[發明專利]船舶燃油預熱系統中高溫燃油獲取的控制方法和系統

有效

• 申請號: 201610162462.2
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105626324B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 王文中;黃海嘯;黃信男
• 申請（專利權）人: 上海船舶研究設計院
• 主分類號: F02M31/02
• 分類號: F02M31/02
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司31227
• 代理人: 王一琦

技術領域

本發明涉及一種船舶燃油預熱系統中高溫燃油獲取的控制方法和系統，屬于船舶燃油預熱系統技術領域。

背景技術

船舶燃油輸送系統中，需要將燃油從儲存艙中輸送至沉淀柜。儲存艙中的燃油一般為重燃油，其粘度隨溫度不同變化差別極大，溫度越高，粘度越低，如某一款重燃油在50℃下粘度為380cSt，而在0℃時接近20000cSt。粘度大會導致輸送泵抽吸燃油時阻力大而增加功耗甚至無法泵送，因此有必要對燃油預先進行加熱至一定溫度以降低粘度再泵送。

目前運營船舶重油的傳統加熱方式是通過在船兩側的燃油艙內布置加熱盤管，通過蒸汽加熱重油來達到駁運條件。盡管這種方式能降低燃油粘度而節省能耗，但是弊端較多，比如能量利用率較低、局部高溫、結垢、燃油殘存等。為了解決燃油輸送系統中加熱盤管帶來的問題，現有技術中已經采用一種新的加熱方式來代替盤管，其操作方式是在燃油儲存艙中設置一個小隔艙，小隔艙與儲存艙相通，首先往小隔艙中泵入沉淀柜中的高溫燃油，預熱得到一定量的相對高溫燃油，達到泵送條件，然后采用燃油輸送泵抽吸燃油至沉淀柜，如此往復循環。

在現有的優勢較明顯的幾種專利方案中，一種是用于預熱的高溫燃油都是直接來自于燃油沉淀柜，即進入燃油儲存艙的熱油溫度由沉淀柜油溫決定；另一種是用于預熱的高溫燃油除了在沉淀柜加熱外，還需要進蒸汽加熱器二次加熱，在蒸汽加熱器出口有一個溫度取樣點a，如果a點溫度高于或低于設定值，由溫控閥調整蒸汽量，使得加熱器出口溫度維持在恒定值。這兩種專利方案中有個共同的特點：進入燃油儲存艙內的高溫燃油溫度基本恒定，隨著外界溫度的變化，預熱的高溫燃油的熱量調整需要靠預熱泵的變頻來調整預熱泵的轉速，從而達到調整預熱高溫燃油流量的目的。

這些方案的缺點如下：

預熱泵為變頻泵，且根據一用一備的原則，一套燃油預熱系統至少需要兩個變頻泵。而變頻泵的價格要遠高于常規泵，且長期變負荷運轉會降低泵的使用壽命，這都將會增加該系統的成本；同時，變頻泵的功率變化對于船上的電網也會產生一定沖擊。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是：現有技術為達到燃油溫度的控制，被迫采用變頻泵，變頻泵的價格較高，且必須至少設置兩個，導致成本較高；變頻泵對船用電網會產生一定沖擊。

本發明采取以下技術方案：

一種船舶燃油預熱系統中高溫燃油獲取的控制方法，定頻預熱泵從沉淀柜吸入高溫燃油，進入蒸汽加熱器；經蒸汽加熱器加熱后的高溫燃油進入燃油儲存艙的熱交換箱，加熱冷油，得到相對高溫燃油；所述相對高溫燃油經燃油輸送泵抽出進入沉淀柜；在燃油輸送泵進口處有一個溫度取樣點b，如果b點溫度高于設定值，調整蒸汽閥門從而減小蒸汽量，反之，調整蒸汽閥門增加蒸汽量，最終使得燃油輸送泵進口處燃油溫度維持在恒定值。

本發明預熱的高溫燃油流量一定，靠高溫燃油溫度的變化達到控制預熱燃油的熱量，最終達到控制被駁運的燃油溫度恒定。

一種船舶燃油預熱系統中高溫燃油獲取的控制系統，包括沉淀柜、燃油儲存艙，定頻預熱泵，蒸汽加熱器，燃油輸送泵；所述燃油儲存艙內設有熱交換箱；所述沉淀柜、定頻預熱泵、蒸汽加熱器、熱交換箱通過管路依次連接；所述熱交換箱、燃油輸送泵、沉淀柜也通過管路依次連接；所述燃油輸送泵前端設置溫度取樣點b，如果b點溫度高于設定值，調整蒸汽閥門從而減小蒸汽量，反之，調整蒸汽閥門增加蒸汽量，最終使得燃油輸送泵進口處燃油溫度維持在恒定值。

進一步的，所述沉淀柜包括燃油澄清艙、燃油日用艙。

進一步的，與熱交換箱連接的一段燃油管路為燃油輸送管，所述燃油輸送管是燃油在其中雙向輸送的一段共用的管路，燃油預熱泵與燃油輸送泵不同時開啟。

進一步的，所述溫度取樣點b處設有溫度傳感器，所述蒸汽閥門是氣動閥門，所述溫度傳感器與蒸汽閥門信號連接，實現自動反饋和控制。

本發明的有益效果在于：

1)采用常規泵、溫控閥和蒸汽加熱的組合方式代替變頻泵，較大程度降低產品成本；

2)預熱泵的流量恒定，不存在變負荷運行工況，泵的使用壽命有效延長。

3)預熱泵定排量泵，泵的運行對于電網沒有沖擊。

4)溫控閥溫度取樣點設在燃油輸送泵進口處，該系統最終目的是要在任何工況下都能從燃油儲存艙泵送出某一溫度值(允許小范圍誤差)的熱油，溫度取樣點設在輸送泵進口處，與實際所需溫度監控的位置更貼近，是更切合實際情況的設置，使控制精度比現有技術的方案要高，可以更真實的反應不同工況下燃油對預熱量的需求；