CN205036458U - 一种适用于小型lng动力船舶的燃料控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统，左气体燃料主机、右气体燃料主机分别设置于船舶中轴线两侧的船舱内，左气体燃料主机、右气体燃料主机内分别设置有气体燃料发动机，气罐通过气罐充装管路与充装接头相连接，气罐通过端部两侧的燃气供应管路分别与左气体燃料发动机、右气体燃料发动机相连，气罐充装管路、燃气供应管路上均设置有电磁阀，燃料主控制柜通过电磁阀控箱与电磁阀分别相连。本实用新型设置两套分离的燃气供给系统为左右两个主机提供气体燃料，在任一主机或任一燃气供应系统出现故障时都不会导致小型LNG动力船舶推进系统的完全失效，避免造成燃气泄漏和超压。

Description

一种适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统

技术领域

本实用新型涉及内河船舶航运技术领域，特别是涉及一种适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统。

背景技术

目前我国内河使用LNG(liquefiednaturalgas，液化天然气)作为动力燃料的船舶较少，基于目前日趋严重的空气污染问题，使用LNG作为燃料，可极大改善航运业对空气的污染问题。LNG作为船舶推进燃料，LNG动力船舶的LNG燃气控制系统与常规燃油控制有根本区别。需要一套适用于小型LNG动力船舶的燃气控制系统，使得小型LNG动力船舶在各种工况下，最大限度保证LNG燃料安全充装及可靠使用。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统，该燃料控制系统能够保证LNG燃料充装过程中安全性，保证LNG动力船舶运行的可靠性。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统，所述适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统至少包括：气罐、气罐充装管路、两套燃料供应系统和燃料主控制柜，所述气罐通过所述气罐充装管路与充装接头相连接；

两套所述燃料供应系统由设置于船舶中轴线两侧的左燃料供应系统和右燃料供应系统组成，所述左燃料供应系统包括左燃气供给单元、左气体燃料主机，所述右燃料供应系统包括右燃气供给单元、右气体燃料主机，所述气罐的端部两侧分别设置有燃气供应管路，所述气罐通过两个所述燃气供应管路分别与所述左燃气供给单元、所述右燃气供给单元相连；所述左燃气供给单元与所述左气体燃料主机相连，所述右燃气供给单元与所述右气体燃料主机相连；

所述气罐充装管路、所述燃气供应管路上、两套所述燃料供应系统内均设置有电磁阀，所述燃料主控制柜通过电磁阀控箱与所述电磁阀分别相连，以实现所述燃料主控制柜对两套所述燃料供应系统的整体控制。

优选地，所述适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统还包括安全监测模块，所述燃料主控制柜内设置有安全控制单元和报警器，所述安全控制单元与所述报警器相连，所述安全监测模块与所述安全控制单元相连，且所述安全控制单元通过所述电磁阀控箱与所述电磁阀相连，以适于所述安全监测模块对燃料供应系统进行实时安全监测，并将监测到信号传递给所述安全控制单元，所述安全控制单元根据所述信号判断是否向所述电磁阀驱动电路发出切断相应的电磁阀的命令。

优选地，所述电磁阀包括供气阀组和充装遥控阀组，所述供气阀组包括供气主阀、放散阀和进机阀，两个所述燃气供应管路上均设置有供气主阀、放散阀和进机阀；所述充装遥控阀组包括上进液充装遥控阀、下进液充装遥控阀和出气充装遥控阀，所述上进液充装遥控阀、所述下进液充装遥控阀分别设置于所述气罐端部的燃气充装管路上，所述出气充装遥控阀设置于与所述气罐相连的回气管路上。

优选地，所述安全监测模块包括气罐压力计、气罐液位计、可燃气体探头、风道压力计和火灾探测器，所述气罐的顶部设置有所述气罐压力计，所述气罐的内部设置有所述气罐液位计；气罐处所及机舱处所均设置有可燃气体探头，所述左气体燃料主机、所述右气体燃料主机的风道内分别设置有风道压力计，所述机舱处所和所述气罐处所均设置有火灾探测器。

优选地，所述燃料供应系统还包括热交换器，所述热交换器设置于所述燃气供应管路上。

优选地，所述安全监测模块还包括气罐燃料温度计和燃气出口温度计，所述气罐上设置有所述气罐燃料温度计，所述热交换器的气体燃料出口处设置有燃气出口温度计。

优选地，所述适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统还包括手动应急关断按钮，所述手动应急关断按钮包括加注手动应急关断按钮和燃气供给手动应急关断按钮，所述加注手动应急关断按钮设置于在船舶的驾驶室和燃气充装控制位置，所述燃气供给手动应急关断按钮设置于在所述驾驶室和机舱内，所述加注手动应急关断按钮、所述燃气供给手动应急关断按钮通过安全电路分别与电磁阀驱动装置相连，以适于所述加注手动应急关断按钮、所述燃气供给手动应急关断按钮直接控制所述电磁阀驱动装置。

优选地，所述充装遥控阀组的驱动动力源均采用压缩空气。

优选地，所述安全监测模块还包括压缩空气压力计，所述压缩空气压力计设置于承载压缩空气的装置上，所述压缩空气压力计与所述安全控制单元相连。

如上所述，本实用新型提供的适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统，具有以下有益效果：本实用新型设置两套分离的燃料供应系统为左右两个气体燃料主机提供气体燃料，在任一气体燃料主机或任一燃料供应系统出现故障时都不会导致小型LNG动力船舶推进系统的失效；通过设置安全监测模块，使得安全监测模块将监测到气罐压力、气罐内液位、可燃气体浓度、通风、火灾等信号传递给安全控制单元，安全控制单元根据信号向控制气体燃料充装、供给的电磁阀发送命令，实现燃料供应控制与安全控制相分离，燃气供应过程得到双重监测，保证船舶能够接收并储存规范要求状态下的气体燃料，避免造成泄漏和超压，避免由于燃气泄漏造成伤害人身的事故发生；同时，确保气体燃料供应系统安全、可靠运行；本实用新型提供的LNG燃气控制系统设计科学合理、易于实现、便于操作，真正实现了独立性和可靠性，为小型LNG动力船舶安全推广起到深远意义。

附图说明

图1显示为本实用新型提供的适用于小型LNG动力船舶的燃气控制系统中燃料供应控制部分的原理图。

图2显示为本实用新型提供的适用于小型LNG动力船舶的燃气控制系统中安全控制部分的原理框图。

图中：1、驾驶室控制面板2、燃料电控屏3、出气充装遥控阀4、上进液充装遥控阀5、充装接头6、下进液充装遥控阀7、缓冲罐8、热交换器9、左放散阀10、左进机阀11、左燃气供给单元12、右燃气供给单元13、右进机阀14、右放散阀15、回气接头16、气罐17、气罐充装管路18、燃气供应管路19、左气体燃料主机20、右气体燃料主机。

具体实施方式

本实用新型提供一种适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统，包括：气罐、气罐充装管路、燃气供应管路、左燃气供给单元、右燃气供给单元、左气体燃料主机、右气体燃料主机和燃料主控制柜；左气体燃料主机、右气体燃料主机分别设置于船舶中轴线两侧的船舱内，左气体燃料主机、右气体燃料主机内分别设置有气体燃料发动机，气罐通过气罐充装管路与充装接头相连接，气罐通过端部两侧的燃气供应管路分别与左燃气供给单元、右燃气供给单元相连，左燃气供给单元与左气体燃料主机内气体燃料发动机相连接，右燃气供给单元与右气体燃料主机内的气体燃料发动机相连，气罐充装管路、燃气供应管路上及左燃气供给单元、右燃气供给单元内均设置有电磁阀，燃料主控制柜通过电磁阀控箱与电磁阀分别相连，以实现燃料主控制柜对两套燃料供应系统的整体控制。

本实用新型设置两套分离的燃料供应系统为左右两个主机提供气体燃料，在任一主机或任一燃料供应系统出现故障时都不会导致小型LNG动力船舶推进系统的失效；使燃料供应系统能够在船上接收并储存规范要求状态下的气体燃料，避免造成泄漏和超压，确保了气体供应燃料系统安全、可靠运行。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

请参阅图1、图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1、2所示，本实施例提供一种适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统，包括：气罐16、气罐充装管路17、燃气供应管路18、左燃气供给单元11、右燃气供给单元12、左气体燃料主机19、右气体燃料主机20和燃料主控制柜；左气体燃料主机19、右气体燃料主机20分别设置于船舶中轴线两侧的船舱内，左气体燃料主机19、右气体燃料主机20内分别设置有气体燃料发动机，气罐16通过气罐充装管路17与充装接头5相连接，气罐16通过端部两侧的燃气供应管路18分别与左燃气供给单元11、右燃气供给单元12相连，左燃气供给单元11与左气体燃料主机19内气体燃料发动机相连接，右燃气供给单元12与右气体燃料主机20内的气体燃料发动机相连；气罐充装管路17、燃气供应管路18上及左燃气供给单元11、右燃气供给单元12内均设置有电磁阀，燃料主控制柜通过电磁阀控箱与电磁阀分别相连。具体如下：

本实施例中，驾驶室内设置有驾驶室控制面板1，驾驶室控制面板1所在的主机通过控制电缆与燃料主控制柜相连，燃料主控制柜上设置有燃料电控屏2，燃料主控制柜通过电磁阀控箱与电磁阀相连。驾驶室控制面板1、燃料电控屏2的设置方便工作人员设置控制参数，并且有利于工作人员采取紧急切断电磁阀的动作。

本实施例中，燃料主控制柜通过其内部的电磁阀控箱与电磁阀驱动装置相连，电磁阀驱动装置通过气路驱动电磁阀的开闭，防止发生爆炸。

本实施例中，电磁阀主要包括供气阀组和充装遥控阀组，供气阀组包括供气主阀、放散阀和进机阀，气罐16与左气体燃料主机19之间的燃气供气管路上设置有左供气主阀、左放散阀9和左进机阀10，气罐16与右气体燃料主机之间的燃气供气管路上设置有右供气主阀、右放散阀14和右进机阀13；充装遥控阀组用于紧急切断电磁阀，充装遥控阀组包括上进液充装遥控阀4、下进液充装遥控阀6和出气充装遥控阀3，上进液充装遥控阀4、下进液充装遥控阀6分别设置于气罐16与充装接头5相连的两个燃气充装管路上，出气充装遥控阀3设置于气罐16与回气接头15相连的回气管路上。遥控阀由主阀及外装导向阀组成，利用浮球在液体中由于液面的变化连动导向阀，使主阀供液和关闭，能够紧急切断，防止溢流和液位过低。气罐16顶部还设置有加注阀。从左燃气供气单元11与左气体燃料主机19的燃气管路上设置有左进气阀，右燃气供气单元12与右气体燃料主机20的燃气管路上设置有右进气阀。

气罐16通过端部两侧的燃气供应管路18分别与左燃气供给单元11、右燃气供给单元12相连，两个燃气供应管路18上均设置有热交换器8和缓冲罐7，热交换器起到加热作用，气罐16输出的燃料液体经过热交换器8被气化成气体，进入缓冲罐7中，然后缓冲罐7将燃气供给燃料供给单元。其中，气罐16与两个热交换器8上的管路分别设置左出液阀、右出液阀，用来控制燃料液体量，燃料供给单元内管路上设置有进机阀，用来控制向气体燃料发动机供给燃气量，燃料供给单元内管路与集中放散管的之间管路上设置有放散阀，用来调节燃气供给单元内的压力。

本实施例中，燃气供应控制部分中液位、压力以及温度等监测传感器将液位、压力、温度等信号传递给相应的燃料主控制柜，经燃料主控制柜处理后发现气罐充装异常，燃料主控制柜发出切断充装遥控电磁阀的命令，如果发现任一燃料供应系统中系统燃气供给出现异常，燃料主控制柜发出切断相应侧燃料供应系统的电磁阀的命令，而另一侧的燃料供应系统并不影响运行。

如图2所示，适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统还包括安全控制部分。安全控制部分主要包括安全监测模块，安全监测模块设置于气罐1及燃料供应系统中，燃料主控制柜包括安全控制单元和报警器，安全控制单元与报警器相连，安全监测模块与安全控制单元相连，且安全控制单元通过电磁阀控箱与气罐1及燃气供应设备上的电磁阀相连，以适于安全监测模块对相应侧的燃气供应设备进行实时安全监测，并将监测到信号传递给安全控制单元，经安全控制单元处理后，如果监测到的信号数据超出或低于设定参数范围，安全控制单元发出切断相应的电磁阀的命令。安全控制部分与燃气供应控制部分的压力、温度等传感器独立设置，燃气供应过程得到双重监测，确保了船舶能够接收并储存规范要求状态下的气体燃料，避免造成泄漏和超压，同时避免由于燃气泄漏造成伤害人身的事故发生。

本实施例中，燃料控制系统的安全控制部分所涉及的对象从气罐1一直到气体进入发动机气缸内，整个链路上的处所、设备、管路阀件均属于燃料供应系统所涉及的对象。处所主要是：气罐处所、气罐连接处所、气体阀件单元处所、机器处所；设备主要是：气罐1、热交换器8、缓冲罐7、气体燃料发动机。

本实施例中，安全监测模块包括气罐压力计、气罐液位计、可燃气体探头、风道压力计和火灾探测器，气罐1的顶部设置有气罐压力计，气罐1的内部设置有气罐液位计；气罐处所及燃气供应设备所在的处所均设置有可燃气体探头，每个气体燃料主机的风道内分别设置有风道压力计，机舱处所、气罐处所均设置有火灾探测器。

本实施例中，气罐压力计设置于气罐1的加注阀上，气罐压力计将监测到的气罐压力限位信号通过安全栅传递给安全控制单元，其中，安全栅起到限流限压的作用。当压力信号高于设定最高值时，报警器发出报警鸣声，安全控制单元控制电磁阀驱动装置切断加注阀，避免造成泄漏和超压；压力信号低于设定最低值，报警器会发出报警。

本实施例中，气罐液位计设置于气罐1的内部，气罐液位计将监测到的气罐液位限位信号通过安全栅传递给安全控制单元，经安全控制单元运行和处理后，给供气主阀控制信号，如出现气罐液位高的情况，报警器先发出报警鸣声，安全控制单元控制执行部件切断加注阀；如出现气罐液位低的情况，报警器只发出报警信号；如监测到气罐出现溢流，安全控制单元控制电磁阀驱动装置切断充装遥控阀组。

本实施例中，左气体燃料主机19与右气体燃料主机20的风道内分别设置有风道压力计。风道压力计将分别将其监测到的左主机风道风压信号、右主机风道风压信号通过安全栅传递给安全控制单元，经安全控制单元运行和处理后，当安全控制单元处理结果判定左气体燃料主机或右气体燃料主机的风道内通风失效，报警器发出报警鸣声，安全控制单元发出切断相应侧供气主阀命令。

其它实施例中，燃气充装管路的通风管路也设置压力计，如果监测到通风失效，报警器会发出报警信号；如果气罐处所和燃气供应设备之间采用同一个通风管路通风，只设置一个压力计即可，如果采用多个通风管路，则每个通风管路均要设置有压力计；压力计将监测压力信号传递给安全控制单元，经安全控制单元处理，如果发现通风失效，报警器会发出报警信号，安全控制单元控制电磁阀驱动装置切断相应侧的供气主阀；均属于本实用新型的保护范围。

本实施例中，充装遥控阀组由气动式阀门遥控系统操控实现，是压缩空气通过电磁阀的换向驱动气缸内的活塞达到开关阀的目的，利用船上已有压缩空气作为动力源，通过监测压缩空气压力可以得知充装遥控阀动力源是否充足，因此在承载压缩空气的装置上设置压缩空气压力计，压缩空气压力计将监测到的压缩空气压力信号传递给安全控制单元，如果安全控制单元收到充装遥控阀动力源压力低于设定值的信号，报警器就会发出报警通知工作人员及时补给充装遥控阀动力源。

本实施例中，燃气出口温度计设置于热交换器8的气体燃料出口处。热交换器作为燃料利用中将天然气从液相转换为气相的关键设备，热交换器的关键性不言而喻。热交换器不但要为发动机提供足够的燃料供应，同时也要保证为发动机所提供燃料“质量”(温度等)的好坏。依据对其的功能要求，需对两侧的热交换器气体燃气出口温度进行监控。燃气出口温度计分别将监测到左机燃料温度信号、右机燃料温度信号通过安全栅传递给安全控制单元，如果安全控制单元接收到燃气出口温度计监测的左机燃料温度低信号、右机燃料温度低信号，报警器会发出报警信号，安全控制单元控制电磁阀驱动装置切断相应侧的供气主阀。气罐1上设置有用于监测气罐温度的气罐燃料温度计，及时将监测到气罐温度信号传递给安全控制单元，如果监测到气罐温度过高，安全控制单元控制电磁阀驱动装置切断加注阀。

本实施例中，气罐处所、燃料供应系统所在的若干处所及处所的风道内均设置有可燃气体探头，比如气罐连接处所、充装处所、气罐连接处所与机器处所之间的供气管路及气体阀件单元处所。如图2所示，左主机可燃气体探头、右主机可燃气体探头、左机风道可燃气体探头和右机风道可燃气体探头分别与安全控制单元相连。左主机可燃气体探头、右气体燃料主机可燃气体探头、左机风道可燃气体探头和右机风道可燃气体探头将监测到的可燃气体的浓度信号传递给安全控制单元，当出现可燃气体的浓度信号达到设定浓度值时，报警器发出报警信号，安全控制单元控制电磁阀驱动装置切断相应侧的充装遥控阀及供气主阀。

本实施例中，机舱处所和气罐处所均设置有火灾探测器，其中，机舱处所是指放置燃烧燃气的机器的地方，火灾探测器与安全控制单元相连，火灾探测器将火灾监测信号传递给安全控制单元，如果经安全控制单元处理判断为火灾险情，安全控制单元通过电磁阀驱动切断供气主阀。

本实施例中，该燃料控制系统还包括手动应急关断按钮(ESD)，手动应急关断按钮包括加注手动应急关断按钮和燃气供给手动应急关断按钮，加注手动应急关断按钮设置于在船舶的驾驶室内和充装控制位置，燃气供给手动应急关断按钮设置于在驾驶室和机舱内，加注手动应急关断按钮、燃气供给手动应急关断按钮与安全电路相连接，可直接控制电磁阀驱动装置。

本实施例中，燃料主控制柜上还设置有一键式的报警复位按钮，方便工作人员操作。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统，其特征在于，所述适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统至少包括：气罐、气罐充装管路、两套燃料供应系统和燃料主控制柜，所述气罐通过所述气罐充装管路与充装接头相连接；

两套所述燃料供应系统由设置于船舶中轴线两侧的左燃料供应系统和右燃料供应系统组成，所述左燃料供应系统包括左燃气供给单元、左气体燃料主机，所述右燃料供应系统包括右燃气供给单元、右气体燃料主机，所述气罐的端部两侧分别设置有燃气供应管路，所述气罐通过两个所述燃气供应管路分别与所述左燃气供给单元、所述右燃气供给单元相连；所述左燃气供给单元与所述左气体燃料主机相连，所述右燃气供给单元与所述右气体燃料主机相连；

所述气罐充装管路、所述燃气供应管路上、两套所述燃料供应系统内均设置有电磁阀，所述燃料主控制柜通过电磁阀控箱与所述电磁阀分别相连，以实现所述燃料主控制柜对两套所述燃料供应系统的整体控制。

2.根据权利要求1所述的适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统，其特征在于：所述适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统还包括安全监测模块，所述燃料主控制柜内设置有安全控制单元和报警器，所述安全控制单元与所述报警器相连，所述安全监测模块与所述安全控制单元相连，且所述安全控制单元通过所述电磁阀控箱与所述电磁阀相连，以适于所述安全监测模块对燃料供应系统进行实时安全监测，并将监测到信号传递给所述安全控制单元，所述安全控制单元根据所述信号判断是否向所述电磁阀驱动电路发出切断相应的电磁阀的命令。

3.根据权利要求2所述的适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统，其特征在于：所述电磁阀包括供气阀组和充装遥控阀组，所述供气阀组包括供气主阀、放散阀和进机阀，两个所述燃气供应管路上均设置有供气主阀、放散阀和进机阀；所述充装遥控阀组包括上进液充装遥控阀、下进液充装遥控阀和出气充装遥控阀，所述上进液充装遥控阀、所述下进液充装遥控阀分别设置于所述气罐端部的燃气充装管路上，所述出气充装遥控阀设置于与所述气罐相连的回气管路上。

4.根据权利要求2所述的适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统，其特征在于：所述安全监测模块包括气罐压力计、气罐液位计、可燃气体探头、风道压力计和火灾探测器，所述气罐的顶部设置有所述气罐压力计，所述气罐的内部设置有所述气罐液位计；气罐处所及机舱处所均设置有可燃气体探头，所述左气体燃料主机、所述右气体燃料主机的风道内分别设置有风道压力计，所述机舱处所和所述气罐处所均设置有火灾探测器。

5.根据权利要求4所述的适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统，其特征在于：所述燃料供应系统还包括热交换器，所述热交换器设置于所述燃气供应管路上。

6.根据权利要求5所述的适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统，其特征在于：所述安全监测模块还包括气罐燃料温度计和燃气出口温度计，所述气罐上设置有所述气罐燃料温度计，所述热交换器的气体燃料出口处设置有燃气出口温度计。

7.根据权利要求2所述的适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统，其特征在于：所述适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统还包括手动应急关断按钮，所述手动应急关断按钮包括加注手动应急关断按钮和燃气供给手动应急关断按钮，所述加注手动应急关断按钮设置于在船舶的驾驶室和燃气充装控制位置，所述燃气供给手动应急关断按钮设置于在所述驾驶室和机舱内，所述加注手动应急关断按钮、所述燃气供给手动应急关断按钮通过安全电路分别与电磁阀驱动装置相连，以适于所述加注手动应急关断按钮、所述燃气供给手动应急关断按钮直接控制所述电磁阀驱动装置。

8.根据权利要求3所述的适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统，其特征在于：所述充装遥控阀组的驱动动力源均采用压缩空气。

9.根据权利要求8所述的适用于小型LNG动力船舶的燃料控制系统，其特征在于：所述安全监测模块还包括压缩空气压力计，所述压缩空气压力计设置于承载压缩空气的装置上，所述压缩空气压力计与所述安全控制单元相连。