Lng新能源移动发电船的制作方法
【专利摘要】本专利涉及水上工程船，具体为一种LNG新能源移动发电船。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。本专利噪音低、无废气颗粒排放、适应性广。
【专利说明】
LNG新能源移动发电船
技术领域
[0001 ]本专利涉及水上工程船，具体为一种LNG新能源移动发电船。
【背景技术】
[0002]大型河道采沙船机、施工川目前采用柴油动力机械化操作。其结构为单船安装柴油动力机组提供动力。柴油机组的问题在于柴油动力组其压缩比高，柴油机要比同等汽油机更重一些，燃料喷射装置价格昂贵;维修费用高(喷油栗和喷油器加工精度要求高);转速低，加速较慢(重量和压缩比的原因)；柴油机会产生更多烟雾和“怪味”；有害颗粒物排放大;天冷时柴油机会很难启动(如含有电热塞，要等待其加热后，才能启动);柴油机的噪声很大且容易震动;柴油动力的使用方便性差。目前的柴油挖沙船技术，要产生很大的环境污染、施工中工作船上人员也饱受噪音震动的折磨，且设备故障率很高。每一条船都有独立柴油机组，一旦工作起来，整个江面噪音很大，空气污染严重，工作人员的环境很恶劣，多个柴油动力机组的维护成本很高，需要高成本的养护维修成本已经对每条船都要进行燃料补给。实际施工中，往往需要多条船同时作业，以实现施工目标。目前的技术就需要多条独立动力机组同时开工的局面，造成施工成本很高、环境污染压力大。而现有的技术中，电力机组的施工其噪音比柴油机组低很多，电力机组的设备故障率也很低，但问题是，江面施工船只的位置再不断变动，从河岸牵电缆是不现实的。
【发明内容】
[0003]本专利目的在于针对以上技术问题，提供一种LNG新能源移动发电船，使水上挖沙工程成本降低、设备故障少、大幅度减少环境污染物、改善施工人员工作环境，充分利用LNG发动机的热能，提升工作船的施工人员环境，并降低能耗。
[0004]本专利的具体技术方案如下:
[0005]LNG新能源移动发电船，由船体、发电机组设备、液化天然气罐、液化天然气发动机、变速箱、船员控制仓室、压缩机、热交换冷凝器、制冷剂毛细管、蒸发器、散热片、电力线感应电流闭合电路发热器组成，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，热交换冷凝器通过管道连接到制冷剂毛细管，制冷剂毛细管连接到设置在船员控制仓室的蒸发器，蒸发器的制冷剂出口另连接制冷压缩机，制冷压缩机通过传动离合器与液化天然气发动机的动力输出端连接，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。
[0006]LNG液化天然气发动机将天然气燃烧的动能通过发电机组转化为电能提供给施工船，施工船的动力组为电动机组，这样的结构使施工环境的大幅度噪音，且降低空气污染，具体施工船可多艘船与本专利的发电传组合施工，即一条发电传对接多艘施工船。本专利的优势体现在热效率高，环境友好、设备故障率低。环境友好，液化天然气挖沙船以清洁能源LNG为动力，LNG几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧后的颗粒物排放量比柴油机少50?70%，LNG发动机工作8小时可比一台同规格的柴油装载机减少150Kg的C02排放，所以，使用LNG作为动力燃料能给我们带来很好的社会效益，横及万家，纵贯千秋。提升经济价值，以LNG作为燃料的挖沙动力组合，同等的工作量，可以节约燃料成本30%左右，经济效益十分显著。延长整机寿命，由于LNG燃烧完全，无结炭、无爆震，能有效减轻零件磨损，延长发动机寿命，使生产资料的资源消耗降低到最低限度、发挥出最大价值。LNG燃料在从储气罐出来时需要吸收热量，在过去的条件下可能导致出口管道结霜结冰，气体压力不足。而这一冷源在本专利中是可以利用的，热交换冷凝器可将热量传递给出气管道避免冻结稳定气压。压缩机、蒸发器的制冷可以给船体内施工人员的工作室提供冷气，改善施工人员工作环境。工程船在国内长江流域工作，这一地区是中国的火炉地区，夏季气温、湿度很大，施工人员在原有的设备技术条件下，要忍受高温、噪音、震动的折磨，本专利能解决以上问题，更重要的是改善施工船只对环境污染的问题。LNG汽化潜热高，液化过程中的冷量可回收利用。由于LNG汽化后密度很低，只有空气的一半左右，稍有泄漏立即扩散，降低了引起爆炸的可能性。由于LNG成分较纯，燃烧完全，燃烧后生成二氧化碳和水，所以它是很好的清洁燃料，有利于保护环境，减少环境污染。经过深冷过程，天然气中的硫成分以固体形式析出、分离，比其他燃料更清洁，燃烧时温室气体排放量更低，是一种“绿色”的能源。环保性。LNG的主要成分是甲烷，燃烧后的排放物与汽油和柴油相比，C0、C02和NOx的浓度均有明显下降，PM2.5与机动车尾气排放密切相关，使用LNG为燃料的汽车，其尾气中每千米排放的PM2.5颗粒物仅为0.005克，比汽、柴油减少93%以上，是现阶段缓解和降低PM2.5颗粒物的最有效、最便捷的途径，并可同时减少碳排放、综合污染物排放80%;安全性。LNG燃点为650°C，比汽、柴油的燃点高;爆炸极限为5%-15%、-106.7°C以上的LNG蒸气比空气轻，稍有泄露，在户外立即挥发飞散，很难形成遇火燃烧爆炸的浓度，安全性能极高;经济性。LNG的价格比汽油和柴油低，可大大降低运输成本，且燃烧充分，不产生积碳，能有效减轻零件磨损，使用天然气时还可延长发动机寿命，降低发动机的维修费用50%以上，综合经济效益显著。提升经济价值，以LNG作为燃料的挖沙动力组合，同等的工作量，可以节约燃料成本30%左右，经济效益十分显著。延长整机寿命，由于LNG燃烧完全，无结炭、无爆震，能有效减轻零件磨损，延长发动机寿命，使生产资料的资源消耗降低到最低限度、发挥出最大价值。目前柴油发动机的另一个缺陷在于噪音、震动。柴油机噪声分为三类:空气动力性噪声、燃烧噪声和机械噪声。柴油机空气动力性噪声主要包括进、排气噪声(主要是排气噪声)、涡轮增压器中的空气与废气脉动噪声。排气噪声生的机理是:当柴油机气门打开出现缝隙时，废气以脉冲形式从缝隙冲出，形成能量很高、频谱复杂的噪声。其主要组成包括:因排气门开、关而产生的周期性压力所激发的噪声；高速气流通过排气门和排气管道时形成的涡流所产生的涡流噪声;排气总管中废气进入涡轮增压器与其中空气混合形成涡流产生的涡流噪声。排气噪声随气压力和转速的增加而增大。采用涡轮增压系统可使排气噪声有所降低，特别是能衰减废气脉冲产生的低频噪声，主要是因为定压增压系统排气总管比较大，在一定程度上能起排气消音器的作用。这也是现在的二冲程柴油机采用定压增压系统，而不用以前的脉冲增压系统的重要原因之一。燃烧噪声是燃料燃烧时缸内压力急剧变化产生的动载荷和冲击波引起的强烈振动，经气缸盖、气缸套、活塞、连杆、曲轴主轴承传播出来形成的噪声。燃烧噪声的特性可以用气缸压力的频谱曲线表示，对各种燃烧方式的内燃机制取缸内压力谱表明，最高压力决定气缸压力谱的低频成分。柴油机燃烧噪声是以IkHz?2kHz为中心500kHz以上的中、高频成分为主。机械噪声是柴油机零部件之间机械撞击所产生的振动激发的噪声。机械噪声的主要成分是活塞敲击噪声、正时齿轮噪声和曲柄连杆机构等运动机件撞击缸套、轴承及缸体产生的噪声等。其中活塞敲击气缸壁产生的噪声主要由燃烧过程引起，发生在上、下止点附近，以压缩上止点附近最为严重。敲击强度与气缸内最高燃烧压力和活塞与气缸间隙有关。正时齿轮噪声是因为齿轮承受交变载荷时，啮合传动中齿间发生撞击和摩擦，加上齿轮存在的各种误差，使轴发生变形、轴承负荷加重、曲轴和凸轮轴扭振等，从而激发噪声。随着柴油机转速的增加，齿轮噪声也越来越大。柴油机的主噪声源不同，对环境产生的噪声辐射类型也各不相同，主要有:排气噪声(如气体脉动)、空间噪声(如机舱噪声)和结构噪声激励(如柴油机底脚振动)。使用柴油机，不论柴油机设备如何精致，其噪音都无法有效解决。LNG发动机彻底解决噪音问题，LNG发动机比汽油机噪音震动还低，经过试验对比，使用本专利设备大幅度改善施工人员工作环境，从而避免了噪音对人员的伤害。施工船利用发电船的电力进行施工，施工船的电动设备比柴油动力组合、汽油动力组合等内燃机噪音小很多，几乎可以忽略不计。施工船也不再需要燃油补给，设备故障率也大为降低。所有的燃料补给都针对发电船。发电船是LNG燃料，其燃烧效率更高，噪音低、污染少，施工组合模式多样，改造适应性更强。
【附图说明】
[0007]图1为本专利结构示意图。
[0008]其中，I一一船体、2—一液化天然气罐、3—一液化天然气发动机、4一一变速箱、5——船员控制仓室、6——压缩机、7——热交换冷凝器、8——制冷剂毛细管、9——蒸发器、1——散热片、12——发电机组设备、14——发热电阻、15——动力电缆输出接口。
【具体实施方式】
[0009]下面结合【具体实施方式】对本专利作进一步说明。
[0010]LNG新能源移动发电船，由船体、发电机组设备、液化天然气罐、液化天然气发动机、变速箱、船员控制仓室、压缩机、热交换冷凝器、制冷剂毛细管、蒸发器、散热片、电力线感应电流闭合电路发热器组成，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，热交换冷凝器通过管道连接到制冷剂毛细管，制冷剂毛细管连接到设置在船员控制仓室的蒸发器，蒸发器的制冷剂出口另连接制冷压缩机，制冷压缩机通过传动离合器与液化天然气发动机的动力输出端连接，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。LNG液化天然气发动机将天然气燃烧的动能通过发电机组转化为电能提供给施工船，施工船的动力组为电动机组，这样的结构使施工环境的大幅度噪音，且降低空气污染，具体施工船可多艘船与本专利的发电传组合施工，即一条发电传对接多艘施工船。LNG在气化时要吸热，会导致管道结霜结冰的问题，制冷剂压缩机的设置、电力线感应电流闭合电路是利用施工人员的空调散热与发电机感应电流提供热量避免LNG气化的结霜。感应电流转化为热能也用于避免LNG出口的低温。实践证明本专利的技术方案有效的解决了LNG在船体上的适应性问题，本专利适合在内河航道上多种需要的施工支援。本专利为施工船提供移动电力供应，功率大，污染小，噪音小，整个施工只需要对液化天然气船进行燃料补给，全套系统相对于柴油机器施工船，制造成本低、故障率低、维护成本低、污染小、噪音小，特别适合内河航道施工，适用范围广阔。
【主权项】
1.LNG新能源移动发电船，由船体、发电机组设备、液化天然气罐、液化天然气发动机、变速箱、船员控制仓室、压缩机、热交换冷凝器、制冷剂毛细管、蒸发器、散热片、电力线感应电流闭合电路发热器组成，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，热交换冷凝器通过管道连接到制冷剂毛细管，制冷剂毛细管连接到设置在船员控制仓室的蒸发器，蒸发器的制冷剂出口另连接制冷压缩机，制冷压缩机通过传动离合器与液化天然气发动机的动力输出端连接，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。
【文档编号】B63J3/02GK205661641SQ201620432813
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月15日
【发明人】刘富强
【申请人】刘富强