正文 NO.96薄膜貨倉及雙燃料電力推進(DFDE)LNG船的艙壓控製(2 / 3)

IAS(Integrated Automation System 下同)係統設置

1.氣體管理係統GMS(Gas Management System 下同)

GMS是IAS係統的一部分,該係統從艙內接受艙壓信號,通過計算輸出指令到下一環節:PMS(Power Management System 下同),正常情況下GMS控製燃氣壓縮機從艙內抽取BOG,加壓到6.0~6.5bar供給雙燃料主發電機組使用,如果艙內壓力下降則自動降低BOG的抽取量,同時給出供氣量下降的信號到PMS,如果艙內壓力升高則自動提高BOG抽取量,同時給出增量信號到PMS。

2.功率管理係統PMS(Power Management System 下同)

功率管理係統是氣體管理係統的下遊環節,PMS如果接受GMS送來的BOG供量減少的信號時,將分別根據實際情況給出啟動強製蒸發器來補充BOG缺量或自動降低推進功率,即降低推進速度以平衡BOG量的減少;如果接受BOG量增加的信號時,也將根據實際情況分別給出啟動GCU來消耗多出的燃氣量或加大推進功率,即提高推進速度來提高雙燃料機負荷而消耗BOG的增量。

功率管理係統還可以根據需要控製各發電機組在負荷不均衡工況的模式下運行。

IAS的艙壓控製模式和功能

IAS係統對艙壓的控製和艙內蒸發氣NBOG的處理,設置了多種可能性和用途的控製模式。由於篇幅有限,本文隻簡述最具典型意義,也是最常用的油氣混合模式和全氣體模式。

1. 油氣混合模式

該模式下又可以分為:

NBOG+Fuel Oil Mode (油氣混合模式)

該模式下至少一台雙燃料機使用燃油或者至少一台雙燃料機使用燃氣。

假設共三台雙燃料發電機組運行供全船電力用戶及推進動力,其中一號和二號機使用燃氣,而且艙內自然蒸發氣基本夠兩台機運行在負荷優化點,在不啟動強製蒸發器的情況下,三號機使用燃油,但艙內的自然蒸發氣量總是隨著環境溫度和航行中海況變化引起的船舶搖擺及振動等因素而變化,IAS/PMS/GMS將根據艙內壓力的變化計算出自然蒸發氣量的變化,並根據此變化給出增加或降低使用燃氣作為燃料的一號和二號機的負荷,同時降低或增加使用燃油作為燃料的三號機的負荷,艙內壓力因此得到控製和平衡。

在艙內壓力並沒有變化而外界負荷變化時則隻改變用燃油作為燃料的三號機的負荷,燃氣抽出量始終與艙內的自然蒸發量保持基本平衡,從而控製艙內壓力穩定。

Fuel Sharing Mode(油氣混燒模式)

油氣混燒是指雙燃料機氣所有缸內同時噴入液體燃料和氣體燃料共同燃燒做功。

全球範圍內,雙燃料柴油機知名廠家有兩家,即Wartsilar(瓦錫蘭)和MAN(曼恩)。

中海集團聯合中石化和日本三井為APLNG(澳大利亞-太平洋)運輸項目在滬東船廠建造的六艘17.4萬立方米雙燃料電力推進的LNG運輸船,是我國首次建造該類船型,該項目船使用了5台MAN直列8缸的DF-51/60型雙燃料柴油機作為主發電機。

MAN的雙燃料機目前是世界上唯一具有油氣混燒功能的雙燃料機,該功能在一定條件下可以達到節能的目的。

例:設蒸發氣(NBOG)量剛好夠兩台半機使用,而推進負荷加船舶其他負荷卻需要三台機的功率,假設不啟動強製蒸發器補充燃氣BOG缺量,則需要半台機使用燃油,如果雙燃料柴油機隻能使用燃油或者燃氣,不能同時混燒燃油和燃氣,在這種情況下,需要運行四台機組才能滿足船舶電力的需求,眾所周知,同樣情況下運行三台機要比運行四台機節約能源。