MR油船双燃料供气系统的设计和应用

在分析MR油船主机、发电机和锅炉的设备选型基础上,对48500载重吨油船采用的双燃料供气系统的燃气处理系统、辅助系统、安全系统和自动化系统进行研究,提出了一种满足油船低成本、低污染和低能耗要求的设计方法.此设计方法不仅能够实现无硫排放,还能满足TierⅢ排放标准,可以为今后油船供气系统的设计提供借鉴.     

LNG燃料推进散货船的开发技术

近些年,清洁能源已成为主流发展,尤其是液化天然气。文章以散货船为基础,研究双燃料散货船的相关关键技术,通过对规范规则的深入研究和试验论证以及对相关厂商技术的汲取学习,最终完成了双燃料散货船的系统科研工作,针对该项目的8万吨双燃料散货船,已形成了一套完整的设计体系,同时各项指标均达到国际先进水平。     

LNG燃料推进散货船的开发技术

近些年,清洁能源已成为主流发展,尤其是液化天然气。文章以散货船为基础,研究双燃料散货船的相关关键技术,通过对规范规则的深入研究和试验论证以及对相关厂商技术的汲取学习,最终完成了双燃料散货船的系统科研工作,针对该项目的8万吨双燃料散货船,已形成了一套完整的设计体系,同时各项指标均达到国际先进水平。     

船用柴油/天然气双燃料动力系统的控制与特性研究

应用现代电子控制技术, 加装电控单元将船用柴油机改造成柴油/天然气系统。根据柴油机燃油供给系的工作特性,研究开发双燃料动力系统,设计以最少柴油引燃和自动加气至最大替代率的控制策略。通过电控单元完成纯柴油模式和双燃料模式之间的自动切换,实现双燃料动力系统最优控制。性能试验结果表明：柴油/天然气双燃料动力系统在相同工况下运行经济性和排放性明显提高。     

FLNG结构设计关键技术

以某型浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG)为例,对FLNG设计开发过程中遇到的关键技术问题进行研究。针对货物围护系统,提出薄膜型和SPB型2种货物围护系统方案。从船体总强度、船体结构重量、上部模块支撑、围护系统可靠性、围护系统的建造检验及维修、围护系统晃荡、船体结构钢级及加热系统等对2种方案的设计要点进行论证,并比较其优缺点。研究确定了适用于该FLNG的货物围护系统为薄膜型双排舱,并详细考虑了晃荡载荷对货物围护系统的影响,提出解决晃荡载荷的方法。研究成果可为今后开展FLNG设计提供参考,其设计原则及相应的经验可供相关设计人员借鉴。     

基于设计波法的FLNG整船强度评估

本文采用基于设计波法的直接计算法对270 000 m3的浮式液化天然气船FLNG进行整船结构强度评估。根据FLNG具体的结构形式和数值分析的最终目的将该装置的实际结构简化,选用适当类型的单元对该装置的结构进行离散而得到FLNG的整船有限元模型。基于三维势流理论并利用中国南海波浪散布图对FLNG进行水动力分析,得到了FLNG在典型装载工况下的波浪压力分布及设计波参数。通过把FLNG承受的波浪压力、惯性力、静水压力与重力等载荷分布到有限元模型上,得到FLNG在典型装载工况下全船的应力水平、应力分布和变形情况。该数值分析结果可在FLNG的初级设计阶段为船体结构强度分析提供有效分析依据,并为FLNG上部模块的设计开发提供船体变形参考。     

大型FLNG重要技术分析

和开采海底原油一样,在海上深水区开采天然气田需要使用特定的浮式装置,FLNG概念使之从图纸变为现实。以正在开发研究的FLNG为例,介绍了FLNG的基本概念及开发FLNG经历的几个阶段,并具体介绍了转塔系泊系统、LNG卸货方式、LNG工艺技术等主要技术,分析、比较和论证了适用于本FLNG的货物围护系统方案,阐述了LNG液货晃荡压力计算方法和上部模块支墩结构的设计原则,最后总结了FLNG的技术开发的技术特点。本研究成果可以为今后开展FLNG设计提供参考,所提供的设计原则及相应的经验可供相关设计人员借鉴。     

1200 TEU双燃料集装箱船设计

为探索双燃料船舶的设计特点,阐述了1 200 TEU双燃料集装箱船的总体设计特点,详细论述了主尺度选择、线型优化、重量控制、结构轻量化设计和双燃料动力系统的设计.重点研究了LNG燃料围护系统及其关键技术要点,尤其是C型独立燃料罐及连接处的设计和布置.在此基础上,完成了一种双燃料船型的基本设计方案,为以后设计此类船型提供参考.     

轴带发电机对于双燃料船舶的设计影响分析

为充分有效利用主机能源,轴带发电机系统在目前倡导的绿色船舶上的应用已经越来越普遍。轴带发电机本身具备减少滑油消耗、节省费用、改善机舱环境等特点,一直广受船东青睐。文章通过一型双燃料VLEC实船的计算为例,探讨采用轴带发电机对于双燃料推进系统船舶的综合影响,并从船舶运营的经济性和最新碳排放政策要求2个层面来分析探讨轴带发电机作为船用辅助电站的实际作用与效果。研究结果表明:轴带发电机作为船用辅助电站具有显著的优势,双燃料系统的船舶在燃气模式下运营比在燃油模式下运营更加经济、环保。     

基于设计波法的FLNG整船强度评估

本文采用基于设计波法的直接计算法对270 000m3的浮式液化天然气船FLNG进行整船结构强度评估.根据FLNG具体的结构形式和数值分析的最终目的将该装置的实际结构简化,选用适当类型的单元对该装置的结构进行离散而得到FLNG的整船有限元模型.基于三维势流理论并利用中国南海波浪散布图对FLNG进行水动力分析,得到了FLNG在典型装载工况下的波浪压力分布及设计波参数.通过把FLNG承受的波浪压力、惯性力、静水压力与重力等载荷分布到有限元模型上,得到FLNG在典型装载工况下全船的应力水平、应力分布和变形情况.该数值分析结果可在FLNG的初级设计阶段为船体结构强度分析提供有效分析依据,并为FLNG上部模块的设计开发提供船体变形参考.     

LNG船电力推进船型的方案决策

由于无法利用LNG船液货舱内自然蒸发的天然气,传统的采用柴油发电机组作为中心电站的电力推进技术一直无法在大型LNG船上使用。但是随着双燃料发动机的出现,这种局面开始发生变化。对预研中的大型LNG船采用双燃料电力推进技术进行了技术、经济性分析,论证了双燃料电力系统的可行性及电力推进系统的配置情况,以探讨LNG船电力推进船型的特点。     

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。     

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。     

船舶燃油限硫令对机舱设备及系统设计的影响

重点论述国际海事组织颁布的燃油限硫令于2020年1月1日生效后对机舱设备及船厂系统设计的影响,分别针对安装废气清洗系统和不安装废气清洗系统的船舶分析受影响的机舱设备及系统,并对搭载废气清洗系统船舶的试航及取证等展开分析.     

双燃料发动机燃气供给系统设计

随着燃油价格的日益上升及废气排放的环保法规不断细化,采用双燃料发动机作为船舶动力已成为当今新船型开发中关注的焦点。液化天然气(LNG)作为船舶燃料,对减排和环保的贡献及经济实效是无可非议的。采用DF发动机作为双燃料供给系统的探讨基础,结合有关规则规范和相应的设备资料,分析DF发动机的LNG供给系统在设计中应关注的关键点,详细阐述了燃气系统各组成部分的工作原理及机舱内应采取的安全防务措施。     

天然气分段喷射对双燃料发动机性能影响的研究

针对6L190柴油/天然气双燃料发动机,采用天然气分段气态直喷的喷射规律,通过改变其主预喷间隔与预喷量,利用AVL Fire软件对缸内燃烧及排放进行数值模拟研究。结果表明:天然气预喷射能够改善混合气形成质量,缩短主喷射着火滞燃期,降低缸内最大爆发压力和最高燃烧温度,减少NOX排放,优化燃烧,但若要达到良好的预喷射效果,这需要对预喷量和主预喷间隔进行优化调整。间隔角较大时,宜采用较大预喷量;间隔角较小时,预喷量宜减少;间隔角不宜过小,否则效果会适得其反。预喷量固定时,较大的间隔角有利于改善排放;预喷量较小时,排放对间隔角变化相对不敏感。     

船用间冷循环燃气轮机供油规律仿真研究

根据热力系统机理建模的方法建立燃气轮机的完全非线性数学模型,考虑了对燃气轮机系统影响较大的转动惯性、容积惯性及中间冷却器的热惯性,基于Matlab/Simulink对船用间冷循环燃气轮机进行动态性能研究.针对分段线性的供油规律对间冷燃气轮机进行变工况性能仿真,得到间冷燃气轮机在加速过程中的最佳供油规律。     

燃气轮机燃油调节器的建模与仿真研究

应用机理分析的建模方法建立了燃气轮机燃油调节器的数学模型,在Matlab／Simulink仿真平台上构建了相应的计算机仿真模型并对其进行了仿真实验和分析。结果证明此模型能够与实际运行情况很好地吻合,可用于调节器的设计和分析。     

大型双燃料散货船LNG燃气供应系统电气设计

结合全球首艘20万t级纽卡斯尔双燃料散货船设计思路,介绍了燃气供应系统原理,供气系统与燃气用户之间的控制接口,并从气体探测、火警系统、燃气通风系统、紧急关断、船岸应急切断几方面介绍与供气安全相关的电气设计.     

氨和甲醇等燃料供给系统设计对比及仿真

为满足国际海事组织（International Maritime Organization, IMO）对船舶主机COx、SOx和NOx排放的要求,基于MAN主机燃料进机需求,对多种清洁低碳燃料系统的设计进行对比分析。分别针对氨、甲醇和液化石油气（Liquefied Petroleum Gas, LPG）等燃料开展关键问题解决方案对比,并运用计算流体动力学（Computation Fluid Dynamics, CFD）方法对燃料系统回液方式进行仿真。仿真结果显示：在LPG回液管路上设计可调减压元件,能在1.8~2.3 MPa压力区间内实现燃料再利用,有效形成闭式循环回路;当损耗系数K为500~6 500时,供给LPG主机的燃料压力满足5.1~5.5 MPa的要求。对比分析表明,在LPG燃料供给系统上调整供给泵参数和回液损耗系数K,即可使该系统应用于氨燃料供给系统设计中。