一種船舶燃油預(yù)熱系統(tǒng)及預(yù)熱方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種船舶燃油預(yù)熱系統(tǒng)及預(yù)熱方法，屬于船舶燃油預(yù)熱技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶燃油輸送系統(tǒng)中，需要將燃油從儲(chǔ)存艙中輸送至沉淀柜。儲(chǔ)存艙中的燃油一般為重燃油，其粘度隨溫度不同變化差別極大，溫度越高，粘度越低，如某一款重燃油在50°C下粘度為380cSt，而在0°C時(shí)接近20000cSt。粘度大會(huì)導(dǎo)致輸送泵抽吸燃油時(shí)阻力大而增加功耗甚至無(wú)法泵送，因此有必要對(duì)燃油預(yù)先進(jìn)行加熱至一定溫度以降低粘度再泵送。
[0003]目前運(yùn)營(yíng)船舶重油的傳統(tǒng)加熱方式是通過(guò)在船兩側(cè)的燃油艙內(nèi)布置加熱盤(pán)管，通過(guò)蒸汽加熱重油來(lái)達(dá)到駁運(yùn)條件，如圖1所示。采用加熱盤(pán)管來(lái)加熱重油，達(dá)到輸運(yùn)條件后，開(kāi)啟閥門(mén)，從吸口往外抽吸燃油。
[0004]這種方式缺點(diǎn)明顯:1)能量利用率較低。盤(pán)管加熱的是整艙燃油，而實(shí)際中需要泵送的燃油量相對(duì)燃油儲(chǔ)存艙容積很小，因此相當(dāng)部分熱量被用來(lái)加熱不必泵送的燃油，而這部分熱量易通過(guò)艙壁與外界進(jìn)行熱交換而被浪費(fèi)。2)會(huì)產(chǎn)生較大范圍高溫區(qū)。當(dāng)儲(chǔ)存艙鄰近壓載艙或貨艙時(shí)，壓載艙壁高溫會(huì)加速腐蝕的發(fā)生，同時(shí)也會(huì)給對(duì)溫度敏感的貨物，比方谷物，煤炭等帶來(lái)破壞。3)當(dāng)燃油液位低于加熱盤(pán)管的時(shí)候，暴露在空氣中的盤(pán)管會(huì)加速燃?xì)鈸]發(fā)并形成硬垢。4)加熱盤(pán)管布置高度不能太低，當(dāng)燃油液位完全低于加熱盤(pán)管的時(shí)候，燃油將很難被輸送，導(dǎo)致了燃油留存。
[0005]為了解決燃油輸送系統(tǒng)中加熱盤(pán)管帶來(lái)的問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中也出現(xiàn)了新型燃油轉(zhuǎn)換裝置，其主要設(shè)計(jì)思想是:在燃油儲(chǔ)存艙中設(shè)置一個(gè)小隔艙，隔艙與儲(chǔ)存艙相通，首先往小隔艙中泵入沉淀柜中的高溫燃油，預(yù)熱得到一定量的相對(duì)高溫燃油，達(dá)到泵送條件，然后采用燃油輸送泵抽吸燃油至沉淀柜，如此往復(fù)循環(huán)。圖2給出的是燃油儲(chǔ)存艙中的隔艙方案示意圖。隔艙設(shè)計(jì)的主要目的是使注入的熱燃油盡量主要被用來(lái)加熱局部區(qū)域的冷燃油，且控制被加熱的燃油不至于太分散，而是集中在小隔艙內(nèi)，使被抽出燃油均為相對(duì)高溫燃油，便于泵送。
[0006]盡管這種燃油轉(zhuǎn)換裝置能較好地避免盤(pán)管加熱帶來(lái)的問(wèn)題，也更節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，但是也存在缺點(diǎn)一一其預(yù)熱效果的好壞依賴于隔艙方案的設(shè)計(jì)，不合理的隔艙設(shè)計(jì)可能導(dǎo)致隔艙內(nèi)燃油溫度分布不均、熱油積聚在隔艙上方、冷熱油換熱不充分、吸口附近油溫過(guò)低等問(wèn)題，這將弱化其相對(duì)于傳統(tǒng)盤(pán)管加熱方式的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)行工況惡化時(shí)甚至可能增加運(yùn)營(yíng)成本，甚至經(jīng)濟(jì)性劣于盤(pán)管加熱。因此，合理的隔艙方案設(shè)計(jì)是整個(gè)燃油預(yù)熱系統(tǒng)的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是:現(xiàn)有的船舶燃油預(yù)熱系統(tǒng)中的燃油轉(zhuǎn)換裝置的隔艙設(shè)計(jì)導(dǎo)致隔艙內(nèi)燃油溫度分布不均、熱油積聚在隔艙上方、冷熱油換熱不充分、吸口附近油溫過(guò)低等問(wèn)題，運(yùn)行工況惡化時(shí)甚至可能增加運(yùn)營(yíng)成本，甚至經(jīng)濟(jì)性劣于盤(pán)管加熱。
[0008]本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0009]一種船舶燃油預(yù)熱系統(tǒng)，在儲(chǔ)存艙和沉淀柜之間設(shè)置燃油預(yù)熱和輸送兩條分支管路，主管路共用，在沉淀柜附近分成兩條支路，一路設(shè)置預(yù)熱泵，為儲(chǔ)存艙提供高溫燃油，另一路設(shè)置輸送泵，將加熱的重油輸送至沉淀柜，兩條支路均設(shè)置相應(yīng)方向的截止止回閥，防止管路方向錯(cuò)位；在儲(chǔ)存艙一角設(shè)置小隔艙，所述小隔艙中間設(shè)置第一隔板1，將隔艙X向一分為二，A、B管布置在第一分艙I中；第一隔板右上角開(kāi)孔，第二隔板左下角開(kāi)孔，兩孔呈對(duì)角布置；隔板底部開(kāi)小孔，作掃艙用；隔艙上板設(shè)置若干透氣孔，以保證產(chǎn)生的蒸汽及時(shí)溢出；所述A、B管與所述主管路連通，A、B管路各自設(shè)置調(diào)節(jié)閥。
[0010]本技術(shù)方案對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的種燃油轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用第一隔板將小隔艙X向一分為二，在第一隔板右上角和第二隔板的左下角開(kāi)設(shè)小孔，目的是在采用體積盡可能小的小隔艙，提高熱利用效率的前提下，盡可能提高燃油在小隔艙內(nèi)移動(dòng)軌跡的距離，從而提高換熱效率，根據(jù)高溫燃油具有向上流動(dòng)、低溫燃油具有向下流動(dòng)的特性，油管A、B的出口接近底部，而，第一分艙的出油孔位于右上角，第二分艙的出油孔位于左下角，從而增加熱油行走距離，提升冷熱油在小隔艙內(nèi)的換熱效果和均勻程度。設(shè)置A、B兩根油管可交替使用，單根管路的燃油預(yù)熱系統(tǒng)并不能取得良好的預(yù)熱效果，原因在于剛被注入的高溫燃油來(lái)不及與冷油熱交換就被抽出，導(dǎo)致隨后吸口附近的燃油溫度急劇下降，達(dá)不到泵送條件。而使用雙管路設(shè)計(jì)能有效解決該問(wèn)題。
[0011]進(jìn)一步的，A、B管在第一分艙I中，沿X方向居中布置。
[0012]進(jìn)一步的，在熱油不至于損壞艙底的情況下管口可盡量接近艙底，但不能太近，以免流動(dòng)阻力過(guò)大。
[0013]進(jìn)一步的，所述A、B管路管口在小隔艙中的高度相同。
[0014]一種船舶燃油預(yù)熱方法，采用上述的船舶燃油預(yù)熱系統(tǒng)，包括以下步驟:
[0015]A)由預(yù)熱泵經(jīng)油管B往小隔艙注入tl時(shí)間的溫度為T(mén)的高溫燃油流量Qvl ;
[0016]B)由輸送泵經(jīng)油管B抽吸燃油送至沉淀柜，持續(xù)時(shí)間為t2，流量Qvl ;
[0017]C)由預(yù)熱泵經(jīng)油管A往隔艙注入t3時(shí)間溫度為T(mén)的高溫燃油，流量Qv2 ;
[0018]D)由輸送泵經(jīng)油管B抽吸燃油送至沉淀柜，持續(xù)時(shí)間為t2，流量Qvl ;
[0019]E)以t3+t2為周期，循環(huán)步驟C)-D)。
[0020]管路的選擇通過(guò)調(diào)節(jié)閥的啟閉來(lái)實(shí)現(xiàn)，抽注時(shí)間的配比根據(jù)流量和燃油溫度選定。
[0021]步驟A和步驟B的作用是剛啟動(dòng)時(shí)，及時(shí)將小隔艙油管B附近的燃油初步預(yù)熱，因?yàn)閯倖?dòng)時(shí)油管A附近的燃油還來(lái)不及被加熱，待這A、B兩個(gè)步驟完成后，就可往復(fù)進(jìn)行步驟C和步驟D。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:
[0023]I)綠色節(jié)能，降低營(yíng)運(yùn)成本。由于只加熱部分燃油，且熱量被有效利用，與外界熱交換減少，符合綠色節(jié)能理念，并能有效降低船舶營(yíng)運(yùn)成本。
[0024]2)避免了由加熱盤(pán)管帶來(lái)的結(jié)垢、蒸汽泄漏、燃油留存等問(wèn)題，且免于盤(pán)管加熱系統(tǒng)的安裝、維護(hù)。
[0025]3)不會(huì)因?yàn)槿加蛢?chǔ)存艙溫度高而損壞鄰近貨物，也不會(huì)造成壓載艙的腐蝕。
[0026]4)不同于盤(pán)管加熱整艙燃油，本設(shè)計(jì)只需加熱局部區(qū)域冷油，故比盤(pán)管方式加熱速度更快，且系統(tǒng)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、易操作。
[0027]5)對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)中的燃油轉(zhuǎn)換裝置，雙管設(shè)計(jì)能有效延長(zhǎng)冷熱重油熱交換時(shí)間，得到更多符合泵送條件的燃油，可提高熱量的利用率。
[0028]6)雙管隔艙設(shè)置。隔艙能使熱量被主要用于加熱隔艙內(nèi)冷油，使被加熱油仍相對(duì)集中于隔艙內(nèi)，便于輸送；
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