[发明专利]一种基于排气能量回收的船用气体/双燃料发动机LNG气化系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种发动机附加装置及控制方法，具体地说是船用发动机附加装置及控制方法。

背景技术

随着能源短缺和环境污染问题的日益突出，实施能源多元化战略和发展新能源技术成为未来发展的必然趋势，在所有替代能源中天然气是最为丰富的一次能源，并且燃烧非常清洁，是替代石油的最理想方案。

LNG是天然气的液态形式，在常压下气态的天然气冷却至-162℃，便凝结成液体，天然气液化后体积约为同量气态天然气体积的1/625，可以大大节约储运空间，因此在船舶上应用时基本都是采用LNG。但LNG是一种低温液体，对金属具有强烈的冷脆危害，因此在进入发动机之前需要对其进行加热，将之气化成接近环境温度的气体。目前最常用的LNG的气化器有两种：空温式气化器和水浴式气化器。为了增加与空气的接触面积，空温式气化器体积较大，而且气化效果对环境温度的变化很敏感，例如申请号：201010168855.7涉及的一种空温式气化器；水浴式气化器可以通过控制加热水温度和流量实现预期的气化效果，与空温式气化器相比，水浴式气化器气化效果好、结构比较紧凑，但需要外接热源，例如申请号：201010571678.7涉及的一种水浴式气化器。对于船舶而言，气罐和气化器的安装空间有限，因此采用水浴式气化器更为合理，但是气化器的热源如果来自发动机冷却液，虽然能够达到预期气化效果，但是发动机冷却液将热量传递给LNG后，重新进入发动机缸套中，冷却液因温度下降较多，加剧了从气缸吸热，传热损失增加，发动机燃料经济性下降，而排气中的能量没有得到充分利用，白白浪费掉，同时排气热量使船舶机舱环境恶化。

发明内容

本发明的目的在于提供提高发动机燃料燃烧的能量利用效率、改善船舶机舱环境一种基于排气能量回收的船用气体/双燃料发动机LNG气化系统及其控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种基于排气能量回收的船用气体/双燃料发动机LNG气化系统，其特征是：包括换热介质箱、排气换热器、散热器、发动机膨胀水箱、LNG气化器、集液盘，换热介质箱里的换热介质通过第一可调节流量泵进入排气换热器，经散热器后进入LNG气化器再流回换热介质箱，外接水源通过集液盘经三通阀分别进入发动机膨胀水箱、散热器后排出，进入散热器的外接水源与换热介质不掺混，即按照各自对应的管路流动。

本发明一种基于排气能量回收的船用气体/双燃料发动机LNG气化系统还可以包括：

1、还包括自动补液箱，自动补液箱与换热介质箱相连通，在自动补液箱与换热介质箱相连的管路上设置第一截止阀，集液盘与三通阀之间安装第二可调节流量泵。

2、散热器与三通阀之间安装第一蝶阀，发动机膨胀水箱与三通阀之间安装第二蝶阀，LNG气化器上与换热介质箱相连的出口处设置出水口温度传感器，LNG气化器上设置出气口，出气口处设置出气口温度传感器，换热介质箱与排气换热器相连的管路上伸出溢流管，溢流管引回换热介质箱，溢流管上设置第二截止阀，换热介质箱上方设有加液口，加液口上设置蒸汽泄压阀，LNG气化器与散热器之间设置进液口总阀。

本发明一种基于排气能量回收的船用气体/双燃料发动机LNG气化控制方法，采用如下系统：包括换热介质箱、排气换热器、散热器、发动机膨胀水箱、LNG气化器、集液盘、自动补液箱，换热介质箱里的换热介质通过第一可调节流量泵进入排气换热器，经散热器后进入LNG气化器再流回换热介质箱，外接水源通过集液盘经三通阀分别进入发动机膨胀水箱、散热器后排出，进入散热器的外接水源与换热介质不掺混，即按照各自对应的管路流动；自动补液箱与换热介质箱相连通，在自动补液箱与换热介质箱相连的管路上设置第一截止阀，集液盘与三通阀之间安装第二可调节流量泵；散热器与三通阀之间安装第一蝶阀，发动机膨胀水箱与三通阀之间安装第二蝶阀，LNG气化器上与换热介质箱相连的出口处设置出水口温度传感器，LNG气化器上设置出气口，出气口处设置出气口温度传感器，换热介质箱与排气换热器相连的管路上伸出溢流管，溢流管引回换热介质箱，溢流管上设置第二截止阀，换热介质箱上方设有加液口，加液口上设置蒸汽泄压阀；