[发明专利]一种船用低压燃气供应装置的优化方法

说明书

本发明公开一种用于船用低压燃气供应装置的优化方法，包括在现有燃气供应系统设计后，根据工艺流程，利用HYSYS软件建立LNG供气的工艺模型，优化工艺模型中的控制变量，使运行过程中能量利用效率最高，并以当前状态的参数作为该设计工况下燃气供应装置的最优工艺参数。本发明运用模拟方法建立燃气供应系统的工艺模型，通过调整控制变量，实现装置用能分析，并输出能源利用效率最优的工艺参数，有效降低现有低压燃气供应装置中能源利用问题，从而为生产建造提供指导和帮助。

技术领域

本发明涉及一种船用低压燃气供应装置的优化方法，属于船舶技术领域。

背景技术

近年来，柴油/LNG双燃料发动机技术由于其良好的燃烧和经济性能，在船舶领域的应用越来越广泛。为保证动力续航，最为关键的是要处理好燃气供应技术，这很大程度上影响着发动机的稳定可靠性，因此需要研发配套的燃气供应装置。在船舶远洋航行中，船上装备的能源显得尤为珍贵，为了提高装置运行过程中能源利用效率以及优化装置参数，急需一种用于船用低压燃气供应装置的操作条件优化方法来解决这一运行中的问题。

哈尔滨工程大学孙化东针对WP10天然气发动机设计了一套LNG燃烧供给系统，并在AMEsim软件中建立气化器-发动机冷却系统联合模型，研究分析了LNG 物性参数和冷却水物性参数对气化效果的影响，并未研究设备参数的优化以及系统能源利用的变化。

李志鹏等人以20000TEU大型集装箱船为研究对象，通过分析系统流程和设备原理设计了配套的LNG燃料供气系统，仅为供气系统配置提供一定的参考依据，并未从能源利用角度和参数优化方面进行分析研究。

中船三井造船柴油机有限公司裘春华等人针对W7X82DF双燃料船用低速发动机自主设计了配套的低压天然气供气系统，并在此基础上对系统设备进行了设计计算，但未对系统运行过程中能源利用进行分析，也未优化装置参数。

中国船级社范洪军等人针对某25000DWT的LNG动力散货船设计的高压供气系统，通过采用Aspen HYSYS软件对系统在典型工况下工艺过程进行仿真分析，分析主要围绕高压供气系统供气能力是否满足系统设计要求，并未涉及系统的性能及参数优化。

江苏科技大学洪从媛为ME-GI型船用双燃料发动机设计一套匹配的高压供气系统，通过采用Aspen plus软件建立LNG气化装置，为控制LNG气化流程的出口温度及流程的优化设计提供一定的指导意义。

综上所述，有必要提供一种用于实际工程需求的船用低压燃气供应装置的操作条件优化方法，以优化装置参数以及提高运行过程中能源利用效率。

发明内容

本发明公开一种可靠的用于船用低压燃气供应装置的优化方法，其目的在于解决现有低压燃气供应装置中能源浪费问题，以及通过模拟方法验证并优化装置参数，从而为生产建造提供指导和帮助。

为实现上述目的，本发明所提出的技术方案为：

第一点，根据燃气供应装置的系统工艺流程，分析并设计系统，包括系统管路设计，系统设备选型。系统管路包括主供气支路，BOG(蒸发气)支路。系统设备选型包括LNG储罐、LNG循环泵、LNG气化器、加热器、阀。

第二点，根据燃气供应装置的系统工艺流程，利用HYSYS软件建立LNG供气的工艺模型，优化工艺模型中的控制变量，使运行过程中能量利用效率最高，并以当前状态的参数作为该设计工况下燃气供应系统的最优工艺参数。

进一步地，所述第一点中的分析设计系统是根据用户侧用气参数，主要是流量、压力、续航时间进行计算，还需要的有工艺流程图、循环泵的性能曲线、阀组技术手册、气化器加热器的结构参数。