≤99％，第二电磁阀21和第三电磁阀22关闭，第一电磁阀20打开，气体通过第一管线14进入气体处理设备4，经处理后通过排放管15排出；
W>99％,第一电磁阀20和第二电磁阀21关闭，第三电磁阀22打开，气体通过第三管线17返回至LNG船，且进气管线6停止输入；
(4)完成待测LNG船12的货舱13调试。
本发明的有益效果是：
(1)LNG调试船可根据需求实现对LNG船的货舱13进行调试，并对混杂气体独立安全处理，具有周转灵活、调试成本低、独立作业，受影响因素少、安全性高等优点；
(2)相对于LNG船托运至终端调试的方法，减少中间环节；降低了项目生产费用，减少天然气放空污染，并降低风险；对船东尽快投产LNG船更加便利，同时极大降低调试费用。
在发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，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，因此不能理解为对发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种LNG船调试船，其特征在于，包括船体以及布设在船体上的分配阀、LNG储存罐、气体处理设备以及智能控制模块；
所述LNG储存罐上设有与待测LNG船的货舱入口相连接的进气管线；
所述分配阀开设有进气口、第一出气口、第二出气口以及第三出气口；
所述进气口通过排气管线与待测LNG船的货舱出口相连接，所述第一出气口通过第一管线与气体处理设备的进气口相连接，所述气体处理设备的出气口连接有排放管，所述第二出气口通过第二管线与排放管直连，所述第三出气口通过第三管线与待测LNG船的货舱入口相连接；
所述排气管线上设有第一可燃气体浓度检测仪；
所述第一管线上设有第一电磁阀，所述第二管线上设有第二电磁阀，所述第三管线上设有第三电磁阀，所述排气管线上设有第四电磁阀，所述第一可燃气体浓度检测仪与智能控制模块信号连接，并将采集信号输送至智能控制模块，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀均与智能控制模块信号连接，智能控制模块控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀的启闭；
所述排气管线上设有氮气浓度检测仪表，所述氮气浓度检测仪表与智能控制模块信号连接；
所述智能控制模块内嵌逻辑算法，逻辑算法包括一级算法和二级算法，第一可燃气体浓度检测仪测得可燃气体含量表示为W，氮气浓度检测仪表测得氮气含量表示为V：
一级算法：
W与V和等于100％，则运行二级算法；
W与V和小于100％，则进行报警；
二级算法：
W≤0.2％，第一电磁阀和第三电磁阀关闭，第二电磁阀打开，气体通过排放管直排；
0.2％＜W≤99％，第二电磁阀和第三电磁阀关闭，第一电磁阀打开，气体通过第一管线进入气体处理设备，经处理后通过排放管排出；
W>99％,第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀打开，气体通过第三管线返回至LNG船，且进气管线停止输入。
2.根据权利要求1所述的一种LNG船调试船，其特征在于，所述排放管上设有抽气设备，所述排气管线和待测LNG船的货舱内形成小于外界气压的负压环境。
3.根据权利要求1所述的一种LNG船调试船，其特征在于，所述排放管上设有第二可燃气体浓度检测仪。
4.一种LNG船调试方法，其特征在于，采用权利要求1-3中任意一项所述的LNG船调试船，包括以下步骤；
(1)将LNG船调试船停靠在待测LNG船侧，并将进气管线、第三管线和排气管线的自由端分别与待测LNG船的进气口和出气口相连接；
(2)进气管线将LNG船调试船载的LNG输入至待测LNG船的货舱内，而货舱内的气体通过排气管线进入分配阀；
(3)智能控制模块内嵌逻辑算法，逻辑算法包括一级算法和二级算法，第一可燃气体浓度检测仪测得可燃气体含量表示为W，氮气浓度检测仪表测得氮气含量表示为V：
一级算法：
W与V和等于100％，则运行二级算法；
W与V和小于100％，则进行报警；
二级算法：
W≤0.2％，第一电磁阀和第三电磁阀关闭，第二电磁阀打开，气体通过排放管直排；
0.2％＜W≤99％，第二电磁阀和第三电磁阀关闭，第一电磁阀打开，气体通过第一管线进入气体处理设备，经处理后通过排放管排出；
W>99％,第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀打开，气体通过第三管线返回至LNG船，且进气管线停止输入；
(4)完成待测LNG船的货舱调试。
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