CN220355163U - 一种天然气动力船的供气控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天然气动力船的供气控制系统，包括控制单元、信号监测单元、供气阀组、模式切换单元、人工复检确认单元、压力检测单元和空气压缩机；模式切换单元用于输入自动模式和应答模式的切换信号；人工复检确认单元用于手动输入保持打开或关闭供气阀组对应的复检信号；压力检测单元用于检测压缩空气压力；空气压缩机给供气阀组提供工作动力；控制单元控制风机、循环水泵和空气压缩机启停、控制供气阀组的打开和关闭。可见，本实用新型的燃气供气采取自动模式和应答模式的双模式控制，满足不同航行条件及工作区域的需求，提高实船使用的适应性和安全性，提高了供气阀组动作的可靠性；应答模式提高了常规情况下的使用安全性。

Description

一种天然气动力船的供气控制系统

技术领域

本实用新型涉及双燃料发动机技术领域，尤其涉及一种天然气动力船的供气控制系统。

背景技术

为满足规范对供气系统的安全性功能要求，现有的天然气船舶使用的天然气供气系统均具有多种功能和信号的监测，如火灾报警、燃气泄漏报警、通风失效报警、电源失电报警、故障停车报警等等，一旦出现相关报警，系统就会切断燃气供应，确保燃气相关的安全性。但是船舶实际应用过程中，受零部件质量、物理安装、工作状态、系统可靠性、通讯外部干扰、设备失效等因素影响，容易出现上述相关报警项，一旦根据报警项，立即切断燃气供应，对于纯天然气动力的船舶，则会导致整船失电、失去动力，此种动作大大增加了整船风险，甚至引起碰撞。同时，在断气或其他原因导致辅机跳闸引起全船失电时，气动供气是关闭的，只能通过人工打开阀门进行供气，启动辅机进行发电，供电恢复正常后，必须按供气支路分别停气后手动关闭阀门，再重新使用系统自动遥控控制气动阀门打开实现供气，最终恢复整船供气；同时由于压缩机的自动启停多与供气系统无直接关联，断电重新上电后，压缩机必须重新人工启动，这些均大大增加了人工操作工作量及应急操作处理的响应性。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种天然气动力船的供气控制系统，该系统采取自动模式和应答模式的双模式控制，满足不同航行条件及工作区域的需求，提高实船使用的适应性和安全性，提高了供气阀组动作的可靠性；应答模式提高了常规情况下的使用安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种天然气动力船的供气控制系统，包括控制单元、及分别与所述控制单元电连接的显示单元、信号监测单元、供气阀组、风机和循环水泵，所述信号监测单元用于传输各监测点的信号状态至所述控制单元，所述控制系统还包括分别与所述控制单元电连接的模式切换单元、人工复检确认单元、压力检测单元和空气压缩机； 所述模式切换单元用于输入自动模式和应答模式的切换信号至所述控制单元；所述人工复检确认单元用于手动输入打开或关闭所述供气阀组对应的复检信号至所述控制单元；所述压力检测单元用于检测压缩空气压力，并传输对应的压力信号至所述控制单元；所述空气压缩机用于给所述供气阀组提供工作动力；所述控制单元用于控制所述风机、所述循环水泵和所述空气压缩机启停、控制所述供气阀组的打开和关闭。

优选方式为，所述控制系统还包括越控按钮，所述越控按钮与所述控制单元电连接，所述控制单元用于根据所述越控按钮输入的信号，打开所述供气阀组。

优选方式为，所述控制系统还包括延时单元，所述延时单元与所述控制单元电连接；所述延时单元用于在所述控制单元根据所述信号监测单元传输信号状态，关闭所述供气阀组之前启动计时，计时时间到传输对应的时间信号至所述控制单元，所述控制单元用于根据接收的时间信号关闭所述供气阀组。

优选方式为，所述模式切换单元包括切换开关或切换按键。

优选方式为，所述人工复检确认单元包括复检按键。

优选方式为，所述信号监测单元包括火灾检测传感器、燃气泄露检测传感器、风压压力传感器、水压压力传感器、和/或、燃气流量检测传感器。

优选方式为，所述供气阀组包括供气阀、常闭阀和透气阀。

优选方式为，所述显示单元包括显示屏。

采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型的天然气动力船的供气控制系统，包括控制单元、显示单元、信号监测单元、供气阀组、风机和循环水泵，信号监测单元用于传输各监测点的监测信号至控制单元，本控制系统还包括分别与控制单元电连接的模式切换单元、人工复检确认单元、压力检测单元和空气压缩机；模式切换单元用于输入自动模式和应答模式对应的切换信号至控制单元；人工复检确认单元用于手动输入保持打开或关闭供气阀组对应的复检信号至控制单元；压力检测单元用于检测压缩空气压力，并传输对应的压力信号至所述控制单元；空气压缩机用于给供气阀组提供工作动力；控制单元用于控制风机、循环水泵和空气压缩机启停、控制供气阀组的打开和关闭。

可见，本实用新型采用燃气供气采取自动模式及应答模式的双模式控制，满足不同航行条件及工作区域的需求，提高供气系统实船使用的适应性和安全性；同时将孤立的压缩机自动启动控制与供气系统进行了集成化控制，提高了气动控制阀所需驱动力的可靠性；其中应答模式中增加了人工控制的切入口解决了实船运行时，但因发电机组跳闸导致整船失电，通风和水泵停机进而系统关闭燃气，导致整船失去动力的风险，提高了常规情况下的使用安全性。

附图说明

图1是本实用新型中天然气动力船的供气控制系统的原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，且不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种天然气动力船的供气控制系统，包括控制单元、及分别与控制单元电连接的显示单元、信号监测单元、供气阀组、风机和循环水泵。其中控制单元可包括PLC控制器或STM32系列单片机，其中显示单元可包括显示屏；其中供气阀组包括供气阀、常闭阀和透气阀；其中信号监测单元用于传输各监测点的信号状态至控制单元。具体地，信号监测单元包括火灾检测传感器、燃气泄露检测传感器、风压压力传感器、水压压力传感器、和/或、燃气流量检测传感器。启动供气时，监测各监测点的信号状态如火灾报警、燃气泄漏、急停及其他报警信号，根据相应检测结果启动空压机、连锁启动通风、循环水等设备；设备启动后打开供气阀关闭透气阀，进入供气状态。

控制系统还包括分别与控制单元电连接的模式切换单元、人工复检确认单元、压力检测单元和空气压缩机。

模式切换单元用于输入自动模式和应答模式的切换信号至控制单元；一种优选方案，模式切换单元包括切换开关或切换按键，在准备进行燃气供应时，控制单元检测切换开关的状态，即通过切换开关可选择自动模式或者选择应答模式。

人工复检确认单元用于手动输入保持打开或关闭供气阀组对应的复检信号至控制单元；一种优选方案，人工复检确认单元包括复检按键，当然可包括两个复检按键，一个复检按键用于输入保持打开供气阀组对应的复检信号，另一个复检按键用于输入关闭供气阀组对应的复检信号。一种优选方案，人工复检确认单元可设置一个复检按键，此时复检按键用于输入关闭供气阀组对应的复检信号；同时控制系统还包括延时单元，延时单元与控制单元电连接；延时单元用于在控制单元根据信号监测单元传输信号状态，关闭供气阀组之前启动计时，计时时间到传输对应的时间信号至控制单元，控制单元用于根据接收的时间信号关闭供气阀组。通过延时单元的设置，使操作人员不按动复检按键一定时间后，关闭供气阀组，保证了供气系统的安全性。

压力检测单元用于检测压缩空气的压力，并传输对应的压力信号至控制单元；空气压缩机用于给供气阀组提供工作动力；启动供气时，系统会自动检测压缩空气压力。

控制单元用于控制风机、循环水泵和空气压缩机启停、控制供气阀组的打开和关闭。具体地，当压力检测单元所检测压缩空气的压力小于预设定压力最小值时，表明供气阀组不能够正常动作，此时控制单元启动空气压缩机，使其增大压缩空气的压力，以便供气阀组动作。在空气压缩机运行过程中，当压缩空气的压力大于预设定压力最大值时，此时可以停止空气压缩机。当空气压缩机启动后，可连锁启动风机和循环水泵。同时当信号监测单元传输的信号状态包括火灾报警、燃气泄漏、急停及其他报警信号时，控制单元可通过显示屏显示报警信号，以提示操作人员，操作人员可手动按动复检按键，令控制单元接收到复检信号后关闭供气阀组，或者保持供气阀组打开状态继续供气，增加了人工控制的切入口，解决了实船运行时，但因发电机组跳闸导致整船失电，通风和水泵停机进而系统关闭燃气，导致整船失去动力的风险，提高了常规情况下的使用安全性。

如图1所示，本实施例中控制系统还包括越控按钮，越控按钮与控制单元电连接，控制单元用于根据越控按钮输入的信号，打开供气阀组。具体地，在首次启动或者瘫船启动时，通过越控按钮可以在不启动风机、循环水泵的情况下，打开供气阀，供辅机启动后给整船供电启动相应的设备。如船上未储存足够的压缩空气打开相应的供气阀门，则可由人工手动开启阀门供气。

如图1所示，本实用新型的天然气动力船的供气控制系统工作时，准备进行燃气供应时，控制单元可以通过切换开关或者切换按键选择自动模式或者应答模式。

当选择自动模式时，启动供气时，压力检测单元会自动检测压缩空气压力，信号监测单元检测各监测点的信号状态，比如火灾报警、燃气泄漏、急停及其他报警信号，控制单元则根据压力检测单元和信号监测单元传输的信号，控制启动空气压缩机、连锁启动通风、循环水等设备；启动后打开供气阀关闭透气阀，进入供气状态；

在首次启动或者瘫船启动时，操作人员可按动越控按钮，此动作被控制单元识别到后，可以在不启动风机、循环水的情况下，控制单元直接打开供气阀，供辅机启动后给整船供电启动相应的设备。如船上未储存足够的压缩空气打开相应的供气阀门，则可由人工手动开启阀门供气。

在供气过程中，若控制单元接收到关闭供气、报警或无气流流通信号等信号是，则关闭供气阀组。

当选择应答模式时，与自动模式基础相比，增加的人工复检确认功能，即在无故障的情况下其控制监控逻辑同自动模式。

当信号监测单元传输出现火灾、泄漏报警或者设备故障对应的信号状态至控制单元时，控制单元在关闭供气阀组之前，启动延时单元计时，同时通过显示屏显示报警信号，以便提醒操作人员进行复检。即增加了人工判断环节，由船上操作人员根据船舶实际所处的环境、故障的严重程度进行风险评估是否继续进行供气。

当操作人员根据实际情况，操作复检按键，继续供气时，控制单元则不关闭供气阀组；当延时单元计时时间到后，操作人员没有进行复检时，为提高安全性，控制单元关闭供气阀组，结束供气。可见，应答模式能够进一步大幅度提高整船运行的安全性，如实船运行过程中，同时出现了不满足供气条件的故障项及实船突发紧急情况如出现火灾、紧急避让其他船只，如果此种情况下因突然切断燃气使整船失电、失去动力，势必会造成更大的危害或事故，但采用人工干预后，可以根据当时的紧急情况进行优先级的处理，便于采取应急措施。

以上仅为所述本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种天然气动力船的供气控制系统的改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种天然气动力船的供气控制系统，包括控制单元、及分别与所述控制单元电连接的显示单元、信号监测单元、供气阀组、风机和循环水泵，所述信号监测单元用于传输各监测点的信号状态至所述控制单元，其特征在于，所述控制系统还包括分别与所述控制单元电连接的模式切换单元、人工复检确认单元、压力检测单元和空气压缩机；

所述模式切换单元用于输入自动模式和应答模式的切换信号至所述控制单元；

所述人工复检确认单元用于手动输入打开或关闭所述供气阀组对应的复检信号至所述控制单元；

所述压力检测单元用于检测压缩空气压力，并传输对应的压力信号至所述控制单元；

所述空气压缩机用于给所述供气阀组提供工作动力；

所述控制单元用于控制所述风机、所述循环水泵和所述空气压缩机启停、控制所述供气阀组的打开和关闭。

2.根据权利要求1所述的天然气动力船的供气控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括越控按钮，所述越控按钮与所述控制单元电连接，所述控制单元用于根据所述越控按钮输入的信号，打开所述供气阀组。

3.根据权利要求1所述的天然气动力船的供气控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括延时单元，所述延时单元与所述控制单元电连接；所述延时单元用于在所述控制单元根据所述信号监测单元传输信号状态，关闭所述供气阀组之前启动计时，计时时间到传输对应的时间信号至所述控制单元，所述控制单元用于根据接收的时间信号关闭所述供气阀组。

4.根据权利要求1至3任一项所述的天然气动力船的供气控制系统，其特征在于，所述模式切换单元包括切换开关或切换按键。

5.根据权利要求1至3任一项所述的天然气动力船的供气控制系统，其特征在于，所述人工复检确认单元包括复检按键。

6.根据权利要求1至3任一项所述的天然气动力船的供气控制系统，其特征在于，所述信号监测单元包括火灾检测传感器、燃气泄露检测传感器、风压压力传感器、水压压力传感器、和/或、燃气流量检测传感器。

7.根据权利要求1所述的天然气动力船的供气控制系统，其特征在于，所述供气阀组包括供气阀、常闭阀和透气阀。

8.根据权利要求1所述的天然气动力船的供气控制系统，其特征在于，所述显示单元包括显示屏。