[发明专利]内燃发动机的多燃料供给系统以及操作该系统的方法

说明书

本发明提供了一种用于内燃发动机的多燃料供给系统以及操作该系统的方法。多燃料供给系统包括气体燃料供给系统、液体燃料供给系统和控制器。控制器如下操作多燃料供给系统：在将液体燃料输送到发动机以用于循环的同时，通过使用气体燃料供给系统和第一液体燃料供给子系统在第一燃料模式下操作，并且在将液体燃料输送到发动机以用于消耗的情况下，使用液体燃料供给系统在第二燃料模式下操作。当多燃料供给系统在第一燃料模式下操作时，与多燃料供给系统在第二燃料模式下操作时的情况相比，在发动机在相同的操作点操作的情况下，输送到发动机的液体燃料的量减少，由于液体燃料的减少的量引起的液体燃料的缺少由燃料缓冲罐补偿并从燃料缓冲罐输送。

技术领域

本发明涉及操作用于例如船舶或电厂的内燃发动机的多燃料供给系统的方法以及内燃发动机的多燃料供给系统。

背景技术

船舶和电厂二者中使用的内燃发动机常常使用多种燃料来操作。这些燃料可以是诸如液化天然气(LNG)的气体燃料(气体)或者类似船用轻柴油(MGO)和重质燃料油(HFO)的传统液体船用燃料(柴油)。通常，多燃料发动机在气体模式下或在柴油模式下操作，即，作为双燃料发动机操作。由于排放更低、效率更好(消耗更低)、可视烟气和环境管制更低，所以双燃料发动机的大多数用户大多数时候将这些发动机运行在气体模式下。在这种模式下，气体作为主要燃料被供应到发动机以燃烧，该发动机作为奥托发动机操作。另外，用于点燃气体的引燃燃料被供应到发动机。由于可使用引燃燃料MGO，其中消耗(即，燃烧)的引燃燃料的量非常小。当MGO用作柴油模式的柴油时，即，当MGO用作作为柴油发动机操作的发动机所消耗的主要燃料时，可通过从柴油供给系统分支出燃料管来确保引燃燃料供应。在这种情况下，针对引燃燃料使用单独的燃料供给系统不是必要的。另选地，为了增加系统的冗余度，引燃燃料供给系统可使用相同的罐，但是除了罐之外，可完全独立于柴油供给系统。当HFO用作柴油模式的柴油时，由于HFO不适合用作引燃燃料，所以使用与柴油供给系统分离的完全独立的供给系统来供应引燃燃料(例如，MGO)。在这种情况下，发动机是使用HFO、MGO和气体的所谓三燃料发动机。

在用于船舶或电厂的任何类型的发动机中，可靠性是主要的设计标准，因为故障会导致机动性的丧失或停电。因此，当使用多燃料发动机时，在一个燃料供应系统发生故障的情况下或者当系统燃料用尽时(定期切换)，必须确保燃料模式之间的快速平稳切换。出于这个原因，传统多燃料发动机的柴油供应系统必须永久运行以便维持柴油的足够粘度以用于将柴油供给到发动机以便于燃烧。因此，即使发动机大部分在气体模式下操作，备用柴油供给系统也持续运行以防突然改变为柴油模式。因此，出于安全原因，备用系统持续耗电，从财务和环境角度看这是主要缺点。此外，柴油供应系统的组件的维护和检查间隔由此缩短。因此，产生了进一步的成本。

发明内容

鉴于上文，本发明的目的在于提供一种操作用于内燃发动机的多燃料供给系统的节省成本和燃料的方法、适于在燃料模式之间快速且平稳地切换的内燃发动机的节省成本和燃料的多燃料供给系统以及升级用于内燃发动机的传统多燃料供给系统的方法。

该目的通过一种操作用于内燃发动机的多燃料供给系统的方法、通过一种用于内燃发动机的多燃料供给系统、以及通过升级用于内燃发动机的多燃料供给系统的方法来实现。

根据本发明，一种内燃发动机的多燃料供给系统由气体供给系统(气体燃料供给系统)和柴油供给系统(液体燃料供给系统)组成。柴油供给系统具有至少一个罐(液体燃料罐)、引燃燃料供给子系统(第一液体燃料供给子系统)和柴油供给子系统(第二液体燃料供给子系统)。