非LNG预冷船舶燃气首次加注方法 |
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| 申请号 | CN201710385626.2 | 申请日 | 2017-05-26 | 公开(公告)号 | CN107023748A | 公开(公告)日 | 2017-08-08 |
| 申请人 | 江南造船(集团)有限责任公司; | 发明人 | 马杰; 杨万博; 张成友; 梁小军; 虞谦; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种非LNG预冷 船舶 燃气首次加注方法，船舶上有燃气罐，包括 泵 池和液体 气化 器，所述加注方法包括以下步骤：S1、冷罐，将液氮注入液体气化器，液体气化器将液氮气 化成 ‑160~‑150℃的氮气，氮气通过管道进入燃气罐内进行冷罐；S2、吹扫，将LNG注入液体气化器，液体气化器将LNG气化成NG气体，NG气体通过管道进入燃气罐内进行吹扫，吹除燃气罐内的氮气；S3、加注，将LNG注入泵池，然后通过管道驳运至燃气罐内进行加注。本发明操作简单有效，能减少NG气体在操作过程中的排放，安全环保，避免浪费资源，不需要停靠岸站。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种非LNG预冷船舶燃气首次加注方法，船舶上有燃气罐，其特征在于：包括泵池和液体气化器，所述加注方法包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 非LNG预冷船舶燃气首次加注方法技术领域[0001] 本发明涉及船舶燃气首次加注领域，尤其一种非LNG预冷船舶燃气首次加注方法。 背景技术[0002] 液化天然气(liquefied natural gas,简称LNG)在常压下的温度为-165℃。通常，LNG船舶和使用LNG作为燃气的船舶均有储存LNG的液罐，其LNG维护系统的设计温度一般为-165℃。在设计阶段，液罐和相应的液相、气相管系均根据设计压力进行应力计算分析，以免在正常工作状态和受到冷冲击时应力过大而造成破坏，因此在船舶燃气首次加注过程当中最关键的流程就是冷罐。 [0003] 一般情况下，LNG船的LNG储存罐兼做燃气罐，在船舶气体试航期间已经将LNG储存罐进行了预冷和加注，燃气加注不需要单独进行，且LNG船首次加注一般停靠标准岸站，岸站有回气处理功能，因此大大减少了天然气(natural gas，简称NG)向大气的排放量。其他非LNG船舶，如船舶为散货船、集装箱船、原油油船和化学品运输船等船舶以LNG作为燃气来推进时必须增加单独的液罐作为燃气罐，因此在建造完成后必须针对燃气加注单独进行气体试航。 [0004] 非LNG船舶的首次加注目前有两种方式： [0005] 一、通过停靠岸站进行燃气首次加注，其不足之处是：(1)国内外具有船舶燃气首次加注资质的岸站数量较少；(2)船舶燃气首次加注需要花费的时间较长，受岸站档期限制很难被岸站接受；(3)燃气罐的容量较小，停靠岸站进行首次加注的加注成本较高。 [0006] 二、不停靠岸站而直接使用LNG进行冷罐后进行加注，其不足之处是：操作时会长时间向大气中排放大量的NG气体，同时此操作对加注场地周围环境要求极高。在不停靠岸站的前提下使用液氮相比使用LNG进行冷罐在安全和环保上都有明显的优势，但是受制于燃气罐及其维护系统的设计温度只有-165℃，不能直接进行液氮喷淋冷罐。 发明内容[0009] S1、冷罐，将液氮注入液体气化器，液体气化器将液氮气化成-160～-150℃的氮气，氮气通过管道进入燃气罐内进行冷罐； [0010] S2、吹扫，将LNG注入液体气化器，液体气化器将LNG气化成NG气体，NG气体通过管道进入燃气罐内进行吹扫，吹除燃气罐内的氮气； [0011] S3、加注，将LNG注入泵池，然后通过管道驳运至燃气罐内进行加注。 [0012] 优选地，所述燃气罐内设有检测燃气罐顶部温度的第一传感器和检测底部温度的第二传感器；在S1中，当第一传感器检测温度在-105～-95℃之间，且第二传感器检测温度在-145～-135℃之间时，冷罐完成。 [0013] 优选地，所述燃气罐内设有检测燃气罐顶部甲烷浓度的第一探测仪、检测中部甲烷浓度的第二探测仪和检测底部甲烷浓度的第三探测仪；在S2中，当所有甲烷探测仪检测到的甲烷浓度均大于等于98％时，吹扫完成。 [0014] 优选地，在S1之前先将需要使用的管路进行检查、清理杂质。 [0015] 优选地，在S2中，吹扫时，NG气体从燃气罐的上部进入燃气罐。 [0016] 优选地，所述液氮装在液氮槽车中。 [0017] 优选地，所述LNG装在LNG槽车中。 [0018] 进一步地，在S2中，LNG槽车中的LNG先经过增压气化器增压，再注入液体气化器；在S3中，LNG槽车中的LNG先经过增压气化器增压再注入泵池。 [0019] 如上所述，本发明非LNG预冷船舶燃气首次加注方法，具有以下有益效果： [0020] 本发明使用惰性气体氮气进行冷罐，然后用NG气体对燃气罐中的氮气进行吹扫置换，最终将LNG加注在燃气罐中，操作简单有效。本发明中的液氮是经过气化后通过相关管路进入燃气罐的，能有效避免液氮与燃气罐和相关管路直接接触。本发明是通过NG气体置换氮气，氮气为无毒无害的气体，其排入大气不会污染环境，有效减少了NG气体在操作过程中的排放，安全环保，避免浪费资源。本发明还减小了非LNG船舶燃气首次加注对岸站的依赖，实用性更好。附图说明 [0021] 图1为本发明的设备布置示意图。 [0022] 图2为本发明中冷罐步骤的示意简图。 [0023] 图3为本发明中吹扫步骤的示意简图。 [0024] 图4为本发明中加注步骤的示意简图。 [0025] 图中： [0026] 1 燃气罐 2 泵池 [0027] 3 液体气化器 4 氮气槽车 [0028] 5 LNG槽车 11 喷淋口 [0029] 51 增压气化器 6 连接软管 [0030] 12 排口 具体实施方式[0031] 说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。 [0032] 参考图1，本发明为一种非LNG预冷船舶燃气首次加注方法，本方法所应用的的船舶为非LNG船舶，因此其需要单独的燃气罐1，本方法在使用时需要泵池2和液体气化器3，所述加注方法包括以下步骤： [0033] 一、干燥和惰化 [0034] 参考图1，本方法对燃气罐1进行加注时需要使用多条管路，因此先将需要使用的管路进行检查、清理杂质。所述管路包括设置在岸边的管路和船舶上的管路，岸边的管路和船舶上的管路通过连接软管6相连接，具体操作时：将管路根据需要与泵池2、液体气化器3以及燃气罐1连接好，每条管路上分别设置阀件，图1中的箭头方向即为气体或液体的流动方向。检查时所有截止阀根据需要开启和关闭，确保所有管路被检查到。检查时，向管路中通干燥的氮气，氮气通过管路进入燃气罐1，并通过燃气罐1的排口12排出，通过吹气的方式将管路和燃气罐中的杂质吹出管路；因为氮气是惰性气体，通氮气对管路和燃气罐起到干燥和惰化的作用。所有管路检查好后准备冷罐。本实施例中是排口12连有两条管路，一条设置在燃气罐1的顶部，另一条设置在燃气罐1的底部，两条管路上设有阀件，根据需要开闭。本步骤氮气对燃气罐1的干燥和惰化参考图2中的箭头所示。 [0035] 二、冷罐 [0036] 结合图1和图2，将液氮(LN2)注入液体气化器3，因为液氮温度为-196℃，其温度低于燃气罐1的设计温度，因此不能直接注入燃气罐1，需要将其气化升温，因此通过液体气化器3将液氮气化成-160～-150℃的氮气，氮气通过管道进入燃气罐1内进行冷罐。 [0037] 本发明中的液体气化器3是多个气化器组合而成，通过液体气化器3提高氮气的温度，防止液氮与燃气罐及其维护系统直接接触；本液体气化器3可以根据燃气罐1对冷量的需求进行自由组合，确保工作的顺利进行。 [0038] 图2为本步骤的示意简图，其中液氮装在液氮槽车4中，根据国标，液氮槽车4上自身带有自增压系统，所以可以将液氮直接注入液体气化器3；液氮如图2中箭头所示的方向进入燃气罐1。在冷罐过程中，氮气进入燃气罐1后会逐渐充满整个罐体，燃气罐1中的氮气通过燃气罐排口12排出，此时所述排口12与燃气罐顶部的管路连通。冷罐过程中注意控制进入燃气罐1的低温氮气温度，保证燃气罐1钢板温降梯度在钢板材料能承受的安全范围内；而且冷罐时的温度可以呈阶梯式降低，具体通过液体气化器3前的管道阀件来控制。本实施例中的燃气罐内设有检测燃气罐顶部温度的第一传感器和检测底部温度的第二传感器；当第一传感器检测温度在-105～-95℃之间，且第二传感器检测温度在-145～-135℃之间时，冷罐完成。因为液氮是无色无味的惰性气体，而且温度低于燃气罐1的设计温度，因此选用液氮进行冷罐。 [0039] 三、吹扫 [0040] 结合图1和图3，将LNG注入液体气化器3，液体气化器3将LNG气化成NG气体，NG气体通过管道进入燃气罐1内进行吹扫置换，吹除燃气罐1内的氮气，为后续加注做好准备。图3为本步骤的示意简图，其中LNG装在LNG槽车5中，根据国标，LNG槽车5上不能设有自增压系统，因此在为了让其有效导出，需要先将LNG槽车5中的部分LNG经过增压气化器51进行增压，增压后的LNG再回流到LNG槽车5中(如图3中箭头方向所示)，进而能够让LNG有效导出进入液体气化器3。 [0041] 在本步骤中，为了及时确定燃气罐1已经吹扫达标，避免NG气体外泄，本方法中的燃气罐1内设有检测燃气罐顶部甲烷浓度的第一探测仪、检测中部甲烷浓度的第二探测仪和检测底部甲烷浓度的第三探测仪，在吹扫过程中，当所有甲烷探测仪检测到的甲烷浓度均大于等于98％时，说明吹扫已经达标，吹扫完成。本实施例通过对燃气罐1内部的上中下三个区域进行检测，能够有效确保检测的准确性。要说明的是，LNG的主要成分是甲烷，因此，只要甲烷的浓度达标即可表明LNG浓度达标，此为业内的公知常识，不作进一步说明。 [0042] 因为氮气的密度大于NG气体的密度，NG气体进入燃气罐1之前，氮气会汇集在燃气罐1的底部区域，如果NG气体从底部进入燃气罐1，则氮气会因为气流原因而残留在燃气罐1的中部，甚至顶部，因此如图3所示，在吹扫燃气罐1时，NG气体从燃气罐1的上部进入燃气，而且是通过均布在燃气罐1顶部的多个喷淋口11进入燃气罐1，这种方式能够有效防止因为气流原因而导致氮气漂浮到中部、顶部区域，进一步让氮气有效通过燃气罐排口12排出，参考图3，此时所述排口12与燃气罐底部的管路连通。 [0043] 四、加注 [0044] 结合图1和图4，将LNG注入泵池2，然后通过管道驳运至燃气罐1内进行加注。本步骤中的LNG是在吹扫基础上继续注入泵池2，因此也需要经过增压气化器51增压，具体参考上述吹扫步骤。本步骤是直接将LNG注入燃气罐1，因此不需要喷淋口11，而是直接通过管路注入到燃气罐1的底部，具体参考图4。 [0045] 本发明中的附图1是为了说明原理而绘制的示意简图，并不具有局限性，只要能够按照本方法进行操作，管路系统可以根据需要进行合理的布设。 [0046] 综上所述，本发明非LNG预冷船舶燃气首次加注方法，能够在不停靠岸站的情况下对非LNG船舶进行安全、有效、环保的LNG首次加注。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。 [0047] 上述实施方式仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。本发明还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。 |
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