【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于船舶，具体涉及一种甲醇动力船利用脱碳装置的惰化系统。
技术介绍
1、随着国际海事组织(imo)对船舶排放的标准越来越高，传统的船用燃油已无法满足人们对排放的要求，故船用燃料的更新换代成为了人们关注的重点。甲醇是一种清洁的绿色能源，可作为一种新型的船用燃料，以甲醇为燃料的船舶称为甲醇动力船，其尾气排放相较于传统燃油大大降低，但仍有较多的co2产生，为了更好的做到低碳排放，船舶仍然需要配备脱碳装置。
2、甲醇在常温常压下为液态，具有低闪点和易挥发等特性，通常甲醇动力船上需具备相应的安全防范系统。在船舶航行期间，对甲醇燃料舱和日用柜通入惰性气体(简称惰气)，以降低其中氧气浓度和维持舱内压力平衡，在船舶停靠港口检修时，对甲醇燃料舱和日用柜及各个管道中通入惰气，将燃料舱和日用柜中残存的气体和管道中残余的燃料排出，防止检修时遇到空气存在爆炸的风险，上述的操作称为惰化，这样的安全防范系统称之为惰化系统。
3、上述惰化系统通常需要配置相应的惰性气体发生器，传统的船舶采用n2作为惰气，采用制氮机将空气中氮气分离出来，再将n2通入到甲醇燃料舱和日用柜及各个管道中完成惰化，而制氮机在运作时需消耗大量的电力，这将大大提高船舶航行的成本。以20000teu的集装箱船为例，以传统燃油为动力时，其燃料舱通常可储存10000t燃油，传统燃油热值约为42mj/kg，密度约为980kg/m3，而甲醇的热值约为19.6mj/kg，密度约为791kg/m3，若达到相同发热值，以甲醇为动力时，所需甲醇燃料的体积约为传统燃油的2.6倍
4、而甲醇动力船以甲醇作为燃料，甲醇燃烧仍会产生co2，船舶脱碳装置捕集的co2同样满足惰化系统中惰气的条件。基于此，为降低船舶航行时惰化系统运行的成本，提出一种甲醇动力船利用脱碳装置的惰化系统，以船舶脱碳装置捕集分离的co2作为惰气对船舶燃料舱和日用柜及各个管道进行惰化，无需专门配置惰性气体发生器，大大节省了船舶系统进行惰化的成本，具有很高的实用性和经济性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是基于上述问题，提出一种甲醇动力船利用脱碳装置的惰化系统，将船舶航行中脱碳装置捕集的co2充当惰气，在船舶航行期间和停靠港口进行检修时，对燃料舱和日用柜及各个管道进行惰化，排出残余气体，无需专门配置专门的惰性气体发生器，节省船舶系统进行惰化的成本。
2、一种甲醇动力船利用脱碳装置的惰化系统，该系统包括：甲醇燃料舱、甲醇驳运泵、日用柜、加压泵、燃料温控单元、co2捕集单元、co2液化单元、储罐阀、co2储罐、燃料舱安全阀、日用柜安全阀、co2驳运泵、海水换热器、风机、燃料舱惰气进口阀、日用柜惰气进口阀、管道惰气进口阀、泵前阀、泵后阀、co2出口阀。
3、所述甲醇燃料舱内设有甲醇驳运泵，所述甲醇驳运泵通过管道依次与日用柜、加压泵、燃料温控单元、船舶主机相连，所述燃料温控单元与船舶主机之间设有co2出口阀。
4、所述甲醇燃料舱和日用柜需时刻维持内部压力处于正压，甲醇燃料舱顶部设有燃料舱安全阀，日用柜顶部设有日用柜安全阀，两个安全阀设定压力为0.2bar。
5、船舶主机通过管道依次与co2捕集单元、co2液化单元、储罐阀、co2储罐相连，船舶主机排放的尾气中含有的co2经co2捕集单元捕集分离，残余烟气排放到大气中，捕集的co2经co2液化单元液化后储存在co2储罐中。
6、co2捕集单元通过管道与风机相连，所述风机通过管道分别与甲醇燃料舱、日用柜相连，所述风机通过管道分别与所述甲醇驳运泵与日用柜之间的管道、所述日用柜与加压泵之间的管道、所述加压泵与燃料温控单元之间的管道相连，三条管道上分别设有管道惰气进口阀、泵前阀、泵后阀。
7、惰气co2的供应分为两种情况：一种为船舶主机排放的co2经co2捕集单元捕集分离后，直接通入甲醇燃料舱、日用柜和各节燃料供给管道中；另一种为捕集的co2经co2液化单元液化后储存在co2储罐中，再将液态co2气化后通入甲醇燃料舱、日用柜和各节燃料供给管道。
8、船舶航行过程中，船舶主机排放的尾气中的co2经co2捕集单元捕集分离后，co2在风机的增压作用下作为惰气通入到日用柜中，当日用柜内压力达到0.2bar时，日用柜安全阀将自动开启，混合气体分别由日用柜安全阀排出。
9、当船舶停靠港口时，船舶主机停止运行，此时利用co2驳运泵将co2储罐中的液态co2驳运至海水换热器中换热气化，然后开启日用柜惰气进口阀、管道惰气进口阀、泵前阀、泵后阀，将气化后的co2通入日用柜和各节燃料供给管道中，其中当日用柜内压力达到0.2bar时，日用柜安全阀将自动开启，混合气体由日用柜安全阀排出；燃料供给管道内残余燃料与co2混合，开启co2出口阀，由co2出口阀排出。
10、当甲醇燃料舱向日用柜输送甲醇燃料时，开启燃料舱惰气进口阀，此时，若船舶主机运行，船舶主机排放的尾气中的co2经co2捕集单元捕集分离后，co2在风机的增压作用下作为惰气通入到甲醇燃料舱中，当甲醇燃料舱内压力达到0.2bar时，燃料舱安全阀将自动开启，混合气体分别由燃料舱安全阀排出。若船舶主机停止运行，则利用co2驳运泵将co2储罐中的液态co2驳运至海水换热器中换热气化，开启燃料舱惰气进口阀，将气化后的co2通入甲醇燃料舱中，甲醇燃料舱内压力达到0.2bar时，燃料舱安全阀将自动开启，混合气体由燃料舱安全阀排出。
11、当船舶进行检修时，需对整个燃料供应系统进行惰化，利用co2驳运泵将co2储罐中的液态co2驳运至海水换热器中换热气化，开启燃料舱惰气进口阀、日用柜惰气进口阀、管道惰气进口阀、泵前阀、泵后阀，气化后的co2通入甲醇燃料舱、日用柜和各节燃料供给管道中，其中，甲醇燃料舱、日用柜内压力达到0.2bar时，燃料舱安全阀、日用柜安全阀将自动开启，混合气体分别由燃料舱安全阀、日用柜安全阀排出；甲醇燃料舱与日用柜之间管道中的残余燃料被吹至日用柜中；开启co2出口阀，日用柜与船舶主机之间管道中的残余燃料与co2混合，然后经由co2出口阀排出，至此完成惰化。
12、本专利技术的有益效果：
13、1.本专利技术利用船舶脱碳系统捕集的co2作为惰气，进行系统惰化，可无需配置专门的惰性气体发生器，减轻了船舶电网的负担，节省了船舶系统进行惰化的成本。
14、2.在任何工况下，船舶均可得到稳定的惰气供给，船舶正常航行时，利用co2捕集单元捕集分离船舶主机排放的尾气中co2参与惰化。在船舶主机停止运行时，利用co2储罐中的液态co2进行气化，参与惰化。
15、3.本专利技术系统简单，易于实现，具有很高的实用性。
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1.一种甲醇动力船利用脱碳装置的惰化系统，其特征在于：该系统包括甲醇燃料舱(1)、甲醇驳运泵(2)、日用柜(3)、加压泵(4)、燃料温控单元(5)、储罐阀(6)、CO2储罐(7)、燃料舱安全阀(8)、日用柜安全阀(9)、CO2驳运泵(10)、海水换热器(11)、风机(12)、燃料舱惰气进口阀(13)、日用柜惰气进口阀(14)、管道惰气进口阀(15)、泵前阀(16)、泵后阀(17)、CO2出口阀(18)，
2.根据权利要求1中所述的一种甲醇动力船利用脱碳装置的惰化系统，其特征在于：所述燃料舱安全阀(8)、日用柜安全阀(9)设定压力均为0.2bar。
3.根据权利要求1中所述的一种甲醇动力船利用脱碳装置的惰化系统，其特征在于：船舶航行时，船舶主机排放的尾气中的气态CO2由CO2捕集单元捕集后，作为惰气通入到甲醇燃料舱(1)、日用柜(3)中。
4.根据权利要求1中所述的一种甲醇动力船利用脱碳装置的惰化系统，其特征在于：船舶主机停止运行时，CO2储罐(7)储存的液态CO2经气化处理后，作为惰气通入到甲醇燃料舱(1)、日用柜(3)和各节燃料供给管道。p>
5.根据权利要求1中所述的一种甲醇动力船利用脱碳装置的惰化系统，其特征在于：所述甲醇驳运泵(2)位于甲醇燃料舱(1)内，通过管道依次与日用柜(3)、加压泵(4)、燃料温控单元(5)、船舶主机相连，所述甲醇燃料舱(1)顶部设有燃料舱安全阀(8)，所述日用柜(3)顶部设有日用柜安全阀(9)，所述燃料温控单元(5)与船舶主机之间设有CO2出口阀(18)。
...【技术特征摘要】
1.一种甲醇动力船利用脱碳装置的惰化系统，其特征在于：该系统包括甲醇燃料舱(1)、甲醇驳运泵(2)、日用柜(3)、加压泵(4)、燃料温控单元(5)、储罐阀(6)、co2储罐(7)、燃料舱安全阀(8)、日用柜安全阀(9)、co2驳运泵(10)、海水换热器(11)、风机(12)、燃料舱惰气进口阀(13)、日用柜惰气进口阀(14)、管道惰气进口阀(15)、泵前阀(16)、泵后阀(17)、co2出口阀(18)，
2.根据权利要求1中所述的一种甲醇动力船利用脱碳装置的惰化系统，其特征在于：所述燃料舱安全阀(8)、日用柜安全阀(9)设定压力均为0.2bar。
3.根据权利要求1中所述的一种甲醇动力船利用脱碳装置的惰化系统，其特征在于：船舶航行时，船舶主机排放...
【专利技术属性】
技术研发人员：李博洋，李孜健，李会超，邓芳，杨化林，姚文龙，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：
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