Lng動(dòng)力船舶的bog優(yōu)先發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種LNG動(dòng)力船舶的BOG優(yōu)先發(fā)電系統(tǒng)。技術(shù)方案包括LNG儲(chǔ)罐和與LNG儲(chǔ)罐頂部連接的BOG管路，所述BOG管路與天然氣發(fā)電機(jī)組連接，所述天然氣發(fā)電機(jī)組為船舶配電設(shè)備供電；還包括主控制器，所述主控制器經(jīng)信號(hào)與控制線路分別與發(fā)電機(jī)組控制器和船舶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器、位于所述BOG管路上的溫度信息變送器、壓力信號(hào)變送器以及BOG供氣閥門(mén)連接；所述發(fā)電機(jī)組控制器經(jīng)信號(hào)與控制線路分別與發(fā)電機(jī)進(jìn)氣閥門(mén)、天然氣發(fā)電機(jī)組連接；所述船舶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器經(jīng)信號(hào)與控制線路分別與船舶配電設(shè)備和柴油發(fā)電系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型自動(dòng)控制、方法簡(jiǎn)單、可對(duì)過(guò)量產(chǎn)生的BOG有效回收，利用率高、節(jié)能降耗，對(duì)環(huán)境友好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
LNG動(dòng)力船舶的BOG優(yōu)先發(fā)電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種LNG動(dòng)力船舶的發(fā)電控制系統(tǒng)，具體的說(shuō)是一種LNG動(dòng)力船舶的BOG優(yōu)先發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]船用LNG燃料裝置的BOG主要有2個(gè)來(lái)源，一是裝置自然受熱產(chǎn)生的自蒸發(fā)，LNG儲(chǔ)罐自然受熱，儲(chǔ)罐液相空間存儲(chǔ)的LNG氣化產(chǎn)生BOG存儲(chǔ)在儲(chǔ)罐的氣相空間，通常儲(chǔ)罐的自蒸發(fā)率為其LNG存儲(chǔ)容量的千分之5; 二是供氣過(guò)程產(chǎn)生的過(guò)量氣化，受產(chǎn)品規(guī)格、性能限制，目前LNG動(dòng)力船舶的燃料裝置與動(dòng)力裝置難以達(dá)到理想匹配，通常按船舶主機(jī)最大用氣量配置汽化器，這就導(dǎo)致船舶在其他工作狀態(tài)時(shí)，存在過(guò)量氣化現(xiàn)象。儲(chǔ)罐氣相空間BOG的累計(jì)達(dá)到儲(chǔ)罐的安全壓力閾值后，BOG放散閥自動(dòng)開(kāi)啟，向大氣排放BOGοBOG的主要成分是甲烷，是三大溫室氣體之一，根據(jù)測(cè)算，若不對(duì)BOG的過(guò)量排放進(jìn)行有效的控制，其對(duì)大氣環(huán)境的危害或超過(guò)船舶柴油燃料。
[0003]目前內(nèi)河LNG動(dòng)力船舶尚無(wú)有效利用BOG及控制其過(guò)量排放的方法及系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種有效降低BOG的排放，節(jié)能降耗，減少大氣污染、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、改造成本低、運(yùn)行成本低、安全可靠的LNG動(dòng)力船舶的BOG優(yōu)先發(fā)電系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型系統(tǒng)包括與LNG儲(chǔ)罐頂部連接的BOG管路、以及柴油發(fā)電系統(tǒng)，所述BOG管路與天然氣發(fā)電機(jī)組連接，所述天然氣發(fā)電機(jī)組為船舶配電設(shè)備供電；還包括主控制器，所述主控制器經(jīng)信號(hào)與控制線路分別與發(fā)電機(jī)組控制器和船舶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器、位于所述BOG管路上的溫度信息變送器、壓力信號(hào)變送器以及BOG供氣閥門(mén)連接;所述發(fā)電機(jī)組控制器經(jīng)信號(hào)與控制線路分別與發(fā)電機(jī)進(jìn)氣閥門(mén)、天然氣發(fā)電機(jī)組連接;所述船舶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器經(jīng)信號(hào)與控制線路分別與船舶配電設(shè)備和柴油發(fā)電系統(tǒng)連接。
[0006]所述船舶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器經(jīng)信號(hào)與控制線路還與蓄電池控制器連接;所述船舶配電設(shè)備經(jīng)輸電線纜依次與蓄電池控制器和蓄電池組連接。
[0007]所述主控制器還與經(jīng)信號(hào)與控制線路與LNG燃料裝置控制器連接。
[0008]本實(shí)用新型LNG動(dòng)力船舶的BOG優(yōu)先發(fā)電控制方法，通過(guò)溫度信息變送器和壓力信號(hào)變送器將BOG管路上的壓力信號(hào)和溫度信號(hào)發(fā)送給主控制器，所述主控制器的控制方法為:
[0009]將壓力信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)的壓力值和溫度值高于設(shè)定值時(shí):
[0010]控制器控制BOG供氣閥門(mén)開(kāi)啟，同時(shí)發(fā)出天然氣發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)指令和船舶配電設(shè)備并網(wǎng)指令;發(fā)電機(jī)組控制器收到天然氣發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)指令后，開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣閥門(mén)，同時(shí)啟動(dòng)天然氣發(fā)電機(jī)組，LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的BOG氣體經(jīng)BOG管道送入天然氣發(fā)電機(jī)組發(fā)電；同時(shí)，船舶自動(dòng)負(fù)荷調(diào)節(jié)器收到控制器發(fā)出的船舶配電設(shè)備并網(wǎng)指令后，控制柴油發(fā)電系統(tǒng)停止工作，并控制船舶配電設(shè)備與天然氣發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)，天然氣發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的電能通過(guò)船舶配電設(shè)備向船舶用電設(shè)施供電。
[0011]所述主控制器安裝在船舶駕駛室操控臺(tái)；所述天然氣發(fā)電機(jī)組、發(fā)電機(jī)控制器和船舶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器安裝在船舶機(jī)艙;所述儲(chǔ)電池組及蓄電池控制器安裝在船舶蓄電池艙。
[0012]將壓力信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)的壓力值低于設(shè)定值時(shí):
[0013]控制器控制BOG供氣閥門(mén)關(guān)閉，并發(fā)出控制指令給發(fā)電機(jī)組控制器，發(fā)電機(jī)組控制器控制發(fā)電機(jī)進(jìn)氣閥門(mén)和天然氣發(fā)電機(jī)組關(guān)閉；同時(shí)發(fā)出控制指令給船舶負(fù)荷自動(dòng)控制器，船舶負(fù)荷自動(dòng)控制器控制船舶配電設(shè)備與天然氣發(fā)電機(jī)組斷網(wǎng)，并同時(shí)控制啟動(dòng)柴油發(fā)電系統(tǒng)；
[0014]或者，所述控制器發(fā)出控制指令給LNG燃料裝置控制器控制LNG儲(chǔ)罐的增壓供氣裝置為L(zhǎng)NG儲(chǔ)罐增壓。
[0015]供給所述船舶配電設(shè)備的電能還經(jīng)蓄電池控制器為蓄電池組充電。
[0016]所述主控器內(nèi)設(shè)計(jì)的壓力值低于BOG放散閥的動(dòng)作值。
[0017]針對(duì)【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題，發(fā)明人對(duì)過(guò)量BOG的產(chǎn)生量進(jìn)行估算，根據(jù)測(cè)算，船用LNG燃料裝置產(chǎn)生的BOG基本上可滿足船舶輔助發(fā)電機(jī)的工作需要。據(jù)此，發(fā)明人在原有的LNG儲(chǔ)罐及其增壓供氣裝置和柴油發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的基礎(chǔ)上增設(shè)了 BOG發(fā)電系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)BOG管道中溫度和壓力的監(jiān)測(cè)，當(dāng)壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，則優(yōu)先啟動(dòng)發(fā)BOG發(fā)電系統(tǒng)對(duì)回收過(guò)程的BOG并發(fā)電，產(chǎn)生的電能可并入船舶配電設(shè)備對(duì)船舶用電設(shè)施供電，而當(dāng)壓力值低于設(shè)定值時(shí)，則啟動(dòng)原有的柴油發(fā)電系統(tǒng)對(duì)船舶用電設(shè)施供電。
[0018]有益效果:
[0019]本實(shí)用新型通過(guò)監(jiān)測(cè)船舶LNG燃料儲(chǔ)罐BOG的壓力、溫度等參數(shù)達(dá)到設(shè)定的閾值后，優(yōu)先自動(dòng)啟動(dòng)天然氣發(fā)電機(jī)組，自動(dòng)調(diào)整船舶負(fù)荷，自動(dòng)切入儲(chǔ)能蓄電池組。通過(guò)天然氣發(fā)電機(jī)組發(fā)電，可有效消耗需排放的BOG，將船舶LNG燃料BOG排放控制在可接受的范圍內(nèi)。利用控制器實(shí)現(xiàn)天然氣發(fā)電和船舶原有柴油發(fā)電的合理自動(dòng)切換。本實(shí)用新型方法可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、方法簡(jiǎn)單、可對(duì)過(guò)量產(chǎn)生的BOG有效回收，利用率高、有效降低LNG燃料自然損耗，提高燃料經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)測(cè)算，可減少船舶3%?5%的LNG燃料損失，直接經(jīng)濟(jì)效益可觀，對(duì)環(huán)境友好。本實(shí)用新型系統(tǒng)簡(jiǎn)單，可對(duì)現(xiàn)有LNG動(dòng)力船舶的發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單改造，設(shè)備投資和運(yùn)行成本低、安全可靠性高，減少排放污染和氣體燃料損失，有利減少船舶使用環(huán)境的安全隱患，提高LNG動(dòng)力船舶的安全性，不僅適用于LNG動(dòng)力船舶，本裝置也適用于陸域、海島、船舶與海洋工程等以LNG作為氣體燃料的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型控制原理不意圖。
[0021 ]其中，1-主控制器，2-發(fā)電機(jī)組控制器，3-船舶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器，4-天然氣發(fā)電機(jī)組，5-發(fā)電機(jī)進(jìn)氣閥門(mén)，6-B0G供氣閥門(mén)，7_壓力信號(hào)變送器，8-溫度信號(hào)變送器，9-信號(hào)與控制線路，10-蓄電池控制器，11-蓄電池組，12-船舶配電設(shè)備，13-B0G放散閥，14-B0G管路，15-LNG儲(chǔ)罐，16-LNG燃料裝置控制器、17-柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步解釋說(shuō)明:
[0023]參見(jiàn)圖1，LNG儲(chǔ)罐15(為船舶原有的LNG儲(chǔ)罐)經(jīng)BOG管路14與與天然氣發(fā)電機(jī)組4連接，所述天然氣發(fā)電機(jī)組4為船舶配電設(shè)備12供電；主控制器I經(jīng)信號(hào)與控制線路9分別與發(fā)電機(jī)組控制器2和船舶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器3、位于所述BOG管路14上的溫度信號(hào)變送器8、壓力信號(hào)變送器7、LNG燃料裝置控制器16以及BOG供氣閥門(mén)6連接;所述發(fā)電機(jī)組控制器2經(jīng)信號(hào)與控制線路9分別與發(fā)電機(jī)進(jìn)氣閥門(mén)5和天然氣發(fā)電機(jī)組4連接;所述船舶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器3經(jīng)信號(hào)與控制線路4分別與船舶配電設(shè)備12、蓄電池控制器10和柴油發(fā)電系統(tǒng)17(為船舶原有的柴油發(fā)電系統(tǒng))連接，所述船舶配電設(shè)備12經(jīng)輸電線纜依次與蓄電池控制器10和蓄電池組11連接。所述BOG管路還連接BOG放散閥13。
[0024]工作原理:
[0025]參見(jiàn)圖1，柴油發(fā)電系統(tǒng)17工作時(shí)，由柴油發(fā)電系統(tǒng)17為船舶配電設(shè)備12供電，溫度信號(hào)變送器8和壓力信號(hào)變送器7持續(xù)對(duì)BOG管路14內(nèi)的BOG進(jìn)行檢測(cè)，并將信號(hào)傳送給主控制器I，主控制器I將采集到的壓力信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)BOG管路14內(nèi)的壓力高過(guò)設(shè)定值時(shí)(本實(shí)施例中設(shè)定壓力閾值為0.95Pm，Pm為L(zhǎng)NG儲(chǔ)罐安全閥動(dòng)作值)，則主控制器I發(fā)出控制信號(hào)開(kāi)啟BOG供氣閥門(mén)6，同時(shí)發(fā)送控制信號(hào)給發(fā)電機(jī)組控制器2和船舶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器3，發(fā)電機(jī)組控制器2收到主控制器I的信號(hào)后開(kāi)啟發(fā)電機(jī)進(jìn)氣閥門(mén)5，同時(shí)啟動(dòng)天然氣發(fā)電機(jī)組4進(jìn)行發(fā)電；船舶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器3收到主控制器I的信號(hào)后控制柴油發(fā)電系統(tǒng)17停止工作，斷開(kāi)柴油發(fā)電系統(tǒng)17對(duì)船舶配電設(shè)備12的供電狀態(tài)，將天然氣發(fā)電機(jī)組4與控制船舶配電設(shè)備12并網(wǎng)，天然氣發(fā)電機(jī)組4產(chǎn)生的電能通過(guò)船舶配電設(shè)備12向船舶用電設(shè)施供電(即實(shí)現(xiàn)用電負(fù)載)。并且，供給所述船舶配電設(shè)備12的電能還經(jīng)蓄電池控制器10為蓄電池組11充電。當(dāng)船上意外停電時(shí)，蓄電池組11可為船舶配電設(shè)備12提供備用電源。
[0026]主控制器I不斷將檢測(cè)的壓力信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)的壓力值低于設(shè)定值(0.95Pm)時(shí):
[0027]主控制器I可以采用下述兩種控制方法中的任意一種:
[0028]方法一:主控制器I控制BOG供氣閥門(mén)6關(guān)閉，并發(fā)出控制指令給發(fā)電機(jī)組控制器2和船舶負(fù)荷自動(dòng)控制器3，發(fā)電機(jī)組控制器2控制發(fā)電機(jī)進(jìn)氣閥門(mén)5和天然氣發(fā)電機(jī)組4關(guān)閉；同船舶負(fù)荷自動(dòng)控制器3控制船舶配電設(shè)備12與天然氣發(fā)電機(jī)組4斷網(wǎng)，并同時(shí)控制啟動(dòng)柴油發(fā)電系統(tǒng)17，控制船舶配電設(shè)備12和柴油發(fā)電系統(tǒng)17重新實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。
[0029]方法二:主控制器I發(fā)出控制指令給LNG燃料裝置控制器16控f|jijLNG儲(chǔ)罐15的增壓供氣裝置為L(zhǎng)NG儲(chǔ)罐15增壓，從而保證BOG持續(xù)的向天然氣發(fā)電機(jī)組4供氣，實(shí)現(xiàn)連續(xù)電。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種LNG動(dòng)力船舶的BOG優(yōu)先發(fā)電系統(tǒng)，包括LNG儲(chǔ)罐和與LNG儲(chǔ)罐頂部連接的BOG管路，其特征在于，所述BOG管路與天然氣發(fā)電機(jī)組連接，所述天然氣發(fā)電機(jī)組為船舶配電設(shè)備供電； 還包括主控制器，所述主控制器經(jīng)信號(hào)與控制線路分別與發(fā)電機(jī)組控制器和船舶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器、位于所述BOG管路上的溫度信息變送器、壓力信號(hào)變送器以及BOG供氣閥門(mén)連接;所述發(fā)電機(jī)組控制器經(jīng)信號(hào)與控制線路分別與發(fā)電機(jī)進(jìn)氣閥門(mén)、天然氣發(fā)電機(jī)組連接；所述船舶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器經(jīng)信號(hào)與控制線路分別與船舶配電設(shè)備和柴油發(fā)電系統(tǒng)連接。2.如權(quán)利要求1所述的LNG動(dòng)力船舶的BOG優(yōu)先發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述船舶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器經(jīng)信號(hào)與控制線路還與蓄電池控制器連接;所述船舶配電設(shè)備經(jīng)輸電線纜依次與蓄電池控制器和蓄電池組連接。3.如權(quán)利要求1或2所述的LNG動(dòng)力船舶的BOG優(yōu)先發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器還與經(jīng)信號(hào)與控制線路與LNG燃料裝置控制器連接。4.如權(quán)利要求2所述的LNG動(dòng)力船舶的BOG優(yōu)先發(fā)電系統(tǒng)，所述主控制器安裝在船舶駕駛室操控臺(tái)；所述天然氣發(fā)電機(jī)組、發(fā)電機(jī)控制器和船舶負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)器安裝在船舶機(jī)艙；所述蓄電池組及蓄電池控制器安裝在船舶蓄電池艙。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK205644104SQ201620322539
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月18日
【發(fā)明人】江武玖, 付祥勝, 唐流芳
【申請(qǐng)人】武漢交圣新能源工程有限公司