一種同時輸出高壓和低壓的氣體供應系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及燃氣動力的供應系統，更明確地說，涉及一種同時輸出高壓氣體給氣體發動機和低壓氣體給發電輔機的氣體供應系統及方法，屬于動力技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著國際貿易和船舶運輸的發展，以傳統石油產品為燃料的船舶柴油機的廢氣排放對地球環境的污染越來越嚴重，為此國際海事組織MO通過了《國際防止船舶造成大氣污染公約》，進一步提高了對船在海上運行時的排放要求。天然氣是一種清潔能源燃料，其優點在于無需或只需簡單地增加排放后處理措施就能夠很容易地達到Tier III排放要求，因而目前越來越多的船舶采用天然氣作為動力燃料。
[0003]天然氣是以碳氫化合物為主的氣體混合物，其主要成份是甲烷，具有無色無味、無毒、無腐蝕等特性，是一種可壓縮的可燃性氣體。應用超低溫冷凍技術使天然氣變為液態(體積縮小約600倍)，然后采用超低溫保冷槽罐來進行保存，是實現天然氣遠距離運輸的一種方式，這種方式具有存儲體積小、輸送效率高和安全可靠的優點，能夠很好地解決天然氣氣源的輸送和供應問題。
[0004]天然氣貨運船舶等船只具有較大體積的液化天然氣艙室，儲存有較多的天然氣，因此除了動力機構之外，船上的電力機構及鍋爐等也多使用天然氣為燃料，然而它們對供應氣體的壓力需求卻各自不同。常規的氣體供應系統僅能供應單一壓力的燃氣至天然氣燃燒設備，不能向具有多種氣體壓力需求的不同燃燒設備同時提供燃氣，因而無法以同一套供氣系統滿足同一船舶上不同設備對燃氣動力的需求。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于針對現有技術存在的不足，提供一種同時輸出高壓和低壓的氣體供應系統，能夠同時產生多種壓力的氣源供應給對進氣壓力要求不同的以液化氣(liquefied gas，縮寫LG)為燃料的燃燒設備，達到簡化設備配置、降低供氣系統能耗要求，提高氣體供應系統經濟性和安全性的效果；本發明還提供了一種同時輸出高壓和低壓的氣體供應方法。
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0007]—種同時輸出高壓和低壓的氣體供應系統，與高壓用氣裝備和低壓用氣裝備相連接；其特征在于:所述氣體供應系統包括:
[0008]液化氣儲罐；
[0009]液化氣增壓部件，連接在所述液化氣儲罐的下游，將液化氣增壓至所述高壓用氣裝備所需的壓力；
[0010]氣體化部件，連接在所述液化氣增壓部件的下游，氣化增壓后的液化氣；
[0011]減壓部件，連接在所述氣體化部件的下游，將氣體化的高壓氣體減壓至所述低壓用氣裝備所需的壓力；
[0012]加熱部件，連接在所述減壓部件的下游，將減壓降溫后的氣體加熱至所述低壓用氣裝備所需的溫度；
[0013]所述低壓用氣裝備連接在所述加熱部件的下游，所述高壓用氣裝備和所述減壓部件一起連接在所述氣體化部件的下游。
[0014]進一步地，所述的液化氣儲罐為耐壓儲罐，允許由于產生所述揮發氣而導致的壓力增加。
[0015]進一步地，所述的氣體供應系統還包括:
[0016]揮發氣增壓部件，連接所述液化氣儲罐的頂部且在該液化氣儲罐的下游，將液化氣的揮發氣增壓至所述高壓用氣裝備所需的壓力；
[0017]揮發氣加熱部件，連接在所述揮發氣增壓部件的下游，加熱增壓后的揮發氣；
[0018]所述高壓用氣裝備和減壓部件一起連接在所述氣體化部件的下游與所述揮發氣加熱部件的下游的共同連接處。
[0019]進一步地，所述的氣體供應系統還包括高壓部件，該高壓部件連接在所述液化氣增壓部件與氣體化部件之間，將增壓后的液化氣繼續加壓至所述高壓用氣裝備所需的超高壓力。
[0020]進一步地，所述的超高壓力為20?700barg。
[0021]進一步地，所述的高壓用氣裝備所需的壓力為5?50barg。
[0022]進一步地，所述的液化氣增壓部件為一個增壓泵或者由至少二個增壓泵形成的泵組，該泵組中的增壓泵并聯后能夠同時運行，也能夠單機運行。
[0023]進一步地，所述的氣體化部件包括至少一個氣化器，一個以上的氣化器并聯后能夠同時運行。
[0024]本發明另一技術方案為:
[0025]—種同時輸出高壓和低壓的氣體供應系統，與高壓用氣裝備和低壓用氣裝備相連接；其特征在于:所述氣體供應系統包括:
[0026]液化氣儲罐；
[0027]揮發氣增壓部件，連接所述液化氣儲罐的頂部且在該液化氣儲罐的下游，將液化氣的揮發氣增壓至所述高壓用氣裝備所需的壓力；
[0028]揮發氣加熱部件，連接在所述揮發氣增壓部件的下游，加熱增壓后的揮發氣；
[0029]減壓部件，連接在所述揮發氣加熱部件的下游，將高壓氣體減壓至所述低壓用氣裝備所需的壓力；
[0030]加熱部件，連接在所述減壓部件的下游，將減壓降溫后的氣體加熱至所述低壓用氣裝備所需的溫度；
[0031]所述低壓用氣裝備連接在所述加熱部件的下游，所述高壓用氣裝備和所述減壓部件一起連接在所述揮發氣加熱部件的下游。
[0032]進一步地，所述的液化氣儲罐為常壓儲罐。
[0033]進一步地，所述的減壓部件的上游連接有緩沖部件，用于緩沖氣體的壓力至穩定狀態。
[0034]進一步地，所述的高壓用氣裝備的上游連接有壓力控制閥和壓力傳感器，該壓力控制閥根據壓力傳感器給出的信號控制供應給所述高壓用氣裝備的氣體壓力。
[0035]進一步地，所述的高壓用氣裝備為至少一個氣體發動機或雙燃料低速柴油機，所述低壓用氣裝備為至少一個發電輔機或雙燃料中速柴油機。
[0036]本發明另一技術方案為:
[0037]一種采用所述氣體供應系統實現的同時輸出高壓和低壓的氣體供應方法，其包括:從所述液化氣儲罐抽取液化氣，所述液化氣增壓部件將液化氣增壓至所述高壓用氣裝備所需的壓力，所述氣體化部件氣化增壓后的液化氣，一部分氣體化的高壓液化氣供應給所述高壓用氣裝備，另一部分氣體化的高壓液化氣通過所述減壓部件減壓至所述低壓用氣裝備所需的壓力，所述加熱部件將減壓降溫后的氣體加熱至所述低壓用氣裝備所需的溫度，供應給所述低壓用氣裝備。
[0038]本發明另一技術方案為:
[0039]一種采用所述氣體供應系統實現的同時輸出高壓和低壓的氣體供應方法，其包括:從所述液化氣儲罐中釋放液化氣的揮發氣，所述揮發氣增壓部件將揮發氣增壓至所述高壓用氣裝備所需的壓力，所述揮發氣加熱部件加熱增壓后的揮發氣，一部分加熱的高壓揮發氣供應給所述高壓用氣裝備，另一部分加熱的高壓揮發氣通過所述減壓部件減壓至所述低壓用氣裝備所需的壓力，所述加熱部件將減壓降溫后的氣體加熱至所述低壓用氣裝備所需的溫度，供應給所述低壓用氣裝備。
[0040]本發明另一技術方案為:
[0041]一種采用所述氣體供應系統實現的同時輸出高壓和低壓的氣體供應方法，其包括:從所述液化氣儲罐抽取液化氣并釋放液化氣的揮發氣；所述液化氣增壓部件將液化氣增壓至所述高壓用氣裝備所需的壓力，所述氣體化部件氣化增壓后的液化氣，所述揮發氣增壓部件將揮發氣增壓至所述高壓用氣裝備所需的壓力，所述揮發氣加熱部件加熱增壓后的揮發氣；氣體化的高壓液化氣與加熱的高壓揮發氣進行混合，一部分混合氣體供應給所述高壓用氣裝備，另一部分混合氣體通過所述減壓部件減壓至所述低壓用氣裝備所需的壓力，所述加熱部件將減壓降溫后的氣體加熱至所述低壓用氣裝備所需的溫度，供應給所述低壓用氣裝備。
[0042]進一步地，所述的高壓用氣裝備所需的壓力為5?50barg。
[0043]本發明另一技術方案為:
[0044]所述的同時輸出高壓和低壓的氣體供應系統在氣體發動機試驗臺、發電輔機試驗臺、輪船或深海平臺上的應用。
[0045]進一步地，所述輪船為以液化氣為動力燃料的散裝貨船、集裝箱船、原油油船、化學品運輸船、工程船或液化氣運輸船。
[0046]與現有技術相比，本發明達到了如下有益效果:
[0047]1、所述氣體供應系統合理地配置了減壓部件和增壓部件，能夠同時產生多種壓力的燃氣氣源，供應給進氣壓力要求不同的燃燒設備，在同一時刻不僅滿足了高壓用氣裝備的需求，而且滿足了低壓用氣裝備的需求。
[0048]2、本發明適應了各類以液化氣為燃料的動力機械的需要，尤其在設置有多臺進氣壓力不同的裝備的復雜場合，更可