双燃料LNG船燃气系统安全性分析——氮气吹洗

介绍双燃料LNG船舶供气系统中的一种重要安全措施——氮气吹洗系统,通过对双燃料主机或发电机内部燃气管的氮气吹洗、燃气阀组(Gas Valve Unit,GVU)与发动机之间燃气管路的氮气吹洗、燃气供给管路的氮气吹洗,达到去除管路和设备内残留天然气的目的,以增强燃气系统的安全性。系统地总结氮气管路的设计、吹洗量的计算、氮气吹洗的程序等,有助于相关人员对氮气吹洗系统的设计研究。     

LNG运输船气试与首次装卸操作的程序

对液化天然气接收站配合液化天然气运输薄膜船进行气试操作的操作步骤进行了重点描述.对液化天然气运输船到达LNG接收站前的低温测试项目中的安全栅氮气充填、液货舱与管线干燥、惰化、物料管线与冷工作程序和应注意的事项进行了介绍,重点描述了液化天然气运输船到达LNG接收站后的物料处理系统测试,为气体测试的关键内容,包括液化天然气运输船与LNG接收站的连接以及紧急关停系统的测试程序具体内容及操作步骤,对净化环节的LNG蒸汽温度、货舱的压力,典型操作程序,应注意的检查项目进行了描述;对冷却阶段的温度指标、操作程序及注意事项进行了描述,对冷却后的装载、海上净化、海上冷却、LNG转移和泵操作、卸载、升温以及最后的惰化和通风操作步骤进行了描述.     

小型LNG运输船货物系统作业流程

着重介绍了小型LNG运输船货物系统的基本作业流程。主要分析了装货前作业:货舱处所干燥、干燥与惰化、充气及预冷;正常装卸货航行作业:装货作业、装货航行、卸货作业及压载航行;卸货进坞前作业:扫舱、暖舱、惰化及驱气。这为各作业流程所对应的管路系统的初始设计明确了需要达到的功能,同时强调了熟悉作业流程对小型LNG运输船货物系统设计的重要性。     

船用LNG供气流程设计仿真和故障分析

在现有液化天然气(LNG)供气流程的基础上,针对功率为960k W的双燃料发动机,设计低压船用LNG供气流程。选取3组LNG组分,对供气流程的设计工况和供气量、增压气量变化工况进行仿真分析,对供气流程中供气控制阀和增压气控制阀发生故障的情况进行仿真分析。结果表明:当供气流程在设计工况下推进时,在选取的各LNG组分下,供气压力、供气控制阀前压力和各换热器热负荷的差别较小;当供气流量变化时,各换热器出口温度反向变化,当供气流量增加时,会发生无法气化增压气,从而导致储罐压力减小的问题,此时可利用备用换热器气化增压气;当增压气流量变化时,各换热器出口温度的变化程度较小;当增压气控制阀发生故障时,供气压力会随储罐压力的增大而增大,通过设置储罐压力、增压气控制阀和供气控制阀联动控制,可稳定供气压力;当供气控制阀发生故障且供气流量变化时,供气压力会发生剧烈变化,此时需及时检修供气控制阀。     

LNG燃料的船对船(STS)加注技术研究

为符合国际海事组织(IMO)越来越严格的排放要求和我国环保政策,将LNG作为船用燃料是一种现实可行的方案。提供安全可行的LNG加注设施和技术方案是确保LNG动力船发展的前提。文章识别了LNG加注船及加注作业的危险源,并提出了"事前预防"和"事后防护"措施。从LNG围护系统、设备和管系,加注对接,预冷、吹扫/惰化、蒸发气管理,控制、监测和报警等方面提出了技术要点,并给出了加注船和受注船兼容性方面的考虑。     

船用LNG供气流程设计仿真和故障分析

船用LNG供气流程的作用是将LNG从储罐输送至双燃料发动机,并在输送过程中将LNG加热气化。在现有LNG供气流程的基础上针对功率为960kW的双燃料发动机设计了低压船用LNG供气流程。选取三组不同的LNG组分,对供气流程在设计工况和供气量、增压气量变化的工况下进行仿真和分析,对流程中供气控制阀和增压气控制阀发生故障的情况下进行仿真和分析。得出了以下结论：当供气流程在设计工况下工作时,选取的不同LNG组分下供气压力、供气控制阀前压力和各换热器热负荷的差别较小;供气流量变化时各个换热器出口温度反向变化,但是当供气流量增加时会发生无法气化增压气从而导致储罐压力下降的问题,此时可以利用备用换热器在供气流量增加的情况下气化增压气;增压气流量变化时各换热器出口温度的变化程度较小;当增压气控制阀发生故障时供气压力会随着储罐压力的增加而增加,通过设置储罐压力、增压气控制阀和供气控制阀联动控制可以稳定供气压力;供气控制阀故障且供气流量变化时,供气压力会发生剧烈变化,此时需及时检修供气控制阀。     

再液化系统在LNG船上的实际应用

LNG船存在的突出问题是LNG吸收外界热量挥发而造成货损,而利用再液化装置将挥发的低温天然气(Boil Off Gas,简称BOG)重新冷凝液化并输送回液货舱是目前LNG船处理BOG的主要方式之一。文中首先介绍了再液化原理及分类;然后对全部再液化系统的设备组成、工作流程及操作模式在LNG船上的应用进行分析;最后,展望了未来LNG船安装再液化系统的应用趋势。     

液舱旋转射流惰化模拟及优化

为探究气体惰化机理，提高惰化过程效率，对卧式椭球状LNG液舱的气体惰化过程进行数值模拟与优化。采用从椭球状液舱端部直流射流、旋转射流和混合射流的进气方式，分析气体射流流场结构和惰化效果，探究不同进气方式对惰化过程影响的机理，并提炼其惰化优化方案。结果表明：在进气流量一定时，旋转射流的惰化效果优于直流射流和混合射流，这是由于旋转射流会产生更大的进气扩张角，可大幅减少惰化死角的存在，有利于在储罐内部形成推移式惰化；旋转射流相对直流射流可节省40.4%氮气量和惰化时间，相对混合射流可节省26.2%氮气量和惰化时间。旋转射流优化方案可减少氮气耗量并节省惰化时间，提高惰化过程效率，具有较高的经济性，对于实际LNG液舱的气体惰化过程具有重要指导意义。     

液化天然气动力船供气系统动态模拟

本文以液化天然气(LNG)动力船供气系统的工作流程为原型，讨论发动机在工况变化时如何设置控制方案，以达到更好的温度控制效果，满足双燃料发动机的工作需求。使用Aspen HYSYS流程模拟软件对该工作流程进行模拟，研究动态模拟时系统的运行情况。针对供气时的工况变化，改变液化天然气的流量，同时供气温度需要稳定在一定范围内，提出两种维持供气温度相对稳定的调节方案：改变热源的供热量或调节加热介质（水乙二醇）的流量，在HYSYS中分别进行动态模拟。改变热水流量时，输气温度可以控制在20℃-32℃；改变水乙二醇流量时，输气温度控制在22℃-28℃。两种调控方式结合的综合方案中，天然气温度也较好稳定在22℃-28℃之间，并且不需要引入其他外加冷源，响应较快，最适合应用于实际系统中。     

甲醇加注系统及其惰化监测设计

针对船舶主机CO_x排放量需满足国际海事组织(IMO)的要求,文章基于甲醇燃料动力系统展开设计和布置分析。具体针对加注系统和惰化监测功能等关键问题方案进行研究,结果显示：采用U型包围式顶平设计可节省主甲板空间和实现自流通断功能。分析表明,在燃料舱上设计PV阀并在其出口管路上设置干燥气吹扫(风速0.5～3.0 m/s)和可燃气体探测,可有效进行燃料舱压控制和惰化监测,并增强了系统的安全性。     

液化天然气运输船再液化装置

简述了液化天然气运输船设置再液化装置的必要性,介绍了再液化装置的类型和原理。然后以氮气膨胀机类型再液化装置在柯蒂斯LNG运输船项目的应用为例,分析总结了氮气膨胀机类型再液化装置的主要设备、工作流程、主要特点,为液化天然气运输船选用再液化装置提供参考。     

一种LNG动力船供气系统双层管的施工工艺

本文介绍了LNG动力船供气系统的相关要求,对双层管设计、建造、检验过程中的一些问题进行了研究,总结了经验,形成具体的现场操作及检验流程,编写了一种LNG动力船供气系统双层管的施工工艺     

基于HYSYS的船用双燃料发动机高压供气系统仿真

采用高压喷射气体燃料的低速二冲程LNG/柴油双燃料发动机对供气系统的供气能力及系统可靠性提出了较高要求,在高压供气系统的初始设计中对设计参数和设备选型等进行校核与评估尤为基础和必要。以针对某25000DWT LNG动力散货船设计的高压供气系统为例,采用油气系统工艺过程仿真软件Aspen HYSYS和换热器仿真单元软件Shell Tube Exchanger对系统在典型负荷下的工艺过程进行仿真,通过仿真值与设计值的对比,对高压供气系统的设计及设备选型进行分析。分析结果表明,高压供气系统的供气能力满足系统的设计要求,LNG高压气化/加热器的选型满足换热能力的要求且具有一定冗余。     

小型LNG船的液货处理流程简介

以28 000 m3 LNG船液货系统为基础,分别对液货舱干燥、惰化、驱气、冷却、装载、满载航行、蒸发气产生、卸载、除液、暖舱、除气和透气等液货处理流程进行简要介绍.     

甲醇供给系统氮气吹扫过程的数值研究

氮气吹扫是甲醇供给系统工作流程中的重要环节,为探究不同氮气压力条件下的氮气吹扫时间(即排净时间)和氮气消耗量,结合均相流模型、标准k-ε湍流模型和VOF(Volume Of Fluid)多相流模型对0.7 MPa、0.9 MPa和1.1 MPa等3种氮气压力工况进行数值研究。通过计算稳态氮气单相工况验证网格无关性,确定网格节点数量为822万个。研究结果表明:排净时间与氮气压力呈线性关系,且随氮气压力的增大而缩短;氮气消耗量与氮气压力呈非线性关系,且随氮气压力的增大而增加。通过函数拟合得到排净时间和氮气消耗量的计算公式,并对比0.8 MPa和1.0 MPa 2种氮气压力工况下的数值计算结果与公式预测结果,发现排净时间的误差均小于0.5%,氮气消耗量的误差均小于2.0%,说明该计算公式是准确的。     

美国成功研制接驳码头系统

美国肋克萨斯州安东尼奥市的TideLands石油及天然气公司，最近成功地研制出一套革命性创新的离岸浮式天然气再气化接驳码头系统，专门在墨西哥湾气油田离岸水域，向承运液化天然气的LNG船供气之用。这套完全创新概念设计思想的码头系统，最近获得美国机械工程学会(ASME)周年大会设立的最佳工程机械成就奖。     

CCS向德国Technolog公司颁发液化天然气罐式集装箱供气系统原理认可证书

正2018年6月5日,中国船级社(CCS)向德国Technolog公司颁发了液化天然气罐式集装箱供气系统原理认可证书,这是CCS首次颁发此类供气系统原理认可证书。Technolog公司Hans-Juergen Voigh总裁高度赞扬了CCS在LNG领域的技术及服务能力,感谢CCS的工作高效与大力支持,并表示相信中国的LNG事业将会有更好的发展,Technolog公司将与CCS并肩携手,取得更多更好的成果。     

液化天然气运输船主推进装置的发展趋势

蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、柴油机和电力推进系统作为液化天然气(LNG)运输船的主推进装置已广泛安装在大型LNG船舶上,通过对各种主推进装置比较和研究分析,展望了今后大型LNG运输船主推进装置的发展趋势。     

瓦锡兰推出新型液化天然气加注和燃料供应系统模拟器

瓦锡兰公司已推出一款新的液化天然气加注和供应系统模拟器(LNG Bunkering&Supply System simulator)。该模拟器通过提高对LNG系统操作员的培训水平,来提升LNG燃动力船舶的安全性。该设计基于瓦锡兰LNGPac和气体阀装置(GVU)技术,还包括用于燃料供应相关的所有辅助系统。该设计还按照海员培训、发证和值班标准(STCW)的要求,用于培训燃气动力船上的船员达到国际使用气体或其他低闪点燃料船舶安全规则(IGF,国际安全规则)所要求的标准。     

槽罐车对LNG双燃料动力船舶充装操作方法

针对国内配套船舶LNG燃料加注的研究尚处于起步阶段,介绍了槽罐车对双燃料船LNG储罐加注操作方法,对船用LNG储罐的吹扫及预冷、首次充液、船用LNG储罐的应用及安全注意事项和应急措施进行了介绍说明,为类似地区槽罐车和气趸船对双燃料船舶加注系统的设计和应用提供参考。