一种同时输出高压和低压的气体供应系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃气动力的供应系统，更明确地说，涉及一种同时输出高压气体给气体发动机和低压气体给发电辅机的气体供应系统及方法，属于动力技术领域。
【背景技术】
[0002]随着国际贸易和船舶运输的发展，以传统石油产品为燃料的船舶柴油机的废气排放对地球环境的污染越来越严重，为此国际海事组织MO通过了《国际防止船舶造成大气污染公约》，进一步提高了对船在海上运行时的排放要求。天然气是一种清洁能源燃料，其优点在于无需或只需简单地增加排放后处理措施就能够很容易地达到Tier III排放要求，因而目前越来越多的船舶采用天然气作为动力燃料。
[0003]天然气是以碳氢化合物为主的气体混合物，其主要成份是甲烷，具有无色无味、无毒、无腐蚀等特性，是一种可压缩的可燃性气体。应用超低温冷冻技术使天然气变为液态(体积缩小约600倍)，然后采用超低温保冷槽罐来进行保存，是实现天然气远距离运输的一种方式，这种方式具有存储体积小、输送效率高和安全可靠的优点，能够很好地解决天然气气源的输送和供应问题。
[0004]天然气货运船舶等船只具有较大体积的液化天然气舱室，储存有较多的天然气，因此除了动力机构之外，船上的电力机构及锅炉等也多使用天然气为燃料，然而它们对供应气体的压力需求却各自不同。常规的气体供应系统仅能供应单一压力的燃气至天然气燃烧设备，不能向具有多种气体压力需求的不同燃烧设备同时提供燃气，因而无法以同一套供气系统满足同一船舶上不同设备对燃气动力的需求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种同时输出高压和低压的气体供应系统，能够同时产生多种压力的气源供应给对进气压力要求不同的以液化气(liquefied gas，缩写LG)为燃料的燃烧设备，达到简化设备配置、降低供气系统能耗要求，提高气体供应系统经济性和安全性的效果；本发明还提供了一种同时输出高压和低压的气体供应方法。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0007]—种同时输出高压和低压的气体供应系统，与高压用气装备和低压用气装备相连接；其特征在于:所述气体供应系统包括:
[0008]液化气储罐；
[0009]液化气增压部件，连接在所述液化气储罐的下游，将液化气增压至所述高压用气装备所需的压力；
[0010]气体化部件，连接在所述液化气增压部件的下游，气化增压后的液化气；
[0011]减压部件，连接在所述气体化部件的下游，将气体化的高压气体减压至所述低压用气装备所需的压力；
[0012]加热部件，连接在所述减压部件的下游，将减压降温后的气体加热至所述低压用气装备所需的温度；
[0013]所述低压用气装备连接在所述加热部件的下游，所述高压用气装备和所述减压部件一起连接在所述气体化部件的下游。
[0014]进一步地，所述的液化气储罐为耐压储罐，允许由于产生所述挥发气而导致的压力增加。
[0015]进一步地，所述的气体供应系统还包括:
[0016]挥发气增压部件，连接所述液化气储罐的顶部且在该液化气储罐的下游，将液化气的挥发气增压至所述高压用气装备所需的压力；
[0017]挥发气加热部件，连接在所述挥发气增压部件的下游，加热增压后的挥发气；
[0018]所述高压用气装备和减压部件一起连接在所述气体化部件的下游与所述挥发气加热部件的下游的共同连接处。
[0019]进一步地，所述的气体供应系统还包括高压部件，该高压部件连接在所述液化气增压部件与气体化部件之间，将增压后的液化气继续加压至所述高压用气装备所需的超高压力。
[0020]进一步地，所述的超高压力为20?700barg。
[0021]进一步地，所述的高压用气装备所需的压力为5?50barg。
[0022]进一步地，所述的液化气增压部件为一个增压泵或者由至少二个增压泵形成的泵组，该泵组中的增压泵并联后能够同时运行，也能够单机运行。
[0023]进一步地，所述的气体化部件包括至少一个气化器，一个以上的气化器并联后能够同时运行。
[0024]本发明另一技术方案为:
[0025]—种同时输出高压和低压的气体供应系统，与高压用气装备和低压用气装备相连接；其特征在于:所述气体供应系统包括:
[0026]液化气储罐；
[0027]挥发气增压部件，连接所述液化气储罐的顶部且在该液化气储罐的下游，将液化气的挥发气增压至所述高压用气装备所需的压力；
[0028]挥发气加热部件，连接在所述挥发气增压部件的下游，加热增压后的挥发气；
[0029]减压部件，连接在所述挥发气加热部件的下游，将高压气体减压至所述低压用气装备所需的压力；
[0030]加热部件，连接在所述减压部件的下游，将减压降温后的气体加热至所述低压用气装备所需的温度；
[0031]所述低压用气装备连接在所述加热部件的下游，所述高压用气装备和所述减压部件一起连接在所述挥发气加热部件的下游。
[0032]进一步地，所述的液化气储罐为常压储罐。
[0033]进一步地，所述的减压部件的上游连接有缓冲部件，用于缓冲气体的压力至稳定状态。
[0034]进一步地，所述的高压用气装备的上游连接有压力控制阀和压力传感器，该压力控制阀根据压力传感器给出的信号控制供应给所述高压用气装备的气体压力。
[0035]进一步地，所述的高压用气装备为至少一个气体发动机或双燃料低速柴油机，所述低压用气装备为至少一个发电辅机或双燃料中速柴油机。
[0036]本发明另一技术方案为:
[0037]一种采用所述气体供应系统实现的同时输出高压和低压的气体供应方法，其包括:从所述液化气储罐抽取液化气，所述液化气增压部件将液化气增压至所述高压用气装备所需的压力，所述气体化部件气化增压后的液化气，一部分气体化的高压液化气供应给所述高压用气装备，另一部分气体化的高压液化气通过所述减压部件减压至所述低压用气装备所需的压力，所述加热部件将减压降温后的气体加热至所述低压用气装备所需的温度，供应给所述低压用气装备。
[0038]本发明另一技术方案为:
[0039]一种采用所述气体供应系统实现的同时输出高压和低压的气体供应方法，其包括:从所述液化气储罐中释放液化气的挥发气，所述挥发气增压部件将挥发气增压至所述高压用气装备所需的压力，所述挥发气加热部件加热增压后的挥发气，一部分加热的高压挥发气供应给所述高压用气装备，另一部分加热的高压挥发气通过所述减压部件减压至所述低压用气装备所需的压力，所述加热部件将减压降温后的气体加热至所述低压用气装备所需的温度，供应给所述低压用气装备。
[0040]本发明另一技术方案为:
[0041]一种采用所述气体供应系统实现的同时输出高压和低压的气体供应方法，其包括:从所述液化气储罐抽取液化气并释放液化气的挥发气；所述液化气增压部件将液化气增压至所述高压用气装备所需的压力，所述气体化部件气化增压后的液化气，所述挥发气增压部件将挥发气增压至所述高压用气装备所需的压力，所述挥发气加热部件加热增压后的挥发气；气体化的高压液化气与加热的高压挥发气进行混合，一部分混合气体供应给所述高压用气装备，另一部分混合气体通过所述减压部件减压至所述低压用气装备所需的压力，所述加热部件将减压降温后的气体加热至所述低压用气装备所需的温度，供应给所述低压用气装备。
[0042]进一步地，所述的高压用气装备所需的压力为5?50barg。
[0043]本发明另一技术方案为:
[0044]所述的同时输出高压和低压的气体供应系统在气体发动机试验台、发电辅机试验台、轮船或深海平台上的应用。
[0045]进一步地，所述轮船为以液化气为动力燃料的散装货船、集装箱船、原油油船、化学品运输船、工程船或液化气运输船。
[0046]与现有技术相比，本发明达到了如下有益效果:
[0047]1、所述气体供应系统合理地配置了减压部件和增压部件，能够同时产生多种压力的燃气气源，供应给进气压力要求不同的燃烧设备，在同一时刻不仅满足了高压用气装备的需求，而且满足了低压用气装备的需求。
[0048]2、本发明适应了各类以液化气为燃料的动力机械的需要，尤其在设置有多台进气压力不同的装备的复杂场合，更可