【摘 要】
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随着人们环保意识的提高,随着燃油燃烧后排放的尾气带来的污染问题日渐严重,船舶尾气排放控制标准越来越严格。为了从源头上减排,天然气作为船舶动力来源成为国际趋势。由于燃油和天然气都可以在其中燃烧产生动力,双燃料发动机目前被广泛接受。天然气以低温的液化天然气（LNG）形式储存,燃烧前需要一套供气系统将其气化加热到发动机允许的温度和压力;此外,在LNG低温储存过程中,容易从环境吸热产生蒸发气（BOG）并在
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随着人们环保意识的提高,随着燃油燃烧后排放的尾气带来的污染问题日渐严重,船舶尾气排放控制标准越来越严格。为了从源头上减排,天然气作为船舶动力来源成为国际趋势。由于燃油和天然气都可以在其中燃烧产生动力,双燃料发动机目前被广泛接受。天然气以低温的液化天然气（LNG）形式储存,燃烧前需要一套供气系统将其气化加热到发动机允许的温度和压力;此外,在LNG低温储存过程中,容易从环境吸热产生蒸发气（BOG）并在储存设备中积累,影响系统的安全性。本文以此为背景,研究为9L34DF型船用双燃料发动机提供燃气的低压供气系统。首先分析LNG供气系统的主要功能和模块,选择Aspen HYSYS软件模拟供气系统,完成系统的热力学计算。接下来在系统稳态模拟的基础上,重点讨论换热模块的稳态模拟,结合matlab计算软件,研究使用绕管式气化器时的LNG气化方案。换热模块是系统工作时,将LNG气化加热为燃气的核心模块,经过计算对比,认为用水乙二醇加热LNG、使用两级换热器的方案效果更好。当系统停止运行,一段时间内LNG没有被消耗,低温储罐内产生的BOG会使罐内压力持续上升,不利于LNG的安全储存。为了处理这部分BOG,设计BOG回收系统,将LNG过冷后吸收BOG。与传统的BOG再液化方式相比,本文设计的系统功耗降低26.4%。然后,本文对供气系统整体的动态性能进行研究。引入HYSYS中的控制器模块,建立供气系统的动态模型,模拟供气过程中主机的工况变化,分别调控热源和中间加热介质的流量来维持供气温度稳定。对比两种调节方案的优缺点,建议在实际运行过程中将两种方案结合使用。最后,本文提出该LNG供气系统的实验设计方案,实验目的是测试供气系统的性能,考察系统对变化工况和燃气组分的适应情况,并研究换热设备在主机工况稳定和变化时的工作特性。
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