基于LPG的船用双燃料供给系统设计

针对某系列VLGC大型运输船,对绿色环保型燃料展开分析,完成全球首例船舶使用液化石油气(LPG)的系统改装设计,使该船主机能使用常规燃油和LPG双燃料驱动。基于LPG研发新增一套供给主机燃料系统,通过研究具体LPG液化、增压、调温、过滤、应急释放、监测、缓冲、控制、减压、吹除、双壁管及其通风等功能配置,提供液化输送的可控和多级安全应急释放保障。该系统突破常规的船用单燃油供给和LNG燃料需汽化后再供给主机模式,实现LPG作为双燃料系统在船舶上首次运用,最终符合DNV GL挪威船级社和IMO国际海事组织要求,在船舶燃料供给系统设计上具有重要意义。     

船用氨燃料供给系统设计和CFD仿真

该文基于氨燃料动力的船舶主机需求，展开液氨加压供给和氨捕捉设计。文中设置三段式增压并具有缓冲罐的供给方式，针对燃料罐形式、阶梯加压、消除管路气阻、惰化防爆以及氨排放捕捉等关键点展开分析和仿真计算。仿真结果显示，燃料回流汇入压力在预设区间内，该设计可实现增压增温后稳定供给主机，且有效实现氨排放的捕捉和处理。系统分析表明：采用半冷半压式燃料罐，结合两级泵和缓冲罐，组成三段式增压，具有可行性和稳定性；而采用水雾喷淋结合吸附器可有效捕捉氨和控制氨排放在22.8 mg/m³内。     

可变比例掺水甲醇燃料供给系统原理性设计

船舶主机排放NO_x需要满足IMO TierⅢ的要求,基于MAN主机给出的甲醇掺水可有效降低排放NO_x的实验数据,设计了淡水掺入甲醇的供给系统。船舶燃料通过设计的甲醇燃料供给单元和淡水供给管路,再经比例混合供给主机。对二级加压加温、比例供给、消除管路气阻、惰化防爆安全等重点问题和关键点展开分析。该设计可实现淡水和甲醇按指定比例混合,压力和温度满足主机使用要求,分析表明,在主机负荷25%时,淡水可实现掺混质量流量比0.8,在主机负荷100%时,淡水可实现掺混质量流量比0.4,并可根据负荷变化实现比例可变。     

满足IGC规则的燃气日用系统应用研究

船双燃料主机和发电机在利用LNG这种清洁能源作为燃料时,能够满足IMO对氮氧化物（NOX）和硫化物（SOX排放的要求,并能够减少二氧化碳（CO2）和颗粒物的排放。如何能够确保安全使用LNG作为燃料是该文对燃气日用系统应用研究的主要目的,也是《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》（IGC规则）的主要要求。文中介绍了某LNG加注船中1台主机和2台发电机共用1套燃气日用系统的设计方案,在IGC规则要求的燃气主阀设计、通风流量计算、危险区设置等方面进行计算研究和分析,总结出满足IGC规则的1个燃气主阀用于多个设备的燃气日用系统的设计要求,优化了系统设计,并满足了IGC规则的安全使用LNG燃料的要求。     

氨燃料散货船的方案设计

结合船舶行业要实现碳达峰、碳中和目标,需寻找替代能源来降低CO₂排放,氨燃料将会是最有希望的替代燃料的形势,分析氨燃料特性,结合散货船设计经验,对氨燃料散货船进行方案设计,提出两种可选的氨燃料散货船燃料舱的布置方案,对氨燃料的储存供给提供初步方案,明确氨燃料泄漏、蒸发、排放问题的处理方法。     

LNG燃料技术在大型汽车运输船上的应用

基于LNG双燃料大型汽车运输船项目的开发介绍了以LNG作为船舶燃料的规范标准和风险评估流程,进一步从ME-GI双燃料主机、LNG燃料舱、燃料供给系统等方面阐述了LNG双燃料大型汽车运输船设计和建造的关键技术,为建造经济、环保、安全的LNG动力船提供了建设性思路。     

船舶新燃料LNG动力系统改装的设计分析

随着国际社会对低碳减排日益重视，液化天然气（liquefied natural gas, LNG）燃料作为目前最重要的过渡清洁能源受到较多关注，已有一些船东开始对船队进行清洁燃料动力改装，但对于大型船舶新燃料动力系统的改装有一定考验与难度。该文以15 000标准箱大型集装箱船LNG动力改装为例，以LNG燃料舱、主机、发电机及锅炉、供气系统、加注系统和辅助系统等为主要研究对象，分析研究新燃料系统改装的一些设计方法，为当下新燃料动力系统的船只改装提供设计方法作为参考。     

船舶LNG低压供储气系统燃料泵控制方法研究

本研究针对船舶双燃料发动机燃料低压供储气系统的燃料泵控制,提出一种改进后的PID调节算法的控制算法,满足各工况下双燃料发动机供气压力及流量要求。在样机台架试验过程中,对比经典PID控制方法和该算法控制的燃料泵后端压力等,该方法输液稳定,确保缓冲罐压力平稳,控制精度高,反应时间快,超调量小。     

LPG燃料罐用钢VL4-4的成分和性能研究

为了保证LPG燃料罐罐体在低温高压环境下的稳定性和安全性,对LPG燃料罐用钢的化学成分进行设计并详细分析了母材组织特征和力学性能,重点研究了钢板焊接工艺和焊接接头的组织及性能.结果表明:LPG燃料罐钢板VL 4-4低温钢板冲击韧性优异,-60～-100℃低温冲击功>250 J,无塑性转变温度(NDTT)值≤-100℃,焊接接头强韧性良好,钢板综合性能优异,完全满足LPG燃料罐建造要求.     

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。     

船用低速柴油机燃油系统喷油特性的改进

船用低速柴油机双阀电控燃油系统的实测结果表明，系统喷油压力峰值偏高，且波动幅度较大。为解决这一现象带来的不利影响，搭建了系统的AMESim仿真模型，并在循环喷油量和喷油压力两方面验证了模型的准确性。基于验证后的模型，针对系统的喷油特性开展了结构改进设计。结果表明，当高压油管直径为8mm，增压控制阀流通能力为80L/min时，在轨压为26MPa、28MPa以及30MPa的工况下，系统喷油压力波动幅度分别从88.71MPa、91.01MPa、93.45MPa降低到了14.72MPa、14.52MPa和14.31MPa，同时，不同工况下喷油规律曲线上的畸变均消失，且循环喷油量有所增加，系统喷油特性得到明显改善。     

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。     

双燃料发电机在FLNG上的应用

浮式液化天然气生产储卸装置FLNG目前越来越受到各大能源公司和国家的关注,作为新出现的产品,其应用和相关规范还处在不断研究完善和发展阶段。该装置的动力核心是双燃料发电机组,其燃气系统设计和其他相关系统的应用与传统柴油机有很大不同。文中以国内首个FLNG项目使用双燃料发电机为例,介绍并分析双燃料发电机主要系统特点和设计要求。     

船舶燃料稳压过滤供应系统的设计

对船舶燃料的稳定清洁供应进行研究,设计一种船舶燃料稳压过滤供应系统。燃料过滤供应系统可有效过滤杂质,改善燃料品质。燃料稳压供应舱可在舱内实现压力调节,保证燃料供应压力稳定。结合两者优点的船舶燃料稳压过滤供应系统可确保船舶发动机的良好运转,具有较高的实际应用价值。     

An investigation of the performance of an electronic in-line pump system for diesel engines

WIT Electronic Fuel System Co., Ltd. has developed a new fuel injector, the Electronic In-line Pump （EIP） system, designed to meet China＇s diesel engine emission and fuel economy regulations. It can be used on marine diesel engines and commercial vehicle engines through different EIP systems. A numerical model of the EIP system was built in the AMESim environment for the purpose of creating a design tool for engine application and system optimization. The model was used to predict key injection characteristics under different operating conditions, such as injection pressure, injection rate, and injection duration. To validate these predictions, experimental tests were conducted under the conditions that were modeled. The results were quite encouraging and in agreement with model predictions. Additional experiments were conducted to study the injection characteristics of the EIP system. These results show that injection pressure and injection quantity are insensitive to injection timing variations, this is due to the design of the constant velocity cam profile. Finally, injection quantity and pressure vs. pulse width at different cam speeds are presented, an important injection characteristic for EIP system calibration.     

Pe=3．0MPa柴油机工作过程组织研究

针对230单缸机进进Pe=3.0MPa工作过程组织的研究.采用高压缩比、低压力升高比的工作过程组织方式,通过工作过程计算、油气室匹配三维CFD计算、多方案对比试验等多种研究手段对工作过程影响参数进行分析研究,并在230单缸机试验中得到了和计算分析相一致的结果:230单缸机上达到了预期的性能指标,实现了近似定压过程,压力升高比控制在1.3.     

中小型LNG动力船舶燃料系统配置

基于某型液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）动力拖船实践经验，从燃料储存系统、燃料供应系统、燃料加热系统、燃料透气管路系统、燃料监控系统和燃料安全系统等方面对中小型LNG动力船舶燃料系统进行分析，实现中小型LNG动力船舶燃料系统的灵活配置，可为中小型LNG动力船舶设计提供参考。     

79800DWT双燃料动力散货船气体燃料系统研究

由于天然气属于高危易燃气体,因此对于双燃料动力船舶在使用LNG燃料的过程中的安全问题成为一个特别重要的问题,本文从安全角度出发,分别从气体燃料储存设计、气体燃料供应系统设计、气体燃料充装设计、通风系统设计、消防系统设计、LNG监测报警系统来介绍9800DWT双燃料动力散货船的气体燃料系统设计,希望可以为此类系统的设计和使用提供参考。     

燃油系统供油单元的配置研究

为了降低营运成本,越来越多的船舶柴油发电机燃用低质燃油(重油),已成为船舶建造发展趋势;而针对主辅机在航行中的不同运行工况和要求,燃油系统在设计中应如何合理配置供油单元,主辅机是共用一套还是各用一套,就此作了分析与研究。     

燃料电池船舶复合供能系统控制策略设计与仿真

针对燃料电池船舶复合供能系统中的燃料电池功率波动问题和储能单元电池荷电状态（State of Charge,SOC）极端分化问题,依据系统拓扑结构,提出基于负载功率频率分解与模糊逻辑控制法相结合的复合供能系统控制策略设计。采用实例仿真验证该设计的优势。结果表明,该设计可有效保持燃料电池输出功率平滑,对储能单元SOC具有良好的均衡控制效果。