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。     

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。     

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。