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

該模式下,IAS/PMS調節油氣混燒工況下的柴油機燃油的比例來適應艙內NBOG量的變化,即當艙內壓力升高時,IAS/PMS將給出指令增加燃氣壓縮機從艙內抽出的燃氣量並減小運行在油氣混燒工況下的柴油機燃油進進的比例來平衡燃氣的增量,反之亦然。

中海集團聯合中石化和日本三井在滬東中華造船廠建造的APLNG項目,是國內首次建造雙燃料電力推進形式的LNG船,所建造的6艘船將應用此“Fuel-Sharing”的功能和控製模式,也是到目前為止世界上的首次應用。

2.Gas Only Mode(全氣體模式)

該模式下又可分為:

NBOG(Natural Boil Off Gas)+FBOG(Forcing Boil Off Gas) Mode:即自然蒸發氣加強製蒸發氣。該模式下,所有雙燃料機都以使用燃氣模式運行。

假如自然蒸發氣的量不夠雙燃料機的需求時,為了提供足夠雙燃料機所需求的燃氣量,燃氣壓縮機抽出的燃氣量大於自然蒸發的燃氣量,艙內壓力慢慢下降,當艙內壓力下降到一定值後,IAS之PMS將給出啟動強製蒸發器的指令,強製蒸發器啟動後可以強製蒸發一部分燃氣來補充自然蒸發氣的缺量,此時,燃氣壓縮機減少從艙內抽取BOG的量,從而維持艙壓。

如果自然蒸發的量多於雙燃料機所需求量時,燃氣壓縮機抽出的燃氣量小於自然蒸發量,則艙內壓力慢慢將升高,當艙內壓力升高到一定值後,IAS/PMS將給出啟動GCU的指令,則燃氣壓縮機將加大抽出量,供應雙燃料機使用後多出的量將供給GCU燒掉,這樣,艙壓得到控製和平衡。

該控製模式存在一個問題:當艙內自然蒸發氣量與雙燃料機需求量不想等時,需要啟動GCU燒掉多出的量,形成浪費,而反之時,又要啟動強製蒸發器來從艙內抽取液態LNG進行加熱強製蒸發來補充燃氣缺量,這也需要使用電力和蒸汽,一定程度上也造成浪費。

NBOG Only Mode:全自然蒸發氣NBOG模式,所有雙燃料機僅僅使用NBOG作為燃料。

該模式是在上述模式基礎上開發並進一步優化而來的模式,即所有雙燃料機都以燃燒自然蒸發氣NBOG模式運行,不啟動強製蒸發器補充燃氣缺量,也不啟動GCU燒掉自然蒸發氣的多出量。

推進負荷加船舶其他負荷的總和,其設計點一般設定在滿載自然蒸發量的負荷點附近,雙燃料機的負荷剛好消耗自然蒸發的NBOG,但是,隨著環境溫度的變化,航行中海況的變化引起的船舶搖擺和震動等因素,勢必造成自然蒸發氣NBOG量的變化,艙內壓力也將隨之發生變化,此時,IAS/PMS/GMS將接受艙內壓力變化信號進行計算,根據計算結果改變推進功率來適應艙內自然蒸發氣NBOG量的變化,即艙內壓力升高時,IAS/PMS/GMS將給出加大推進功率的指令,雙燃料機的負荷隨之加大,燃氣壓縮機也將得到指令加大從艙內燃氣的抽出量,使艙內壓力得到平衡和維持,反之亦然。

在一定條件下,該模式能達到很好的節能效果,是近一年左右時間才開發出來,並得到應用的控製模式, APLNG項目6艘運輸船將實現和應用此功能。

上世紀70年代,歐美國家開始建造LNG船舶,80年代以來日本和韓國引進薄膜貨倉專利技術開始建造,我國LNG市場及LNG船舶建造起步較晚,但呈現出欣欣向榮、蓬勃發展之勢;LNG船本身的功能需要不斷地發展、優化和完善,特撰寫此文助勢,然筆者從事LNG船舶建造時間較短,恐難概全,也難免錯漏,期望能達拋磚引玉之效,則幸甚!也將試圖就本文提及的典型控製模式和進一步優化的船舶控製功能作後續專題探討。