Lng動力船舶的bog優(yōu)先發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種LNG動力船舶的BOG優(yōu)先發(fā)電系統(tǒng)。技術(shù)方案包括LNG儲罐和與LNG儲罐頂部連接的BOG管路，所述BOG管路與天然氣發(fā)電機組連接，所述天然氣發(fā)電機組為船舶配電設備供電；還包括主控制器，所述主控制器經(jīng)信號與控制線路分別與發(fā)電機組控制器和船舶負荷自動調(diào)節(jié)器、位于所述BOG管路上的溫度信息變送器、壓力信號變送器以及BOG供氣閥門連接；所述發(fā)電機組控制器經(jīng)信號與控制線路分別與發(fā)電機進氣閥門、天然氣發(fā)電機組連接；所述船舶負荷自動調(diào)節(jié)器經(jīng)信號與控制線路分別與船舶配電設備和柴油發(fā)電系統(tǒng)連接。本實用新型自動控制、方法簡單、可對過量產(chǎn)生的BOG有效回收，利用率高、節(jié)能降耗，對環(huán)境友好。
【專利說明】
LNG動力船舶的BOG優(yōu)先發(fā)電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種LNG動力船舶的發(fā)電控制系統(tǒng)，具體的說是一種LNG動力船舶的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個來源，一是裝置自然受熱產(chǎn)生的自蒸發(fā)，LNG儲罐自然受熱，儲罐液相空間存儲的LNG氣化產(chǎn)生BOG存儲在儲罐的氣相空間，通常儲罐的自蒸發(fā)率為其LNG存儲容量的千分之5; 二是供氣過程產(chǎn)生的過量氣化，受產(chǎn)品規(guī)格、性能限制，目前LNG動力船舶的燃料裝置與動力裝置難以達到理想匹配，通常按船舶主機最大用氣量配置汽化器，這就導致船舶在其他工作狀態(tài)時，存在過量氣化現(xiàn)象。儲罐氣相空間BOG的累計達到儲罐的安全壓力閾值后，BOG放散閥自動開啟，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)測算，若不對BOG的過量排放進行有效的控制，其對大氣環(huán)境的危害或超過船舶柴油燃料。
[0003]目前內(nèi)河LNG動力船舶尚無有效利用BOG及控制其過量排放的方法及系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問題，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)簡單、改造成本低、運行成本低、安全可靠的LNG動力船舶的BOG優(yōu)先發(fā)電系統(tǒng)。
[0005]本實用新型系統(tǒng)包括與LNG儲罐頂部連接的BOG管路、以及柴油發(fā)電系統(tǒng)，所述BOG管路與天然氣發(fā)電機組連接，所述天然氣發(fā)電機組為船舶配電設備供電；還包括主控制器，所述主控制器經(jīng)信號與控制線路分別與發(fā)電機組控制器和船舶負荷自動調(diào)節(jié)器、位于所述BOG管路上的溫度信息變送器、壓力信號變送器以及BOG供氣閥門連接;所述發(fā)電機組控制器經(jīng)信號與控制線路分別與發(fā)電機進氣閥門、天然氣發(fā)電機組連接;所述船舶負荷自動調(diào)節(jié)器經(jīng)信號與控制線路分別與船舶配電設備和柴油發(fā)電系統(tǒng)連接。
[0006]所述船舶負荷自動調(diào)節(jié)器經(jīng)信號與控制線路還與蓄電池控制器連接;所述船舶配電設備經(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)信號與控制線路與LNG燃料裝置控制器連接。
[0008]本實用新型LNG動力船舶的BOG優(yōu)先發(fā)電控制方法，通過溫度信息變送器和壓力信號變送器將BOG管路上的壓力信號和溫度信號發(fā)送給主控制器，所述主控制器的控制方法為:
[0009]將壓力信號與設定值進行比較，當檢測的壓力值和溫度值高于設定值時:
[0010]控制器控制BOG供氣閥門開啟，同時發(fā)出天然氣發(fā)電機組啟動指令和船舶配電設備并網(wǎng)指令;發(fā)電機組控制器收到天然氣發(fā)電機組啟動指令后，開啟發(fā)動機進氣閥門，同時啟動天然氣發(fā)電機組，LNG儲罐內(nèi)的BOG氣體經(jīng)BOG管道送入天然氣發(fā)電機組發(fā)電；同時，船舶自動負荷調(diào)節(jié)器收到控制器發(fā)出的船舶配電設備并網(wǎng)指令后，控制柴油發(fā)電系統(tǒng)停止工作，并控制船舶配電設備與天然氣發(fā)電機組并網(wǎng)，天然氣發(fā)電機組產(chǎn)生的電能通過船舶配電設備向船舶用電設施供電。
[0011]所述主控制器安裝在船舶駕駛室操控臺；所述天然氣發(fā)電機組、發(fā)電機控制器和船舶負荷自動調(diào)節(jié)器安裝在船舶機艙;所述儲電池組及蓄電池控制器安裝在船舶蓄電池艙。
[0012]將壓力信號與設定值進行比較，當檢測的壓力值低于設定值時:
[0013]控制器控制BOG供氣閥門關(guān)閉，并發(fā)出控制指令給發(fā)電機組控制器，發(fā)電機組控制器控制發(fā)電機進氣閥門和天然氣發(fā)電機組關(guān)閉；同時發(fā)出控制指令給船舶負荷自動控制器，船舶負荷自動控制器控制船舶配電設備與天然氣發(fā)電機組斷網(wǎng)，并同時控制啟動柴油發(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儲罐的增壓供氣裝置為LNG儲罐增壓。
[0015]供給所述船舶配電設備的電能還經(jīng)蓄電池控制器為蓄電池組充電。
[0016]所述主控器內(nèi)設計的壓力值低于BOG放散閥的動作值。
[0017]針對【背景技術(shù)】中存在的問題，發(fā)明人對過量BOG的產(chǎn)生量進行估算，根據(jù)測算，船用LNG燃料裝置產(chǎn)生的BOG基本上可滿足船舶輔助發(fā)電機的工作需要。據(jù)此，發(fā)明人在原有的LNG儲罐及其增壓供氣裝置和柴油發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)設備的基礎上增設了 BOG發(fā)電系統(tǒng)，通過對BOG管道中溫度和壓力的監(jiān)測，當壓力超過設定值時，則優(yōu)先啟動發(fā)BOG發(fā)電系統(tǒng)對回收過程的BOG并發(fā)電，產(chǎn)生的電能可并入船舶配電設備對船舶用電設施供電，而當壓力值低于設定值時，則啟動原有的柴油發(fā)電系統(tǒng)對船舶用電設施供電。
[0018]有益效果:
[0019]本實用新型通過監(jiān)測船舶LNG燃料儲罐BOG的壓力、溫度等參數(shù)達到設定的閾值后，優(yōu)先自動啟動天然氣發(fā)電機組，自動調(diào)整船舶負荷，自動切入儲能蓄電池組。通過天然氣發(fā)電機組發(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)。利用控制器實現(xiàn)天然氣發(fā)電和船舶原有柴油發(fā)電的合理自動切換。本實用新型方法可實現(xiàn)自動控制、方法簡單、可對過量產(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)濟性，根據(jù)測算，可減少船舶3%?5%的LNG燃料損失，直接經(jīng)濟效益可觀，對環(huán)境友好。本實用新型系統(tǒng)簡單，可對現(xiàn)有LNG動力船舶的發(fā)電系統(tǒng)進行簡單改造，設備投資和運行成本低、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動力船舶的安全性，不僅適用于LNG動力船舶，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。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型控制原理不意圖。
[0021 ]其中，1-主控制器，2-發(fā)電機組控制器，3-船舶負荷自動調(diào)節(jié)器，4-天然氣發(fā)電機組，5-發(fā)電機進氣閥門，6-B0G供氣閥門，7_壓力信號變送器，8-溫度信號變送器，9-信號與控制線路，10-蓄電池控制器，11-蓄電池組，12-船舶配電設備，13-B0G放散閥，14-B0G管路，15-LNG儲罐，16-LNG燃料裝置控制器、17-柴油發(fā)電機系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步解釋說明:
[0023]參見圖1，LNG儲罐15(為船舶原有的LNG儲罐)經(jīng)BOG管路14與與天然氣發(fā)電機組4連接，所述天然氣發(fā)電機組4為船舶配電設備12供電；主控制器I經(jīng)信號與控制線路9分別與發(fā)電機組控制器2和船舶負荷自動調(diào)節(jié)器3、位于所述BOG管路14上的溫度信號變送器8、壓力信號變送器7、LNG燃料裝置控制器16以及BOG供氣閥門6連接;所述發(fā)電機組控制器2經(jīng)信號與控制線路9分別與發(fā)電機進氣閥門5和天然氣發(fā)電機組4連接;所述船舶負荷自動調(diào)節(jié)器3經(jīng)信號與控制線路4分別與船舶配電設備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]參見圖1，柴油發(fā)電系統(tǒng)17工作時，由柴油發(fā)電系統(tǒng)17為船舶配電設備12供電，溫度信號變送器8和壓力信號變送器7持續(xù)對BOG管路14內(nèi)的BOG進行檢測，并將信號傳送給主控制器I，主控制器I將采集到的壓力信號與設定值進行比較，當BOG管路14內(nèi)的壓力高過設定值時(本實施例中設定壓力閾值為0.95Pm，Pm為LNG儲罐安全閥動作值)，則主控制器I發(fā)出控制信號開啟BOG供氣閥門6，同時發(fā)送控制信號給發(fā)電機組控制器2和船舶負荷自動調(diào)節(jié)器3，發(fā)電機組控制器2收到主控制器I的信號后開啟發(fā)電機進氣閥門5，同時啟動天然氣發(fā)電機組4進行發(fā)電；船舶負荷自動調(diào)節(jié)器3收到主控制器I的信號后控制柴油發(fā)電系統(tǒng)17停止工作，斷開柴油發(fā)電系統(tǒng)17對船舶配電設備12的供電狀態(tài)，將天然氣發(fā)電機組4與控制船舶配電設備12并網(wǎng)，天然氣發(fā)電機組4產(chǎn)生的電能通過船舶配電設備12向船舶用電設施供電(即實現(xiàn)用電負載)。并且，供給所述船舶配電設備12的電能還經(jīng)蓄電池控制器10為蓄電池組11充電。當船上意外停電時，蓄電池組11可為船舶配電設備12提供備用電源。
[0026]主控制器I不斷將檢測的壓力信號與設定值進行比較，當檢測的壓力值低于設定值(0.95Pm)時:
[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6關(guān)閉，并發(fā)出控制指令給發(fā)電機組控制器2和船舶負荷自動控制器3，發(fā)電機組控制器2控制發(fā)電機進氣閥門5和天然氣發(fā)電機組4關(guān)閉；同船舶負荷自動控制器3控制船舶配電設備12與天然氣發(fā)電機組4斷網(wǎng)，并同時控制啟動柴油發(fā)電系統(tǒng)17，控制船舶配電設備12和柴油發(fā)電系統(tǒng)17重新實現(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儲罐15的增壓供氣裝置為LNG儲罐15增壓，從而保證BOG持續(xù)的向天然氣發(fā)電機組4供氣，實現(xiàn)連續(xù)電。
【主權(quán)項】
1.一種LNG動力船舶的BOG優(yōu)先發(fā)電系統(tǒng)，包括LNG儲罐和與LNG儲罐頂部連接的BOG管路，其特征在于，所述BOG管路與天然氣發(fā)電機組連接，所述天然氣發(fā)電機組為船舶配電設備供電； 還包括主控制器，所述主控制器經(jīng)信號與控制線路分別與發(fā)電機組控制器和船舶負荷自動調(diào)節(jié)器、位于所述BOG管路上的溫度信息變送器、壓力信號變送器以及BOG供氣閥門連接;所述發(fā)電機組控制器經(jīng)信號與控制線路分別與發(fā)電機進氣閥門、天然氣發(fā)電機組連接；所述船舶負荷自動調(diào)節(jié)器經(jīng)信號與控制線路分別與船舶配電設備和柴油發(fā)電系統(tǒng)連接。2.如權(quán)利要求1所述的LNG動力船舶的BOG優(yōu)先發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述船舶負荷自動調(diào)節(jié)器經(jīng)信號與控制線路還與蓄電池控制器連接;所述船舶配電設備經(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；所述天然氣發(fā)電機組、發(fā)電機控制器和船舶負荷自動調(diào)節(jié)器安裝在船舶機艙；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】G05B19/04GK205644104SQ201620322539
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】江武玖, 付祥勝, 唐流芳
【申請人】武漢交圣新能源工程有限公司