CN216429806U - 船用甲醇燃料供给系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种船用甲醇燃料供给系统，所述系统包括：通过甲醇燃料供给管路依次串接的甲醇储罐、甲醇供给单元、燃料阀组单元、甲醇发动机以及甲醇回收单元；且所述甲醇回收单元又回接到所述甲醇储罐，所述甲醇回收单元包括依次串接的回液主阀、第二流量计、热交换器和温度变送器，所述甲醇发动机通过前端回液管路与所述回液主阀相连，所述温度变送器通过后端回液管路与所述甲醇储罐相连。本申请所述船用甲醇燃料供给系统，通过甲醇回收单元，将未被甲醇发动机使用的甲醇燃料再回流至甲醇储罐，实现甲醇燃料的回收再使用，减少了甲醇燃料的浪费。而且本申请所述船用甲醇燃料供给系统设计简洁、安全性高。

Description

船用甲醇燃料供给系统

技术领域

本申请涉及船舶航运技术领域，具体涉及一种船用甲醇发动机的船用甲醇燃料供给系统。

背景技术

船用替代燃料种类很多，主要有甲醇、LNG、生物燃料、氢气、电池燃料等；其中，甲醇在我国的产量占全球产能的60％以上，是全球甲醇最大生产及消耗国。使用甲醇燃料，可满足GB 15097-2016内河排放法规。IMO认为，甲醇作为船用替代燃料，是一个可满足IMO2020限硫令要求的方案。

随着全球甲醇燃料船的市场需求持续增长，甲醇已经成为一种全球可用的船舶燃料，在世界排名前100位的港口中，有超过88个港口可用甲醇燃料，甲醇以其清洁、环保、可获取性强等诸多优势，已充分显示出成为未来船用燃料的潜力。船用燃料也成为使用甲醇燃料的新兴领域之一。

甲醇是一种透明、水溶性、可生物降解液体，不需要低温和压力容器存储，可按类似油品方式存储，存储运输方便。相较于传统燃料，甲醇燃料的使用成本更低，经济性高。

目前，甲醇燃料供给系统主要供MAN的ME-GI和ME-LGI型低速双燃料发动机使用，系统通过依次相连通的甲醇燃料暂存容器、甲醇燃料供给单元、甲醇燃料阀组和引燃油供给单元将甲醇燃料输送给发动机，无甲醇回液单元，这对于中、高速机型来说，很容易造成甲醇燃料的浪费。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种能够把多余的甲醇燃料进行回收以减少浪费的船用甲醇燃料供给系统。

为实现上述目的，本申请提供一种船用甲醇燃料供给系统，包括：通过甲醇燃料供给管路依次串接的甲醇储罐、甲醇供给单元、燃料阀组单元、甲醇发动机以及甲醇回收单元；且所述甲醇回收单元又回接到所述甲醇储罐，所述甲醇回收单元包括依次串接的回液主阀、第二流量计、热交换器和温度变送器，所述甲醇发动机通过前端回液管路与所述回液主阀相连，所述温度变送器通过后端回液管路与所述甲醇储罐相连。

进一步，所述甲醇回收单元还包括换热水进口和换热水出口，所述换热水进口和换热水出口均与所述热交换器相连。

进一步，所述甲醇供给单元包括依次串接的甲醇泵、第一压力变送器以及燃料主阀；所述甲醇泵与所述甲醇储罐相连，所述燃料主阀通过所述甲醇燃料供给管路与所述燃料阀组单元相连；所述甲醇泵将所述甲醇储罐内的甲醇燃料抽出，然后经所述燃料主阀送至所述燃料阀组单元。

进一步，所述甲醇供给单元还包括压力控制阀，所述压力控制阀的一端连接于所述第一压力变送器和燃料主阀之间，另一端通过旁通管路连接于所述甲醇储罐和甲醇泵之间，在所述甲醇泵后面的压力超过所述压力控制阀的设定值时，自动将甲醇燃料回流至所述甲醇泵的上游。

进一步，所述燃料阀组单元和甲醇发动机一起布置在机舱内，机舱内所述燃料阀组单元和甲醇发动机之间、所述燃料阀组单元与所述甲醇供给单元之间、所述甲醇发动机与所述甲醇回收单元之间的甲醇燃料供给管路均为双壁外管。

进一步，所述燃料阀组单元包括依次串接的手动阀、第二压力变送器、第一过滤器、供液主阀、第三压力变送器、第一流量计、调压阀和第四压力变送器，所述手动阀、第二压力变送器、过滤器、供液主阀、第三压力变送器、第一流量计、调压阀和第四压力变送器均集成在密闭的容器内，内部为危险区域，外部为安全区域。

进一步，所述容器的底部设有液位开关。

进一步，所述船用甲醇燃料供给系统还包括甲醇加注单元，所述甲醇加注单元包括液相加注管路和气相回气管路，所述液相加注管路和气相回气管路均与所述甲醇储罐相连，所述液相加注管路包括依次串接的液相加注口、液相加注阀和第二过滤器，所述气相回气管路包括依次串接的气相回气阀和气相回气口。

进一步，所述船用甲醇燃料供给系统还包括排气管路，所述排气管路包括依次串接的排气阀和排气口。

进一步，所述船用甲醇燃料供给系统还包括第一氮气吹扫接口、第二氮气吹扫接口、第三氮气吹扫接口；所述第一氮气吹扫接口设置于所述液相加注口和气相回气口处；所述第二氮气吹扫接口设置于所述燃料主阀之后；所述第三氮气吹扫接口设置于所述供液主阀之后。

本申请所述船用甲醇燃料供给系统，通过甲醇回收单元，将未被甲醇发动机使用的甲醇燃料再回流至甲醇储罐，实现甲醇燃料的回收再使用，减少了甲醇燃料的浪费。而且本申请所述船用甲醇燃料供给系统设计简洁、安全性高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的一种船用甲醇燃料供给系统的结构示意图。

元件符号说明：1、甲醇储罐；2、甲醇泵；3、第一压力变送器；4、压力控制阀；5、燃料主阀；6、双壁外管；7、手动阀；8、第二压力变送器；9、第一过滤器；10、供液主阀；11、第三压力变送器；12、第一流量计；13、调压阀；14、第四压力变送器；15、液位开关；16、燃料阀组单元；17、甲醇发动机；18、机舱；19、甲醇回收单元；20、回液主阀；21、第二流量计；22、热交换器；23、温度变送器；24、排气阀；25、第二过滤器；26、液相加注阀；27、气相回气阀；28、液相加注口；29、气相回气口；30、第一氮气吹扫接口；31、第二氮气吹扫接口；32、第三氮气吹扫接口；33、换热水进口；34、换热水出口；35、排气口；36、甲醇燃料供给管路；37、前端回液管路；38、后端回液管路；39、排气管路；40、液相加注管路；41、气相回气管路；42、旁通管路。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”通常是指装置实际使用或工作状态下的上、下、左和右，具体为附图中的图面方向。

本申请提供一种船用甲醇燃料供给系统，以下分别进行详细说明。需要说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对本申请实施例优选顺序的限定。且在以下实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

请参阅图1所示，本申请提供的一种船用甲醇燃料供给系统的结构示意图。所述船用甲醇燃料供给系统包括：通过甲醇燃料供给管路36依次串接的甲醇储罐1、甲醇供给单元、燃料阀组单元16、甲醇发动机17以及甲醇回收单元19；且所述甲醇回收单元19又回接到所述甲醇储罐1，所述甲醇回收单元19包括依次串接的回液主阀20、第二流量计21、热交换器22和温度变送器23，所述甲醇发动机17通过前端回液管路37与所述回液主阀20相连，所述温度变送器23通过后端回液管路38与所述甲醇储罐1相连。所述回液主阀20用于实现对所述甲醇回收单元19的通断与隔离，便于维护。所述第二流量计21用于测量所述甲醇发动机17的甲醇燃料回液流量。所述热交换器22用于实现对回流的甲醇燃料的冷却，保证所述甲醇储罐1内温度正常。所述温度变送器23用于监测回流的甲醇燃料的温度，当监测到回流的甲醇燃料的温度不在设定范围内时，则及时报警。

本申请所述船用甲醇燃料供给系统，通过甲醇回收单元19，将未被甲醇发动机17使用的甲醇燃料再回流至甲醇储罐1，实现甲醇燃料的回收再使用，减少了甲醇燃料的浪费。

进一步，所述甲醇回收单元19还包括换热水进口33和换热水出口34，所述换热水进口33和换热水出口34均与所述热交换器22相连，以与所述热交换器22配合对所述甲醇回收单元19进行散热。

另外，所述甲醇供给单元包括依次串接的甲醇泵2、第一压力变送器3以及燃料主阀5；所述甲醇泵2与所述甲醇储罐1相连，所述燃料主阀5通过所述甲醇燃料供给管路36与所述燃料阀组单元16相连；所述甲醇泵2将所述甲醇储罐1内的甲醇燃料抽出，然后经所述燃料主阀5送至所述燃料阀组单元16。在一具体实施例中，所述甲醇供给单元的供给压力为5bar～10bar，实现船用甲醇燃料发动机的低压液态供给。而且所述甲醇供给单元集成在所述甲醇储罐1连接处所，结构紧凑，操作方便，安全性高。所述第一压力变送器3用于监测泵后(即甲醇泵2的后面)压力，指示甲醇泵2是否正常工作，当泵后压力异常时，及时报警。

进一步，所述甲醇供给单元还包括压力控制阀4，所述压力控制阀4的一端连接于所述第一压力变送器3和燃料主阀5之间，另一端通过旁通管路42连接于所述甲醇储罐1和甲醇泵2之间，在所述甲醇泵2后面的压力超过所述压力控制阀4的设定值时，自动将甲醇燃料回流至所述甲醇泵1的上游，如此可以进一步减少甲醇燃料的浪费。

另外，所述燃料阀组单元16和甲醇发动机17一起布置在机舱18内，可以缩短所述燃料阀组单元16的出口至所述甲醇发动机17的管路长度，减少供给至甲醇发动机17的燃料压力损失，提高控制精度。而且机舱18为本质安全机舱，内部为安全区域，而燃料管路外属于危险区域，因此机舱18内所述燃料阀组单元16和甲醇发动机17之间、所述燃料阀组单元16与所述甲醇供给单元之间、所述甲醇发动机17与所述甲醇回收单元19之间的甲醇燃料供给管路均为双壁外管6，以隔离危险区域，同时在双壁外管6可以进行通风监测和可燃气体探测，当测探到甲醇蒸气泄漏时，及时报警。

其中，所述燃料阀组单元16包括依次串接的手动阀7、第二压力变送器8、第一过滤器9、供液主阀10、第三压力变送器11、第一流量计12、调压阀13和第四压力变送器14，所述手动阀7、第二压力变送器8、第一过滤器9、供液主阀10、第三压力变送器11、第一流量计12、调压阀13和第四压力变送器14均集成在密闭的容器内，内部为危险区域，外部为安全区域。所述燃料阀组单元16为所述甲醇发动机17提供合适压力和流量的甲醇燃料。通过设置在所述甲醇发动机17前后的供液流量计(即第一流量计12)和回液流量计(即第二流量计21)的差值，可以精确计算所述甲醇发动机17的燃料消耗量。所述手动阀7用于隔离所述甲醇燃料供给管路36与所述燃料阀组单元16，当所述燃料阀组单元16或所述甲醇发动机17需要维护时，将所述手动阀7关闭，保证安全。所述第二压力变送器8用于监测所述燃料阀组单元16的入口压力，第三压力变送器11用于监测所述燃料阀组单元16内的压力，此二压力差值即为所述第一过滤器9的压差，当差值达到设定值时，及时报警提醒更换滤芯。所述第一过滤器9用于过滤进入所述燃料阀组单元16的甲醇燃料，以防前期管路施工过程中存在杂物进入系统中后端工作组件，保护系统中后端工作组件，比如所述第一流量计12和调压阀13等。所述供液主阀10用于控制甲醇燃料的供液和停止。所述第一流量计12用于监测整个所述船用甲醇燃料供给系统的供给流量。所述调压阀13可根据所述甲醇发动机17的负载，调节所述调压阀13的出口压力。所述第四压力变送器14用于监测所述调压阀13的出口压力，即所述甲醇发动机17的进机压力。

进一步，所述容器的底部设有液位开关15，用于监测所述燃料阀组单元16内的管路液体泄漏，当液位开关监测到泄漏后，系统立即紧急停止。

另外，所述船用甲醇燃料供给系统还包括甲醇加注单元，所述甲醇加注单元包括液相加注管路40和气相回气管路41，所述液相加注管路40和气相回气管路41均与所述甲醇储罐1相连，所述液相加注管路40包括依次串接的液相加注口28、液相加注阀26和第二过滤器25，所述气相回气管路41包括依次串接的气相回气阀27和气相回气口29。其中，第二过滤器25对通过所述液相加注口28加注进来的甲醇燃料进行过滤，减少所述甲醇储罐1中甲醇燃料的杂质，从而提高所述甲醇发动机17的使用安全。而且所述甲醇加注单元也集成在所述甲醇储罐1连接处所，结构紧凑，操作方便，安全性高。

另外，所述船用甲醇燃料供给系统还包括排气管路39，所述排气管路39包括依次串接的排气阀24和排气口35。

最后，所述船用甲醇燃料供给系统还包括第一氮气吹扫接口30、第二氮气吹扫接口31、第三氮气吹扫接口32；所述第一氮气吹扫接口30设置于所述液相加注口28和气相回气口29处，用于充装前后惰化所述液相加注管路40和气相回气管路41，保证充装安全；所述第二氮气吹扫接口31设置于所述燃料主阀5之后，用于供液时吹扫所述甲醇供给单元之后的工作组件及管路，并可在所述甲醇发动机17停机后吹扫管路内残留的甲醇燃料液体回流至所述甲醇储罐1；所述第三氮气吹扫接口32设置于所述供液主阀10之后，用于正常停止供液时氮气吹扫，保证安全同时可节约氮气用量。

采用所述船用甲醇燃料供给系统的船用甲醇燃料供给方法包括供液流程：启动甲醇泵2，打开燃料主阀5，甲醇燃料流至燃料阀组单元16，流过手动阀7，经过第一过滤器9过滤后的甲醇燃料液体流至供液主阀10；打开供液主阀10和回液主阀20，甲醇燃料液体流过第一流量计12，经调压阀13调压后供给至甲醇发动机17；未被甲醇发动机17使用的甲醇燃料液体经过前端回液管路37流至甲醇回收单元19，经过回液主阀20和第二流量计21，再经过热交换器22带走多余热量后，甲醇燃料最后经后端回液管路38流至甲醇储罐1。减少甲醇燃料的浪费。

进一步，所述供液流程还包括：甲醇泵2后供液管路压力达到压力控制阀4设定值时，甲醇燃料液体从旁通管路42回流至甲醇泵2入口管路。以加强系统的安全。

进一步，所述方法还包括正常停止供液流程：关闭甲醇泵2、燃料主阀5和供液主阀10，保持回液主阀20开启，停止供液。

进一步，所述方法还包括紧急停止供液流程：当甲醇发动机17因故障紧急停止或系统监测到甲醇燃料泄漏等故障时，甲醇泵2和燃料主阀5立即关闭，保持供液主阀10和回液主阀20开启，停止供液。

进一步，所述方法还包括甲醇加注流程：打开液相加注阀26和气相回气阀27，甲醇燃料液体从液相加注口28注入，流经液相加注阀26，经第二过滤器25过滤后的液相甲醇进入甲醇储罐1，随着甲醇燃料液体的注入，甲醇储罐1内的气相甲醇从气相回气管路41、经气相回气阀27、气相回气口29流出，保证加注过程中甲醇储罐1内的压力平衡。

最后，所述方法还包括氮气吹扫流程，所述氮气吹扫流程包括第一氮气吹扫流程、第二氮气吹扫流程、第三氮气吹扫流程：

所述第一氮气吹扫流程包括：从第一氮气吹扫接口30通入氮气进行吹扫，依次打开液相加注阀26、气相加注阀27和排气阀24，氮气吹扫液相加注管路40和气相回气管路41，气体从排气管路39的排气口35排出，残液(如有)则进入甲醇储罐1；甲醇加注前、甲醇加注后及甲醇正常供液流程中均进行所述第一氮气吹扫流程；

所述第二氮气吹扫流程包括：从第二氮气吹扫接口31通入氮气进行吹扫，依次打开供液主阀10、回液主阀20，通入的氮气吹扫燃料主阀5后的甲醇燃料供给管路36、燃料阀组单元16、甲醇发动机17、前端回液管路37、甲醇回收单元19以及后端回液管路38，气体从排气管路39的排气口35排出，残液(如有)进入甲醇储罐1；甲醇正常供液前、紧急停机或维护时均进行所述第二氮气吹扫流程；

所述第三氮气吹扫流程包括：从第三氮气吹扫接口32通入氮气进行吹扫，打开回液主阀20，吹扫燃料阀组单元16中供液主阀10后的管路、甲醇发动机17、前端回液管路37、甲醇回收单元19以及后端回液管路38，气体从排气管路39的排气口35排出，残液(如有)进入甲醇储罐1；甲醇发动机17正常停机时，进行所述第三氮气吹扫流程。

所述第一氮气吹扫流程、第二氮气吹扫流程、第三氮气吹扫流程均不同程度的减少了甲醇燃料的浪费。

本申请所述船用甲醇燃料供给系统，通过甲醇回收单元，将未被甲醇发动机使用的甲醇燃料再回流至甲醇储罐，实现甲醇燃料的回收再使用，减少了甲醇燃料的浪费。而且本申请所述船用甲醇燃料供给系统设计简洁、安全性高。

以上对本申请所提供一种船用甲醇燃料供给系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种船用甲醇燃料供给系统，其特征在于，所述船用甲醇燃料供给系统包括：通过甲醇燃料供给管路依次串接的甲醇储罐、甲醇供给单元、燃料阀组单元、甲醇发动机以及甲醇回收单元；且所述甲醇回收单元又回接到所述甲醇储罐，所述甲醇回收单元包括依次串接的回液主阀、第二流量计、热交换器和温度变送器，所述甲醇发动机通过前端回液管路与所述回液主阀相连，所述温度变送器通过后端回液管路与所述甲醇储罐相连。

2.根据权利要求1所述的船用甲醇燃料供给系统，其特征在于，所述甲醇回收单元还包括换热水进口和换热水出口，所述换热水进口和换热水出口均与所述热交换器相连。

3.根据权利要求1所述的船用甲醇燃料供给系统，其特征在于，所述甲醇供给单元包括依次串接的甲醇泵、第一压力变送器以及燃料主阀；所述甲醇泵与所述甲醇储罐相连，所述燃料主阀通过所述甲醇燃料供给管路与所述燃料阀组单元相连；所述甲醇泵将所述甲醇储罐内的甲醇燃料抽出，然后经所述燃料主阀送至所述燃料阀组单元。

4.根据权利要求3所述的船用甲醇燃料供给系统，其特征在于，所述甲醇供给单元还包括压力控制阀，所述压力控制阀的一端连接于所述第一压力变送器和燃料主阀之间，另一端通过旁通管路连接于所述甲醇储罐和甲醇泵之间，在所述甲醇泵后面的压力超过所述压力控制阀的设定值时，自动将甲醇燃料回流至所述甲醇泵的上游。

5.根据权利要求4所述的船用甲醇燃料供给系统，其特征在于，所述燃料阀组单元和甲醇发动机一起布置在机舱内，机舱内所述燃料阀组单元和甲醇发动机之间、所述燃料阀组单元与所述甲醇供给单元之间、所述甲醇发动机与所述甲醇回收单元之间的甲醇燃料供给管路均为双壁外管。

6.根据权利要求5所述的船用甲醇燃料供给系统，其特征在于，所述燃料阀组单元包括依次串接的手动阀、第二压力变送器、第一过滤器、供液主阀、第三压力变送器、第一流量计、调压阀和第四压力变送器，所述手动阀、第二压力变送器、过滤器、供液主阀、第三压力变送器、第一流量计、调压阀和第四压力变送器均集成在密闭的容器内，内部为危险区域，外部为安全区域。

7.根据权利要求6所述的船用甲醇燃料供给系统，其特征在于，所述容器的底部设有液位开关。

8.根据权利要求6所述的船用甲醇燃料供给系统，其特征在于，所述船用甲醇燃料供给系统还包括甲醇加注单元，所述甲醇加注单元包括液相加注管路和气相回气管路，所述液相加注管路和气相回气管路均与所述甲醇储罐相连，所述液相加注管路包括依次串接的液相加注口、液相加注阀和第二过滤器，所述气相回气管路包括依次串接的气相回气阀和气相回气口。

9.根据权利要求1所述的船用甲醇燃料供给系统，其特征在于，所述船用甲醇燃料供给系统还包括排气管路，所述排气管路包括依次串接的排气阀和排气口。

10.根据权利要求8所述的船用甲醇燃料供给系统，其特征在于，所述船用甲醇燃料供给系统还包括第一氮气吹扫接口、第二氮气吹扫接口、第三氮气吹扫接口；所述第一氮气吹扫接口设置于所述液相加注口和气相回气口处；所述第二氮气吹扫接口设置于所述燃料主阀之后；所述第三氮气吹扫接口设置于所述供液主阀之后。

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