一种船用发动机的LPG供应系统及其供应方法与流程

一种船用发动机的lpg供应系统及其供应方法
技术领域
1.本发明涉及船舶lpg(液化石油气)供应技术领域，具体地，涉及一种船用发动机的lpg供应系统及其供应方法。


背景技术：

2.lpg是一种新型的船舶燃料，相对于常规燃油，其具有减少碳排放的特点，主要适用于作为lpg运输船舶的替代燃料。但是，常规的lpg供应系统，通常存在如下技术问题：
3.采用一级增压方式，对泵的扬程要求较高，增压泵的可靠性较低；
4.采用一级增压方式，主机回流的lpg只能回流到lpg储罐中，对储罐内lpg带来滑油等污染物；
5.不能将发动机lpg模式结束后管路吹扫出来的lpg进行收集再利用，lpg蒸汽排放量较大，对环境带来较大的污染。


技术实现要素：

6.本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种船用发动机的lpg供应系统及其供应方法。
7.本发明是通过以下技术方案实现的。
8.根据本发明的一个方面，提供了一种船用发动机的lpg供应系统，包括：lpg储罐、一级lpg泵、二级lpg泵、第一lpg换热器、阀组单元、第二lpg换热器以及lpg收集罐；其中：
9.所述lpg储罐、所述一级lpg泵、所述二级lpg泵、所述第一lpg换热器的进出口端依次连接后，通过所述阀组单元与lgip发动机的进口端连接；所述lgip发动机的出口端通过所述阀组单元与所述第二lpg换热器的进口端连接；所述第二lpg换热器的出口端连接至所述二级lpg泵进口端的管线上；所述lpg收集罐连接在所述第二lpg换热器进口端和出口端的管线上；
10.所述一级lpg泵和所述二级lpg泵对输出的lpg进行两级加压，并经过所述第一lpg换热器进行加热或冷却后，输出至所述lgip发动机；所述阀组单元将所述lgip发动机回流的lpg分为两路；其中一路lpg经过所述第二lpg换热器进行冷却后回流至所述二级lpg泵的进口端，另一路lpg回流至所述lpg收集罐内，再从所述lpg收集罐回流至所述二级lpg泵的进口端。
11.可选地，所述一级lpg泵的输出压力范围为18～25barg；所述一级lpg泵的输出压力通过所述一级lpg泵变频控制和/或旁通回流控制。
12.可选地，所述二级lpg泵的输出压力为50～60barg；所述二级lpg泵的输出压力通过所述二级lpg泵变频控制和/或旁通回流控制。
13.可选地，所述第一lpg换热器将lpg加热或冷却至25～50℃。
14.可选地，所述第二lpg换热器将lpg加热或冷却至小于45℃。
15.可选地，所述阀组单元与所述第二lpg换热器的进口端之间的管线上设有lpg回流
阀；所述lpg换热器的进口端与所述lpg收集罐之间的管线上设有lpg收集阀；所述lpg换热器的出口端与所述lpg收集罐之间的管线上设有lpg输出阀。
16.可选地，所述lpg收集罐上还连接有氮气供应管线，所述氮气供应管线通过氮气供应阀的控制，用于向所述lpg收集罐供应氮气，使得所述lpg收集罐的压力维持在设定压力范围内。
17.可选地，所述氮气供应管线向所述lpg收集罐供应氮气的压力范围为18～32barg。
18.可选地，所述lpg收集罐还连接有lpg泄放管线，所述lpg泄放管线通过lpg泄放阀的控制，用于对所述lpg收集罐内的lpg进行泄放，以避免所述lpg收集罐内超压。
19.根据本发明的另一个方面，提供了一种上述任一项所述的船用发动机的lpg供应系统的lpg供应方法，包括：
20.将lpg存储在所述lpg储罐内；
21.控制输出lpg，并依次经过所述一级lpg泵和所述二级lpg泵进行两级加压，得到设定压力范围内的lpg；
22.将所述设定压力范围内的lpg经过所述第一lpg换热器进行加热或冷却，得到设定温度范围内的lpg，并输出至lgip发动机使用；
23.所述lgip发动机回流的lpg经过所述阀组单元后分为两路，其中，所述lgip发动机在lpg模式运行过程中，回流的lpg经过所述第二lpg换热器进行冷却后输送至所述二级lpg泵的进口端，对lpg进行循环使用；所述lgip发动机在lpg模式结束时，被吹扫出的lpg回流至所述lpg收集罐内，再从所述lpg收集罐回流至所述二级lpg泵(3)的进口端；
24.重复上述过程，对lpg进行循环供应。
25.由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下至少一项的有益效果：
26.本发明提供的船用发动机的lpg供应系统及其供应方法，解决了lgip型双燃料发动机在lpg模式下运行时lpg燃料的持续、稳定供应的问题，结合对lpg流量、压力、温度等的控制，能够满足发动机对lpg燃料的供应需求。
27.本发明提供的船用发动机的lpg供应系统及其供应方法，能够使得lgip发动机在lpg模式运行时回流lpg和lpg模式运行结束后吹扫时对lpg进行回收处理，避免了lpg被大量泄放到环境中，减小了对环境的污染。
28.本发明提供的船用发动机的lpg供应系统及其供应方法，采用两级泵串联的方式，可以极大的减小每级泵分别的扬程，降低了lpg泵选型要求。同时，采用回流lpg回到二级lpg泵进口的方法，避免了lpg回流进lpg储罐，对储罐内lpg带来滑油等污染物。
29.本发明提供的船用发动机的lpg供应系统及其供应方法，设置lpg收集罐，可以实现对发动机吹扫过程中的lpg和氮气进行回收和分离，减少了lpg不必要的泄放和环境污染。
附图说明
30.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
31.图1为本发明一优选实施例中船用发动机的lpg供应系统的整体结构示意图。
32.图中：1为lpg储罐，2为一级lpg泵，3为二级lpg泵，4为第一lpg换热器，5为阀组单元，6为lgip发动机，7为第二lpg换热器，8为lpg输出阀，9为lpg回流阀，10为lpg收集阀，11为lpg收集罐，12为氮气供应阀，13为lpg泄放阀。
具体实施方式
33.下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
34.本发明一实施例提供了一种船用发动机的lpg供应系统，该系统用于为lgip型双燃料发动机供应满足温度、压力要求的lpg燃料。
35.如图1所示，该实施例提供的船用发动机的lpg供应系统，可以包括：lpg储罐1、一级lpg泵2、二级lpg泵3、第一lpg换热器4、阀组单元5、第二lpg换热器7以及lpg收集罐11；其中：
36.lpg储罐1、一级lpg泵2、二级lpg泵3、第一lpg换热器4的进出口端依次连接后，通过阀组单元5与lgip发动机6的进口端连接；lgip发动机6的出口端通过阀组单元5与第二lpg换热器7的进口端连接；第二lpg换热器7的出口端连接至二级lpg泵3进口端的管线上；lpg收集罐11连接在第二lpg换热器7进口端和出口端的管线上；
37.一级lpg泵2和二级lpg泵3对输出的lpg进行两级加压，并经过第一lpg换热器4进行加热或冷却后，输出至lgip发动机6；阀组单元5将lgip发动机6回流的lpg分为两路；其中一路lpg经过第二lpg换热器7进行冷却后回流至二级lpg泵3的进口端，另一路lpg回流至lpg收集罐11内，再从lpg收集罐11回流至二级lpg泵3的进口端。
38.在一优选实施例中，一级lpg泵2的输出压力范围为18～25barg；一级lpg泵2的输出压力通过一级lpg泵2变频控制和/或旁通回流控制，用于控制lpg流量。
39.在一优选实施例中，二级lpg泵3的输出压力为50～60barg；二级lpg泵3的输出压力通过二级lpg泵3变频控制和/或旁通回流控制。
40.在一优选实施例中，第一lpg换热器4将lpg加热或冷却至25～50℃。
41.在一优选实施例中，第二lpg换热器7将lpg加热或冷却至小于45℃。
42.在一优选实施例中，阀组单元5与第二lpg换热器7的进口端之间的管线上设有lpg回流阀9；lpg换热器7的进口端与lpg收集罐11之间的管线上设有lpg收集阀10；lpg换热器7的出口端与lpg收集罐11之间的管线上设有lpg输出阀8。
43.在一优选实施例中，lpg收集罐11上还连接有氮气供应管线，氮气供应管线通过氮气供应阀12的控制，用于向lpg收集罐11供应氮气，使得lpg收集罐11的压力维持在设定压力范围内。
44.在一优选实施例中，氮气供应管线向lpg收集罐11供应氮气的压力范围为18～32barg。
45.在一优选实施例中，lpg收集罐11还连接有lpg泄放管线，lpg泄放管线通过lpg泄放阀13的控制，用于对lpg收集罐11内的lpg进行泄放，以避免lpg收集罐11内超压。
46.本发明一实施例还提供了一种上述任一项船用发动机的lpg供应系统的lpg供应
方法，可以包括：
47.s1，将lpg存储在lpg储罐1内；
48.s2，控制输出lpg，并依次经过一级lpg泵2和二级lpg泵3进行两级加压，得到设定压力范围内的lpg；
49.s3，将设定压力范围内的lpg经过第一lpg换热器4进行加热或冷却，得到设定温度范围内的lpg，并输出至lgip发动机6使用；
50.s4，lgip发动机6回流的lpg经过阀组单元5后分为两路，其中，lgip发动机在lpg模式运行过程中，回流的lpg经过第二lpg换热器7进行冷却后输送至二级lpg泵3的进口端，对lpg进行循环使用；lgip发动机在lpg模式结束时，被吹扫出的lpg回流至lpg收集罐11内，再从lpg收集罐11回流至二级lpg泵3的进口端；
51.s5，重复上述过程，对lpg进行循环供应。
52.需要说明的是，本发明提供的方法中的步骤，可以利用系统中对应的部件予以实现，本领域技术人员可以参照系统的技术方案实现方法的步骤流程，即，系统中的实施例可理解为实现方法的优选例，在此不予赘述。
53.在本发明部分实施例中：
54.lpg燃料存储于lpg储罐内，经一级lpg泵增压后输送至二级lpg泵，再经二级lpg泵进一步加压后输送第一lpg换热器，lpg被第一lpg换热器加热或冷却后进一步输送至阀组单元，最后输送至lgip型发动机作为燃料使用。
55.一级lpg泵的输出压力为18～25barg范围内，该压力依靠一级lpg泵变频控制或旁通回流控制或二者同时控制。
56.二级lpg泵的输出压力应控制在53barg左右，该压力依靠二级lpg泵变频控制或旁通回流控制或二者同时控制。
57.第一lpg换热器将lpg加热或冷却至25～50℃。
58.该供应系统设置了lpg回流管路，包括：第二lpg换热器、lpg收集罐、lpg回流阀和lpg收集阀。lgip发动机在lpg模式运行时，回流的lpg经lpg回流阀后被第二lpg换热器冷却后输送至二级lpg泵前端；lgip发动机在lpg模式运行结束时，被吹扫出的lpg经lpg收集阀后回流至lpg收集罐内。
59.lpg收集罐除设置有安装了lpg收集阀的lpg收集管线外，还设置有lpg输出管线、氮气供应管线和lpg泄放管线。
60.lpg输出管线设置有lpg输出阀，并将输出的lpg供应至二级lpg泵进口管线。
61.氮气供应管线设置有氮气供应阀，该管线为lpg收集罐供应18～32barg的氮气，将lpg收集罐维持在一定的压力范围。
62.lpg泄放管线设置有lpg泄放阀，lpg泄放阀可以是安全阀或者开关阀，也可以是二者同时配置，用于防止lpg收集罐内超压。
63.本发明上述实施例提供的船用发动机的lpg供应系统及其供应方法，应用与船舶的lpg供应中，为lgip型双燃料发动机供应满足温度、压力要求的lpg燃料。lpg存储在lpg储罐内，经一级lpg泵加压到18-25barg后输送到二级lpg泵，再由二级lpg泵加压到53barg左右后经由第一lpg换热器加热到25～50℃，然后lpg经阀组单元后输送至发动机使用。lpg发动机回流的lpg经阀组单元后分为两路，一路经第二lpg换热器冷却后回流至二级lpg泵进
口，另一路回流至lpg收集罐内，再从lpg收集罐回流至二级lpg泵进口。
64.本发明上述实施例提供的船用发动机的lpg供应系统及其供应方法，解决了lgip型双燃料发动机在lpg模式下运行时lpg燃料的持续、稳定供应的问题，结合对lpg流量、压力、温度等的控制，能够满足发动机对lpg燃料的供应需求；能够使得lgip发动机在lpg模式运行时回流lpg和lpg模式运行结束后吹扫时对lpg进行回收处理，避免了lpg被大量泄放到环境中，减小了对环境的污染。
65.本发明上述实施例中未尽事宜均为本领域公知技术。
66.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

技术特征：
1.一种船用发动机的lpg供应系统，其特征在于，包括：lpg储罐(1)、一级lpg泵(2)、二级lpg泵(3)、第一lpg换热器(4)、阀组单元(5)、第二lpg换热器(7)以及lpg收集罐(11)；其中：所述lpg储罐(1)、所述一级lpg泵(2)、所述二级lpg泵(3)、所述第一lpg换热器(4)的进出口端依次连接后，通过所述阀组单元(5)与lgip发动机(6)的进口端连接；所述lgip发动机(6)的出口端通过所述阀组单元(5)与所述第二lpg换热器(7)的进口端连接；所述第二lpg换热器(7)的出口端连接至所述二级lpg泵(3)进口端的管线上；所述lpg收集罐(11)连接在所述第二lpg换热器(7)进口端和出口端的管线上；所述一级lpg泵(2)和所述二级lpg泵(3)对输出的lpg进行两级加压，并经过所述第一lpg换热器(4)进行加热或冷却后，输出至所述lgip发动机(6)；所述阀组单元(5)将所述lgip发动机(6)回流的lpg分为两路；其中一路lpg经过所述第二lpg换热器(7)进行冷却后回流至所述二级lpg泵(3)的进口端，另一路lpg回流至所述lpg收集罐(11)内，再从所述lpg收集罐(11)回流至所述二级lpg泵(3)的进口端。2.根据权利要求1所述的船用发动机的lpg供应系统，其特征在于，所述一级lpg泵(2)的输出压力范围为18～25barg；所述一级lpg泵(2)的输出压力通过所述一级lpg泵(2)变频控制和/或旁通回流控制。3.根据权利要求1所述的船用发动机的lpg供应系统，其特征在于，所述二级lpg泵(3)的输出压力为50～60barg；所述二级lpg泵(3)的输出压力通过所述二级lpg泵(3)变频控制和/或旁通回流控制。4.根据权利要求1所述的船用发动机的lpg供应系统，其特征在于，所述第一lpg换热器(4)将lpg加热或冷却至25～50℃。5.根据权利要求1所述的船用发动机的lpg供应系统，其特征在于，所述第二lpg换热器(7)将lpg加热或冷却至小于45℃。6.根据权利要求1所述的船用发动机的lpg供应系统，其特征在于，所述阀组单元(5)与所述第二lpg换热器(7)的进口端之间的管线上设有lpg回流阀(9)；所述lpg换热器(7)的进口端与所述lpg收集罐(11)之间的管线上设有lpg收集阀(10)；所述lpg换热器(7)的出口端与所述lpg收集罐(11)之间的管线上设有lpg输出阀(8)。7.根据权利要求1所述的船用发动机的lpg供应系统，其特征在于，所述lpg收集罐(11)上还连接有氮气供应管线，所述氮气供应管线通过氮气供应阀(12)的控制，用于向所述lpg收集罐(11)供应氮气，使得所述lpg收集罐(11)的压力维持在设定压力范围内。8.根据权利要求7所述的船用发动机的lpg供应系统，其特征在于，所述氮气供应管线向所述lpg收集罐(11)供应氮气的压力范围为18～32barg。9.根据权利要求1所述的船用发动机的lpg供应系统，其特征在于，所述lpg收集罐(11)还连接有lpg泄放管线，所述lpg泄放管线通过lpg泄放阀(13)的控制，用于对所述lpg收集罐(11)内的lpg和氮气进行泄放，以避免所述lpg收集罐(11)内超压。10.一种权利要求1-9中任一项所述的船用发动机的lpg供应系统的lpg供应方法，其特征在于，包括：将lpg存储在所述lpg储罐(1)内；控制输出lpg，并依次经过所述一级lpg泵(2)和所述二级lpg泵(3)进行两级加压，得到
设定压力范围内的lpg；将所述设定压力范围内的lpg经过所述第一lpg换热器(4)进行加热或冷却，得到设定温度范围内的lpg，并输出至lgip发动机(6)使用；所述lgip发动机(6)回流的lpg经过所述阀组单元(5)后分为两路，其中，所述lgip发动机在lpg模式运行过程中，回流的lpg经过所述第二lpg换热器(7)进行冷却后输送至所述二级lpg泵(3)的进口端，对lpg进行循环使用；所述lgip发动机在lpg模式结束时，被吹扫出的lpg回流至所述lpg收集罐(11)内，再从所述lpg收集罐(11)回流至所述二级lpg泵(3)的进口端；重复上述过程，对lpg进行循环供应。

技术总结
本发明提供了一种船用发动机的LPG供应系统及其供应方法，包括：LPG储罐、一级LPG泵、二级LPG泵、第一LPG换热器、阀组单元、第二LPG换热器以及LPG收集罐；LPG储罐、一级LPG泵、二级LPG泵、第一LPG换热器的进出口端依次连接后，通过阀组单元与LGIP发动机的进口端连接；LGIP发动机的出口端通过阀组单元与第二LPG换热器的进口端连接；第二LPG换热器的出口端连接至二级LPG泵进口端的管线上；LPG收集罐连接在第二LPG换热器进口端和出口端的管线上，形成LPG回流管路。本发明能够满足发动机对LPG燃料的供应需求，同时在LPG模式运行时和结束后对LPG进行回流处理，减小对环境的污染。减小对环境的污染。减小对环境的污染。


技术研发人员：邹盛 徐斌 陈江龙
受保护的技术使用者：沪东重机有限公司
技术研发日：2023.02.28
技术公布日：2023/6/26