[发明专利]一种氨动力LPG船利用燃料冷能处理货舱BOG的系统

说明书

本发明公开了一种氨动力LPG船处理货舱BOG的系统，该系统包括：第一货舱、第二货舱、第三货舱、第四货舱、全冷式储氨罐、驳运泵、缸套水换热器、氨燃料增压泵、船舶主机、第一货舱换热器、第二货舱换热器、第三货舱换热器、第四货舱换热器、氨燃料输入管道、氨燃料输出管道。本发明充分利用了氨燃料在供给船舶主柴油机过程中释放的冷能来维持LPG船货舱在一定的低温，从而避免LPG货舱BOG的产生，这种方法不仅降低了LPG船用于制冷货舱的所需的燃料消耗，还避免了氨燃料冷能浪费，节省了加热氨燃料所需的高品质缸套水热源，实现了氨燃料能量的综合利用，能够对采用氨燃料为动力的船舶提供技术支持，促进船舶节能减排。

技术领域

本发明属于船舶技术领域，具体涉及一种氨动力LPG船利用燃料冷能处理货舱BOG的系统。

背景技术

随着航运业的不断发展，以燃油为动力的船舶会造成越来越严重的污染问题。为了保护海洋环境，国际海事组织(IMO)要求到2050年船舶温室气体排放量要缩减到2008年排放量的一半，并要求到2030年，国际航运的碳强度降低40％。为了实现该目标减少海洋环境污染，国际航运业正在不断加强对零碳排放船舶的研发力度，并寻找清洁能源代替传统燃料。

氨作为远洋船舶运输的潜在无碳燃料目前备受关注，氨气属于氮氢化合物，作为船用燃料可有效降低碳氧化物和硫氧化物的排放，是一种理想的燃油代替品。氨气还具有供应稳定和便于运输等特点，因此可以作为船舶燃料满足未来排放要求，实现真正意义上的“零”排放，极具环保价值。国际能源机构(IEA)发表的《2020能源展望》报告显示，预计到2060年将有60％以上的新船使用“零碳”燃料。因此作为“零碳”燃料，氨在船舶上将会有广泛的应用。

为节省燃料的储存空间，氨燃料在船舶上通常以液体形式储存在储氨罐中。通常储氨罐的设计温度为-40℃，这种储氨装置的装载量很大。氨燃料在供给船舶主柴油机燃烧之前需要气化到常温左右，此过程中氨燃料会释放大量可利用的冷能。通常情况下是利用缸套水将氨燃料加热至船舶主柴油机所需温度，这种方法不仅会浪费氨燃料释放的大量冷能还消耗掉缸套水中所蕴含的高品质废热。

液化石油气(Liquefied Petroleum Gas,简称LPG)是一种常用的化工原料和新型能源，随着全球能源消耗加剧，LPG等能源的消耗逐年攀升，导致LPG运输船不断向着大型化发展，船舶数量也在逐年增加，LPG运输船主要运输以丙烷和丁烷为主要成份的石油碳氢化合物。这种船的货舱按货物运输方式分为全冷式、全压式和半冷半压式，其中全冷式又称为低温常压型，LPG贮存于不耐压的液舱内，单个船舱容积很少受限制，适宜建造大型船舶，容量大都为50000～100000m³，因此这种货舱应用比较广泛。全冷式LPG货舱温度一般需保持在-32℃左右，虽然设置保温层，但由于货舱与周围环境仍旧存在较大的温差，因此在运输过程中LPG会吸收周围环境的热量产生蒸汽(简称BOG)，由于全冷式货舱耐压能力极低，如果不做处理只能排放到大气中，这样就会造成货损和环境污染。目前,处理货舱BOG的方法是在船上设置制冷设备，使得BOG再液化流回货舱，但是这种制冷装置会消耗船上大量的电能，大大增加船舶用于制冷的燃料消耗，增加船舶的运行成本。

为此，若是将氨燃料中所蕴含的冷能用于制冷LPG运输船的货舱，进而避免货舱中BOG的产生，那么这种方法不仅仅能够节省大量货舱因制冷所需的电能，大大降低船舶的因制冷而消耗燃料量，而且能够避免氨燃料中冷能的浪费，提升船舶的能量综合利用率。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种氨动力LPG运输船利用燃料冷能处理货舱BOG的系统，该系统主要包括：全冷式储氨罐、驳运泵、氨燃料输入管道、第一货舱、第一货舱换热器、第二货舱、第二货舱换热器、第三货舱、第三货舱换热器、第四货舱、第四货舱换热器、氨燃料输出管道、氨燃料增压泵、缸套水换热器、船舶主柴油机。