LNG船舶动力主机燃料加注系统研究

发布时间：2024-09-17 13:32

　　长久以来,航运业为活跃全球经济做出了巨大贡献。随着各大洲经济交流的加深,航运业排放的CO₂和氮氧化物明显增加。温室效应和PM2.5超标带来的恶劣气候愈演愈烈。国际海事组织（IMO）先后制定了一系列规范来遏制航运业污染物的排放。LNG燃料主机船舶在降低污染物排放,提高主机燃烧效率等方面具有非常大的优势。LNG主机需要LNG燃料加注系统的辅助才能工作。目前,我国对于LNG燃料加注系统的研究还处于初级阶段,LNG加注过程中,流量、温度和压力的控制比较粗放,使得LNG燃料主机燃烧效率偏低。为了保护环境,提高LNG燃料主机效率,本文设计了一套基于PLC控制系统的低压LNG船舶动力主机燃料加注系统（简称低压LNG燃料加注系统）。首先,结合低压LNG燃料主机对燃气压力和温度的需求进行管系设计。LNG燃料加注管系主要由LNG充装和存储监控系统、汽化与加热单元、可燃气体探测与紧急切断系统、透气与通风系统、LNG加注管路与低温附件等部分组成。使用中间介质进行热量循环,利用船舶主机缸套水废热对LNG进行气化和加热,有效利用船舶废热。其次,结合低压LNG燃料加注系统对LNG和中间介质流量、...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究的背景与意义
    1.2 LNG应用的研究现状
        1.2.1 LNG燃料主机船舶发展现状
        1.2.2 LNG燃料主机发展现状
    1.3 LNG燃料加注系统研究现状
        1.3.1 高压LNG燃料加注系统
        1.3.2 自增压式低压LNG燃料加注系统
        1.3.3 泵增压式低压LNG燃料加注系统
    1.4 本文主要研究内容
第二章 低压LNG燃料加注系统
    2.1 低压LNG燃料加注系统构成及工作原理
        2.1.1 低压LNG燃料加注系统构成
        2.1.2 低压LNG燃料加注系统工作原理
    2.2 低压LNG燃料加注系统可行性分析
        2.2.1 低压LNG燃料加注系统自动调压理论分析
        2.2.2 低压LNG燃料加注系统安全稳定性分析
    2.3 本章小结
第三章 LNG燃料加注管系
    3.1 LNG充装和存储监控系统
        3.1.1 储罐选用与布置
        3.1.2 储罐监控系统
        3.1.3 LNG充装站
    3.2 气化与加热单元
        3.2.1 水-乙二醇加热单元
        3.2.2 LNG气化&加热单元
    3.3 可燃气体探测与LNG紧急切断系统
        3.3.1 可燃气体探测
        3.3.2 LNG应急关闭系统
    3.4 透气与通风系统
        3.4.1 透气系统
        3.4.2 通风系统
    3.5 LNG加注管系系统图
        3.5.1 阀门
        3.5.2 其他附件
        3.5.3 管路的公称直径
        3.5.4 管系系统图
    3.6 本章小结
第四章 LNG加注控制系统
    4.1 LNG加注控制系统硬件
        4.1.1 控制系统设计
        4.1.2 中央控制单元
        4.1.3 人机界面HMI
    4.2 控制系统软件
        4.2.1 西门子STEP7软件
        4.2.2 西门子WINCC软件
    4.3 系统通信配置
        4.3.1 PROFINET协议
        4.3.2 MODBUS协议
        4.3.3 MODBUS主从站设置
    4.4 模拟量控制与系统硬件组态
        4.4.1 模拟量控制
        4.4.2 系统组态
    4.5 阀门控制算法
        4.5.1 阀门PI控制算法
        4.5.2 PI控制算法仿真
        4.5.3 PI控制软件设计
    4.6 人机交互界面
        4.6.1 PC端人机交互界面
        4.6.2 HMI端人机交互界面
    4.7 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文及研究成果



本文编号：4005520