智能液化天然气发电船的制作方法

本发明涉及发电船，特别是一种智能液化天然气(简称为lng)发电船。

背景技术：

现有技术1(参见多功能的lng发电船，公开号106184691a，申请人上海新奥新能源技术有限公司)涉及一种多功能的lng发电船，参见图3，发电机组包括气体发电机组和双燃料发电机组，气体发电机组a与气体发电机组b的供气管路连接，双燃料发电机组a与双燃料发电机组b的供气管路连接；配电板与气体发电机组a、气体发电机组b、双燃料发电机组a、双燃料发电机组b连接；对外供电装置、变频变压设备a、变频变压设备b、变频变压设备c、变频变压设备d分别与配电板连接；电缆卷车与对外供电装置连接。对外供电时，通过燃烧lng进行发电，大大降低氮氧化物、硫氧化物的排放，有效减轻沿海/内河船舶造成的环境污染问题；燃烧发电过程稳定，保证电量的持续、稳定、充足供给；lng冷能在过程中起空气调节的作用，有效提高机舱工作环境。

现有技术2(lng新能源移动发电船，申请号：cn201620432813.2，申请人：刘富强)涉及水上工程船，具体为一种lng新能源移动发电船。参见图4，船体内设置液化天然气发动机，液化天然气罐通过燃气稳压阀连接液化天然气发动机的燃气进气口，液化天然气发动机与液化天然气罐之间的管道上设置热交换冷凝器，液化天然气发动机的动力输出端通过离合器连接发电机组设备，发电机组设备的外部设置电力线感应电流闭合电路的感应电流线圈，感应电流线圈与发热电阻形成闭合电路，发热电阻设置在液化天然气发动机与液化天然气罐之间的管道上，发电机组设备通过动力电缆输出接口与施工船电力输入口连接。

现有的液化天然气发电船，采用传统的组合方式，或组合了液化天然气罐、燃气管路、热交换冷凝器、气体发电机组、配电变电设备，或配置中央控制单元来统一控制船舶的供电装置、配电板、发电机组、推进机组、以及螺旋桨等等。虽能够实现发电外输等的功能，但是无法实现lng气化量、发电量、对外输电量的精确控制。当电网负荷需求降低时，现有的发电船无法自行调整，减少燃料消耗和发电总量，更不会自行减少气化lng的总量和抽取的气化用海水量。在能耗输出和消耗上存在等待人工干预的空档期，这个空档期显会造成多种的能源浪费、安全隐患和环境污染的风险。譬如，在空档期所发电力过多，而没有负载需求，会导致电能在电网中最终只能以热量的形式损耗；在空档期所气化的多余的lng消耗了大量的海水，抽取海水会消耗船舶自身的电力等能源；在空档期所产生的多余的天然气，较液态时的lng体积增大了600余倍，在不能被燃烧掉的情况下，高压存储系统负载增大，给整船带来巨大的安全隐患，如果直接排放到空气中，因甲烷的温室气体效应是co2的400倍，会带来极大的环境污染。并且，现有lng发电船的技术，因必须人工干预，会存在因人工控制不精准或误操作，而带来的电力、燃气、等需求不稳定、能耗浪费、甚至是安全事故。

技术实现要素：

本发明提供一种智能液化天然气发电船，该发电船将需求端的实时参数数据，通过中央处理器的处理，能精确控制lng液罐内抽取的lng量，精确控制汽化器抽取的海水量，或燃烧的天然气量，实现燃气供应的平稳合理，最终发出的电力满足需求，燃料总量不造成任何的浪费。可以避免因气化总量过大，而造成的缓冲罐压力过大需要进行燃烧或排空而带来的浪费和环境污染。

本发明的技术解决方案如下：

一种智能液化天然气发电船，在船舶本体上安装lng储罐、lng气化装置、燃气发电机组、燃气缓冲装置、中央控制设备、配电变电设备、应急处理系统、船岸连接系统、装载计量装置、冷凝器、bog加热器、增压泵组、海水泵组、bog存储装置、液相分离装置和燃气计量装置，其特点在于：

所述的装载计量装置安装有具备采集流量、压力、温度、成分的传感器，这些传感器与所述的中央控制设备相连，所述的lng储罐安装有具备监测温度、液位、密度、压力的传感器和潜液泵阀门远程控制装置，这些传感器和潜液泵阀门远程控制装置通过电缆与所述的中央控制设备连接，所述的燃气发电机组和燃气缓冲装置之间安装所述的燃气计量装置，lng从运输船经过加注臂流经所述的装载计量装置充装到lng储罐中，所述的lng储罐通过管路经所述的增压泵组与所述的lng气化装置相连，所述的海水泵组通过管路与所述的lng气化装置相连；所述的lng气化装置与所述的液相分离装置相连，该液相分离装置通过气道与所述的燃气缓冲装置相连，该燃气缓冲装置通过气道经所述的燃气计量装置与所述的燃气发电机组相连，该燃气发电机组的输出端通过电缆经所述的配电变电设备与用户端相连，所述的lng储罐中产生的蒸发气bog通过气道经所述的bog加热器和bog存储装置与所述的燃气缓冲装置相通；所述的lng储罐中产生的蒸发气bog经所述的冷凝器、增压泵组进入所述的lng气化装置，所述的lng储罐、bog加热器、燃气缓冲装置通过阀门与所述的应急处理系统相连通，所述的中央控制设备与所述的lng储罐、lng气化装置、燃气发电机组、燃气缓冲装置、配电变电设备、应急处理系统、船岸连接系统、装载计量装置、冷凝器、bog加热器、增压泵组、海水泵组、bog存储装置、液相分离装置和燃气计量装置通过信号电缆相连，工作时适时收集信息、经分析后并适时进行妥善控制。

用户端有电力需求时，该电力需求将通过信号电缆将信号传递给船岸连接系统输入中央控制设备，该中央控制设备将电力需求转换为发电船各个系统的控制信号，首先启动lng储罐中的泵组抽取lng，通过增压泵组进入气化装置，同时海水泵组在中央控制设备的信号下，抽取海水输入所述的气化装置，lng气化后将通过液相分离装置分离部分低温液态lng，气态部分进入燃气缓冲装置，此时，lng储罐中产生的蒸发气bog，在通过bog加热器和bog存储装置后，同样进入燃气缓冲装置，在所述的发电机组和燃气缓冲装置之间安装燃气计量装置，该燃气计量装置和发电机组以及配电变电设备将电量和气量等信息回传到中央控制设备，中央控制设备将对接收到的电力需求和发电总量进行分析比对，根据差值自动计算物量平衡，并发出指令控制泵组和相关阀门，控制lng抽取量、海水抽取量、进机燃气量，实现驳船自身的物量平衡，在紧急情况下，比如系统发生故障，气化总量过大压力超标时，中央控制设备将发出指令将多余的燃气输送到应急处理系统，进行燃烧或排空。

本发明的智能液化天然气发电船运行时，安装在驳船本体上的中央控制设备通过船岸连接系统获取来自岸上(或船舶与平台上)的电力需求，经过中央控制设备的中央处理器进行计算，并转化为lng处理系统智能控制系统的具体指令和参数，通过船上的各个传感器获取lng燃料的液位、温度、密度、流量、压力等参数，并计算出需求电量所需的燃气量，发出指令通过数据线缆传输到lng连接系统中的阀门等设备，定量控制lng气化装置气化存储在lng储罐中的lng量。气化产生的天然气通过燃气缓冲装置进入到燃气发电机组，燃气发电机组产生的电力进入配电变电设备，通过船岸连接系统输出到岸上，最终满足电力需求用户(或船舶与平台)。

本发明的技术效果如下：

本发明与现有技术相比，在液化天然气气化发电系统的关键工艺线路上，安装了监测探头和控制元件，配合中央控制设备，可以实时监测液化天然气的液位、温度、流量、压力、密度、成分，监测气化过程中的温度、流量、压力等参数。

本发明通过需求端的实时参数数据，通过中央处理器的处理，精确控制lng液罐内抽取的lng量，精确控制汽化器抽取的海水量，或燃烧的天然气量，实现燃气供应的平稳合理，最终发出的电力满足需求，燃料总量不造成任何的浪费。可以避免因气化总量过大，而造成的缓冲罐压力过大需要进行燃烧或排空而带来的浪费和环境污染。

本发明将传统的多种设备简单串联组合的方式进行了深度的优化，增加多重传感器和控制单元，形成智能化系统，在满足电力供给需求的同时，实现燃料的最优供应，即节约成本，也提高了整体运行的安全性和稳定性。

本发明利用lng燃气机组具备快速启停的能力，结合自动化控制系统，使得整船具备快速从满负荷供电，安全平稳的切换至停止供电的功能，更适用于电网调峰或作为分布式能源的核心独立供电。在中央控制设备的控制下，电网的实际需求可以在最低能耗、最高经济性的情况下，快速得到满足。本发明可以实现抽取海水、气化lng、消耗燃料、输出电力的智能控制。消除了发电船因负载需求变化，而需调整自身lng气化量等操作，等待人工干预的时间，从而消除潜在的能耗总量不均衡、能源浪费、燃气高压安全隐患、燃气排空环保风险、人为操作风险等。并且，直接减少了人工成本的投入，极大提升发电驳船的综合经济效益。

附图说明

图1是本发明智能液化天然气发电船的平面示意图

图2是本发明智能液化天然气发电船的结构及管线连接关系示意图

图3是现有技术1多功能的lng发电船的平面示意图

图4是现有技术2多功能的lng发电船的平面示意图

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

请参阅图1和图2，图1是本发明智能液化天然气发电船的平面示意图，图2是本发明智能液化天然气发电船的结构及管线连接关系示意图，由图可见，本发明智能液化天然气发电船，在船舶本体1上安装lng储罐2、lng气化装置3、燃气发电机组4、燃气缓冲装置5、中央控制设备6、配电变电设备7、应急处理系统8、船岸连接系统9、装载计量装置10、冷凝器11、bog加热器12、增压泵组13、海水泵组14、bog存储装置15、液相分离装置16和燃气计量装置17；

所述的装载计量装置10安装有具备采集流量、压力、温度、成分的传感器，这些传感器与所述的中央控制设备6相连，所述的lng储罐2安装有具备监测温度、液位、密度、压力的传感器和潜液泵阀门远程控制装置，这些传感器和潜液泵阀门远程控制装置通过电缆与所述的中央控制设备6连接，所述的燃气发电机组4和燃气缓冲装置5之间安装所述的燃气计量装置17，lng从运输船经过加注臂流经所述的装载计量装置10充装到lng储罐2中，所述的lng储罐2通过管路经所述的增压泵组13与所述的lng气化装置3相连，所述的海水泵组14通过管路与所述的lng气化装置3相连；所述的lng气化装置3与所述的液相分离装置16相连，该液相分离装置16通过气道与所述的燃气缓冲装置5相连，该燃气缓冲装置5通过气道经所述的燃气计量装置17与所述的燃气发电机组4相连，该燃气发电机组4的输出端通过电缆经所述的配电变电设备7与用户端相连，所述的lng储罐2中产生的蒸发气bog通过气道经所述的bog加热器12和bog存储装置15与所述的燃气缓冲装置5相通；所述的lng储罐2中产生的蒸发气bog经所述的冷凝器11、增压泵组13进入所述的lng气化装置3，所述的lng储罐2、bog加热器12、燃气缓冲装置5通过阀门与所述的应急处理系统8相连通，所述的中央控制设备6与所述的lng储罐2、lng气化装置3、燃气发电机组4、燃气缓冲装置5、配电变电设备7、应急处理系统8、船岸连接系统9、装载计量装置10、冷凝器11、bog加热器12、增压泵组13、海水泵组14、bog存储装置15、液相分离装置16和燃气计量装置17通过信号电缆相连，工作时适时收集信息、经分析后并适时进行妥善控制。

在用户端有电力需求时，该电力需求将通过信号电缆将信号传递给船岸连接系统9输入所述的中央控制设备6，该中央控制设备6将电力需求转换为发电船各个系统的控制信号，首先启动lng储罐2中的泵组抽取lng，通过增压泵组13进入气化装置3，同时海水泵组14在中央控制设备6的控制下，抽取海水输入所述的气化装置3，lng气化后将通过液相分离装置16分离部分低温液态lng，气态部分进入燃气缓冲装置5，此时，lng储罐2中产生的蒸发气bog，在通过bog加热器12和bog存储装置15后，同样进入燃气缓冲装置5，发电机组4和燃气缓冲装置5之间安装燃气计量装置17，燃气计量装置17和发电机组4以及配电变电设备7将电量和气量等信息回传到中央控制设备6，所述的中央控制设备6将对接收到的电力需求和发电总量进行分析比对，根据差值自动计算物量平衡，并发出指令控制泵组和相关阀门，控制lng抽取量、海水抽取量、进机燃气量，实现驳船自身的物量平衡，在紧急情况下，比如系统发生故障，气化总量过大压力超标时，中央控制设备6将发出指令将多余的燃气输送到应急处理系统8，进行燃烧或排空。

实验表明，本发明发电船将需求端的实时参数数据，通过中央处理器的处理，能精确控制lng液罐内抽取的lng量，精确控制汽化器抽取的海水量，或燃烧的天然气量，实现燃气供应的平稳合理，最终发出的电力满足需求，燃料总量不造成任何的浪费。可以避免因气化总量过大，而造成的缓冲罐压力过大需要进行燃烧或排空而带来的浪费和环境污染。