自增压供气系统和方法技术方案

本申请提供一种自增压供气系统和方法，自增压供气系统包括燃料罐、增压装置和第一加热装置，燃料罐包括压力检测件；增压装置包括进液端和出液端；进液端通过第一管路连通至燃料罐的底部，出液端通过第二管路连通至燃料罐的顶部；第一管路上设置有第一控制阀，当压力检测件的检测压力小于第一预设压力时，第一控制阀被开启；第一加热装置包括入口端和出口端；入口端通过第三管路连通至燃料罐的下端；入口端通过第四管路连通至燃料罐的上端，使得BOG气体升温并对所述燃料罐泄压；第四管路上设置有第四控制阀，当压力检测件的检测压力大于第二预设压力时，第四控制阀被开启，第一预设压力小于第二预设压力，以简化BOG气体处理系统，并提高利用率。并提高利用率。并提高利用率。

【技术实现步骤摘要】
自增压供气系统和方法


[0001]本申请涉及船用供气系统
，具体涉及一种自增压供气系统和方法。

技术介绍

[0002]随着经济全球化的推进，国际贸易愈加频繁，海上运输成为各国之间经济往来的重要支柱，而船舶排放法规日趋严格，许多发达国家已经建立了排放控制区，在该类区域内已经或即将执行严格的排放标准。以LNG(液化天然气)等新型能源为燃料的船舶可以减少大量的硫化物、碳氧化物及氮氧化物排放，同时节约燃料费用。该类新型能源既满足了排放法规又具有一定的竞争力，因此几乎所有船厂都已经开始建造以LNG等能源为主要或辅助燃料的船舶。船舶自增压供气系统是LNG低压供气系统的一部分，供气压力由主机和辅机等用户的需求决定，大约在3～6barg(表压)。
[0003]自增压供气系统通过燃料罐保存LNG，利用增压和加热装置使燃料的压力和温度满足用户需求。由于LNG燃料罐不断的从外界吸收热量，随着时间的增加，LNG燃料罐内的压力不断升高。现有技术中通过换热器、气液分离器、压缩机等设备处理燃料罐中多余的BOG气体(Boil off Gas，蒸发气体，也被称为闪蒸气)以避免超过燃料罐的设计压力。但是，上述用于处理BOG气体的系统复杂、占用空间大、流程长，缺少高效便捷的BOG气体处理方案。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种自增压供气系统和方法，以简化BOG气体处理系统，降低气体处理成本，并提升BOG气体利用率。
[0005]本申请提供一种自增压供气系统，其包括燃料罐、增压装置和第一加热装置，燃料罐包括内置的压力检测件；增压装置包括进液端和出液端；所述进液端通过第一管路连通至所述燃料罐的底部，所述出液端通过第二管路连通至所述燃料罐的顶部，以维持所述燃料罐内的压力；所述第一管路上设置有第一控制阀，当所述压力检测件的检测压力小于第一预设压力时，所述第一控制阀被开启，且所述第一预设压力大于供气压力；第一加热装置包括入口端和出口端；所述入口端通过第三管路连通至所述燃料罐的底部；其中，所述入口端通过第四管路连通至所述燃料罐的顶部，使得BOG气体升温并对所述燃料罐泄压；所述第四管路上设置有第四控制阀，当所述压力检测件的检测压力大于第二预设压力时，所述第四控制阀被开启，且所述第一预设压力小于所述第二预设压力。
[0006]可选的，所述第三管路插入至所述燃料罐内部，并从所述燃料罐的顶部延伸至所述燃料罐的底部；所述第三管路和所述第四管路均通过第五管路连通至所述入口端；所述第三管路和所述第五管路交汇处的高度大于所述燃料罐内的液面高度。
[0007]可选的，自增压供气系统还包括三通管，其包括三个管口，所述管口分别连通至所述第三管路、所述第四管路和所述第五管路。
[0008]可选的，自增压供气系统还包括第一过渡管和第二过渡管，所述第三管路通过所述第一过渡管连通至所述入口端；所述第四管路通过所述第二过渡管连通至所述入口端；
[0009]其中，所述第三管路上设置有第三控制阀，当所述压力检测件的检测压力大于所述第二预设压力时，所述第三控制阀被关闭且所述第四控制阀被开启；
[0010]当所述压力检测件的检测压力大于或等于所述第一预设压力，且小于或等于所述第二预设压力时，所述第三控制阀被开启且所述第四控制阀被关闭。
[0011]可选的，自增压供气系统还包括低温缓冲罐和第二加热装置，低温缓冲罐通过第六管路连通至所述出口端；第二加热装置包括进气端和出气端，所述进气端连通至所述低温缓冲罐，所述出气端连通至供气管。
[0012]可选的，所述第六管路上设置有温度传感器和温控阀；当所述温度传感器的检测温度大于或等于预设温度时，所述温控阀被开启，使得所述第一加热装置与所述低温缓冲罐连通。
[0013]可选的，自增压供气系统还包括压力控制阀，压力控制阀连接至所述低温缓冲罐；当所述低温缓冲罐内的压力大于或等于所述供气压力时，所述压力控制阀被开启。
[0014]可选的，自增压供气系统还包括加热循环单元，加热循环单元连接至所述增压装置、所述第一加热装置和所述第二加热装置；其中，所述加热循环单元包括热交换介质、增压泵和换热器，所述增压泵的出口处与所述换热器连通。
[0015]可选的，所述加热循环单元还包括膨胀水箱和可燃气体传感器，膨胀水箱连通至所述增压泵的入口处；可燃气体传感器用于检测所述加热循环单元内的可燃气体。
[0016]可选的，自增压供气系统还包括惰化辅助装置，惰化辅助装置包括输入管和输出管；其中，所述输入管连通至所述燃料罐，所述输出管连通至所述燃料罐的顶部。
[0017]可选的，自增压供气系统还包括预冷装置，预冷装置包括喷淋管；所述喷淋管的一端伸入所述燃料罐内。
[0018]相应的，本申请还提供一种自增压供气方法，应用于上述任一项所述的自增压供气系统，包括以下步骤：
[0019]获取燃料罐的第一预设压力和第二预设压力，所述第一预设压力小于所述第二预设压力，且所述第一预设压力大于供气压力；
[0020]实时采集燃料罐内的检测压力；
[0021]当所述检测压力小于所述第一预设压力时，开启第一控制阀，使得所述燃料罐内的压力增大，直至所述检测压力等于所述第一预设压力；
[0022]当所述检测压力大于所述第二预设压力时，开启第四控制阀，使得所述燃料罐内的压力减小，直至所述检测压力等于所述第二预设压力。
[0023]可选的，自增压供气方法还包括以下步骤：
[0024]获取低温缓冲罐内的预设温度；
[0025]实时采集第一加热装置出口端的检测温度；
[0026]计算所述检测温度与所述预设温度的温度差值；
[0027]判断所述温度差值是否小于0，若是，关闭温控阀；若否，开启温控阀。
[0028]相应的，本申请还提供一种船舶，其包括自增压供气系统，所述自增压供气系统为上述任一项所述的自增压供气系统。
[0029]上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
[0030]本申请提供一种自增压供气系统，当燃料罐内的压力不足时，利用增压装置将液
化天然气增压气化为天然气，实现增压的目的。当燃料罐内的压力过大，存在超压的风险时，利用第四控制阀和第一加热装置的配合，将燃料罐内多余的蒸发气体进行升温后输送给用户，既能够对燃料罐进行泄压，也能够对蒸发气体进行有效利用。此外，燃料罐的顶部直接通过第四管路连通至第一加热装置，并利用第一加热装置进行升温后就能够供给用户，因而上述蒸发气体的处理流程简化了现有技术的处理系统，能够降低系统的制造成本，并减小系统的占用空间。
[0031]上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果：
[0032]利用蒸发气体处理系统和低温缓冲罐的配合，可以提高自增压供气系统的稳定性和安全性；当燃料罐在使用的过程中超压时，需要尽快地将燃料罐内多余的蒸发气体排出。本实施例利用蒸发气体处理系统可以快速地对排出的蒸发气体进行加热，同时将初步加热升温后的低温天然气储存在低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自增压供气系统，其特征在于，包括：燃料罐(100)，其包括压力检测件；增压装置(300)，其包括进液端(310)和出液端(320)；所述进液端(310)通过第一管路(330)连通至所述燃料罐(100)的底部，所述出液端(320)通过第二管路(340)连通至所述燃料罐(100)的顶部，以维持所述燃料罐(100)内的压力；所述第一管路(330)上设置有第一控制阀，当所述压力检测件的检测压力小于第一预设压力时，所述第一控制阀被开启，且所述第一预设压力大于供气压力；以及第一加热装置(400)，其包括入口端(410)和出口端(420)；所述入口端(410)通过第三管路(430)连通至所述燃料罐(100)的底部；其中，所述入口端(410)通过第四管路(440)连通至所述燃料罐(100)的顶部，使得BOG气体升温并使得所述燃料罐(100)泄压；所述第四管路(440)上设置有第四控制阀，当所述压力检测件的检测压力大于第二预设压力时，所述第四控制阀被开启，且所述第一预设压力小于所述第二预设压力。2.根据权利要求1所述的自增压供气系统，其特征在于，所述第三管路(430)插入至所述燃料罐(100)内部，并从所述燃料罐(100)的顶部延伸至所述燃料罐(100)的底部；所述第三管路(430)和所述第四管路(440)均通过第五管路(450)连通至所述入口端(410)；所述第三管路(430)和所述第五管路(450)交汇处的高度大于所述燃料罐(100)内的液面高度。3.根据权利要求2所述的自增压供气系统，其特征在于，还包括：三通管，其包括三个管口，所述管口分别连通至所述第三管路(430)、所述第四管路(440)和所述第五管路(450)。4.根据权利要求1所述的自增压供气系统，其特征在于，还包括：第一过渡管(460)，所述第三管路(430)通过所述第一过渡管(460)连通至所述入口端(420)；以及第二过渡管(470)，所述第四管路(440)通过所述第二过渡管(470)连通至所述入口端(420)；其中，所述第三管路(430)上设置有第三控制阀，当所述压力检测件的检测压力大于所述第二预设压力时，所述第三控制阀被关闭且所述第四控制阀被开启；当所述压力检测件的检测压力小于或等于所述第二预设压力时，所述第三控制阀被开启且所述第四控制阀被关闭。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的自增压供气系统，其特征在于，还包括：低温缓冲罐(500)，其通过第六管路(510)连通至所述出口端(420)；以及第二加热装置(600)，其包括进气端(610)和出气端(620)，所述进气端(610)连通至所述低温缓冲罐(500)，所述出气端(620)连通至供气管(630)。6.根据权利要求5所述的自增压供气系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴佳男，李晓波，金圻烨，张西兆，朱向利，冯静娅，陈秋燕，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：