Lng新能源移動發(fā)電船的制作方法
【專利摘要】本專利涉及水上工程船，具體為一種LNG新能源移動發(fā)電船。船體內(nèi)設(shè)置液化天然氣發(fā)動機(jī)，液化天然氣罐通過燃?xì)夥€(wěn)壓閥連接液化天然氣發(fā)動機(jī)的燃?xì)膺M(jìn)氣口，液化天然氣發(fā)動機(jī)與液化天然氣罐之間的管道上設(shè)置熱交換冷凝器，液化天然氣發(fā)動機(jī)的動力輸出端通過離合器連接發(fā)電機(jī)組設(shè)備，發(fā)電機(jī)組設(shè)備的外部設(shè)置電力線感應(yīng)電流閉合電路的感應(yīng)電流線圈，感應(yīng)電流線圈與發(fā)熱電阻形成閉合電路，發(fā)熱電阻設(shè)置在液化天然氣發(fā)動機(jī)與液化天然氣罐之間的管道上，發(fā)電機(jī)組設(shè)備通過動力電纜輸出接口與施工船電力輸入口連接。本專利噪音低、無廢氣顆粒排放、適應(yīng)性廣。
【專利說明】
LNG新能源移動發(fā)電船
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本專利涉及水上工程船，具體為一種LNG新能源移動發(fā)電船。
【背景技術(shù)】
[0002]大型河道采沙船機(jī)、施工川目前采用柴油動力機(jī)械化操作。其結(jié)構(gòu)為單船安裝柴油動力機(jī)組提供動力。柴油機(jī)組的問題在于柴油動力組其壓縮比高，柴油機(jī)要比同等汽油機(jī)更重一些，燃料噴射裝置價格昂貴;維修費(fèi)用高(噴油栗和噴油器加工精度要求高);轉(zhuǎn)速低，加速較慢(重量和壓縮比的原因)；柴油機(jī)會產(chǎn)生更多煙霧和“怪味”；有害顆粒物排放大;天冷時柴油機(jī)會很難啟動(如含有電熱塞，要等待其加熱后，才能啟動);柴油機(jī)的噪聲很大且容易震動;柴油動力的使用方便性差。目前的柴油挖沙船技術(shù)，要產(chǎn)生很大的環(huán)境污染、施工中工作船上人員也飽受噪音震動的折磨，且設(shè)備故障率很高。每一條船都有獨(dú)立柴油機(jī)組，一旦工作起來，整個江面噪音很大，空氣污染嚴(yán)重，工作人員的環(huán)境很惡劣，多個柴油動力機(jī)組的維護(hù)成本很高，需要高成本的養(yǎng)護(hù)維修成本已經(jīng)對每條船都要進(jìn)行燃料補(bǔ)給。實際施工中，往往需要多條船同時作業(yè)，以實現(xiàn)施工目標(biāo)。目前的技術(shù)就需要多條獨(dú)立動力機(jī)組同時開工的局面，造成施工成本很高、環(huán)境污染壓力大。而現(xiàn)有的技術(shù)中，電力機(jī)組的施工其噪音比柴油機(jī)組低很多，電力機(jī)組的設(shè)備故障率也很低，但問題是，江面施工船只的位置再不斷變動，從河岸牽電纜是不現(xiàn)實的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本專利目的在于針對以上技術(shù)問題，提供一種LNG新能源移動發(fā)電船，使水上挖沙工程成本降低、設(shè)備故障少、大幅度減少環(huán)境污染物、改善施工人員工作環(huán)境，充分利用LNG發(fā)動機(jī)的熱能，提升工作船的施工人員環(huán)境，并降低能耗。
[0004]本專利的具體技術(shù)方案如下:
[0005]LNG新能源移動發(fā)電船，由船體、發(fā)電機(jī)組設(shè)備、液化天然氣罐、液化天然氣發(fā)動機(jī)、變速箱、船員控制倉室、壓縮機(jī)、熱交換冷凝器、制冷劑毛細(xì)管、蒸發(fā)器、散熱片、電力線感應(yīng)電流閉合電路發(fā)熱器組成，船體內(nèi)設(shè)置液化天然氣發(fā)動機(jī)，液化天然氣罐通過燃?xì)夥€(wěn)壓閥連接液化天然氣發(fā)動機(jī)的燃?xì)膺M(jìn)氣口，液化天然氣發(fā)動機(jī)與液化天然氣罐之間的管道上設(shè)置熱交換冷凝器，熱交換冷凝器通過管道連接到制冷劑毛細(xì)管，制冷劑毛細(xì)管連接到設(shè)置在船員控制倉室的蒸發(fā)器，蒸發(fā)器的制冷劑出口另連接制冷壓縮機(jī)，制冷壓縮機(jī)通過傳動離合器與液化天然氣發(fā)動機(jī)的動力輸出端連接，液化天然氣發(fā)動機(jī)的動力輸出端通過離合器連接發(fā)電機(jī)組設(shè)備，發(fā)電機(jī)組設(shè)備的的外部設(shè)置電力線感應(yīng)電流閉合電路的感應(yīng)電流線圈，感應(yīng)電流線圈與發(fā)熱電阻形成閉合電路，發(fā)熱電阻設(shè)置在液化天然氣發(fā)動機(jī)與液化天然氣罐之間的管道上，發(fā)電機(jī)組設(shè)備通過動力電纜輸出接口與施工船電力輸入口連接。
[0006]LNG液化天然氣發(fā)動機(jī)將天然氣燃燒的動能通過發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)化為電能提供給施工船，施工船的動力組為電動機(jī)組，這樣的結(jié)構(gòu)使施工環(huán)境的大幅度噪音，且降低空氣污染，具體施工船可多艘船與本專利的發(fā)電傳組合施工，即一條發(fā)電傳對接多艘施工船。本專利的優(yōu)勢體現(xiàn)在熱效率高，環(huán)境友好、設(shè)備故障率低。環(huán)境友好，液化天然氣挖沙船以清潔能源LNG為動力，LNG幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質(zhì)，燃燒后的顆粒物排放量比柴油機(jī)少50?70%，LNG發(fā)動機(jī)工作8小時可比一臺同規(guī)格的柴油裝載機(jī)減少150Kg的C02排放，所以，使用LNG作為動力燃料能給我們帶來很好的社會效益，橫及萬家，縱貫千秋。提升經(jīng)濟(jì)價值，以LNG作為燃料的挖沙動力組合，同等的工作量，可以節(jié)約燃料成本30%左右，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。延長整機(jī)壽命，由于LNG燃燒完全，無結(jié)炭、無爆震，能有效減輕零件磨損，延長發(fā)動機(jī)壽命，使生產(chǎn)資料的資源消耗降低到最低限度、發(fā)揮出最大價值。LNG燃料在從儲氣罐出來時需要吸收熱量，在過去的條件下可能導(dǎo)致出口管道結(jié)霜結(jié)冰，氣體壓力不足。而這一冷源在本專利中是可以利用的，熱交換冷凝器可將熱量傳遞給出氣管道避免凍結(jié)穩(wěn)定氣壓。壓縮機(jī)、蒸發(fā)器的制冷可以給船體內(nèi)施工人員的工作室提供冷氣，改善施工人員工作環(huán)境。工程船在國內(nèi)長江流域工作，這一地區(qū)是中國的火爐地區(qū)，夏季氣溫、濕度很大，施工人員在原有的設(shè)備技術(shù)條件下，要忍受高溫、噪音、震動的折磨，本專利能解決以上問題，更重要的是改善施工船只對環(huán)境污染的問題。LNG汽化潛熱高，液化過程中的冷量可回收利用。由于LNG汽化后密度很低，只有空氣的一半左右，稍有泄漏立即擴(kuò)散，降低了引起爆炸的可能性。由于LNG成分較純，燃燒完全，燃燒后生成二氧化碳和水，所以它是很好的清潔燃料，有利于保護(hù)環(huán)境，減少環(huán)境污染。經(jīng)過深冷過程，天然氣中的硫成分以固體形式析出、分離，比其他燃料更清潔，燃燒時溫室氣體排放量更低，是一種“綠色”的能源。環(huán)保性。LNG的主要成分是甲烷，燃燒后的排放物與汽油和柴油相比，C0、C02和NOx的濃度均有明顯下降，PM2.5與機(jī)動車尾氣排放密切相關(guān)，使用LNG為燃料的汽車，其尾氣中每千米排放的PM2.5顆粒物僅為0.005克，比汽、柴油減少93%以上，是現(xiàn)階段緩解和降低PM2.5顆粒物的最有效、最便捷的途徑，并可同時減少碳排放、綜合污染物排放80%;安全性。LNG燃點(diǎn)為650°C，比汽、柴油的燃點(diǎn)高;爆炸極限為5%-15%、-106.7°C以上的LNG蒸氣比空氣輕，稍有泄露，在戶外立即揮發(fā)飛散，很難形成遇火燃燒爆炸的濃度，安全性能極高;經(jīng)濟(jì)性。LNG的價格比汽油和柴油低，可大大降低運(yùn)輸成本，且燃燒充分，不產(chǎn)生積碳，能有效減輕零件磨損，使用天然氣時還可延長發(fā)動機(jī)壽命，降低發(fā)動機(jī)的維修費(fèi)用50%以上，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著。提升經(jīng)濟(jì)價值，以LNG作為燃料的挖沙動力組合，同等的工作量，可以節(jié)約燃料成本30%左右，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。延長整機(jī)壽命，由于LNG燃燒完全，無結(jié)炭、無爆震，能有效減輕零件磨損，延長發(fā)動機(jī)壽命，使生產(chǎn)資料的資源消耗降低到最低限度、發(fā)揮出最大價值。目前柴油發(fā)動機(jī)的另一個缺陷在于噪音、震動。柴油機(jī)噪聲分為三類:空氣動力性噪聲、燃燒噪聲和機(jī)械噪聲。柴油機(jī)空氣動力性噪聲主要包括進(jìn)、排氣噪聲(主要是排氣噪聲)、渦輪增壓器中的空氣與廢氣脈動噪聲。排氣噪聲生的機(jī)理是:當(dāng)柴油機(jī)氣門打開出現(xiàn)縫隙時，廢氣以脈沖形式從縫隙沖出，形成能量很高、頻譜復(fù)雜的噪聲。其主要組成包括:因排氣門開、關(guān)而產(chǎn)生的周期性壓力所激發(fā)的噪聲；高速氣流通過排氣門和排氣管道時形成的渦流所產(chǎn)生的渦流噪聲;排氣總管中廢氣進(jìn)入渦輪增壓器與其中空氣混合形成渦流產(chǎn)生的渦流噪聲。排氣噪聲隨氣壓力和轉(zhuǎn)速的增加而增大。采用渦輪增壓系統(tǒng)可使排氣噪聲有所降低，特別是能衰減廢氣脈沖產(chǎn)生的低頻噪聲，主要是因為定壓增壓系統(tǒng)排氣總管比較大，在一定程度上能起排氣消音器的作用。這也是現(xiàn)在的二沖程柴油機(jī)采用定壓增壓系統(tǒng)，而不用以前的脈沖增壓系統(tǒng)的重要原因之一。燃燒噪聲是燃料燃燒時缸內(nèi)壓力急劇變化產(chǎn)生的動載荷和沖擊波引起的強(qiáng)烈振動，經(jīng)氣缸蓋、氣缸套、活塞、連桿、曲軸主軸承傳播出來形成的噪聲。燃燒噪聲的特性可以用氣缸壓力的頻譜曲線表示，對各種燃燒方式的內(nèi)燃機(jī)制取缸內(nèi)壓力譜表明，最高壓力決定氣缸壓力譜的低頻成分。柴油機(jī)燃燒噪聲是以IkHz?2kHz為中心500kHz以上的中、高頻成分為主。機(jī)械噪聲是柴油機(jī)零部件之間機(jī)械撞擊所產(chǎn)生的振動激發(fā)的噪聲。機(jī)械噪聲的主要成分是活塞敲擊噪聲、正時齒輪噪聲和曲柄連桿機(jī)構(gòu)等運(yùn)動機(jī)件撞擊缸套、軸承及缸體產(chǎn)生的噪聲等。其中活塞敲擊氣缸壁產(chǎn)生的噪聲主要由燃燒過程引起，發(fā)生在上、下止點(diǎn)附近，以壓縮上止點(diǎn)附近最為嚴(yán)重。敲擊強(qiáng)度與氣缸內(nèi)最高燃燒壓力和活塞與氣缸間隙有關(guān)。正時齒輪噪聲是因為齒輪承受交變載荷時，嚙合傳動中齒間發(fā)生撞擊和摩擦，加上齒輪存在的各種誤差，使軸發(fā)生變形、軸承負(fù)荷加重、曲軸和凸輪軸扭振等，從而激發(fā)噪聲。隨著柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，齒輪噪聲也越來越大。柴油機(jī)的主噪聲源不同，對環(huán)境產(chǎn)生的噪聲輻射類型也各不相同，主要有:排氣噪聲(如氣體脈動)、空間噪聲(如機(jī)艙噪聲)和結(jié)構(gòu)噪聲激勵(如柴油機(jī)底腳振動)。使用柴油機(jī)，不論柴油機(jī)設(shè)備如何精致，其噪音都無法有效解決。LNG發(fā)動機(jī)徹底解決噪音問題，LNG發(fā)動機(jī)比汽油機(jī)噪音震動還低，經(jīng)過試驗對比，使用本專利設(shè)備大幅度改善施工人員工作環(huán)境，從而避免了噪音對人員的傷害。施工船利用發(fā)電船的電力進(jìn)行施工，施工船的電動設(shè)備比柴油動力組合、汽油動力組合等內(nèi)燃機(jī)噪音小很多，幾乎可以忽略不計。施工船也不再需要燃油補(bǔ)給，設(shè)備故障率也大為降低。所有的燃料補(bǔ)給都針對發(fā)電船。發(fā)電船是LNG燃料，其燃燒效率更高，噪音低、污染少，施工組合模式多樣，改造適應(yīng)性更強(qiáng)。
【附圖說明】
[0007]圖1為本專利結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]其中，I一一船體、2—一液化天然氣罐、3—一液化天然氣發(fā)動機(jī)、4一一變速箱、5——船員控制倉室、6——壓縮機(jī)、7——熱交換冷凝器、8——制冷劑毛細(xì)管、9——蒸發(fā)器、1——散熱片、12——發(fā)電機(jī)組設(shè)備、14——發(fā)熱電阻、15——動力電纜輸出接口。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合【具體實施方式】對本專利作進(jìn)一步說明。
[0010]LNG新能源移動發(fā)電船，由船體、發(fā)電機(jī)組設(shè)備、液化天然氣罐、液化天然氣發(fā)動機(jī)、變速箱、船員控制倉室、壓縮機(jī)、熱交換冷凝器、制冷劑毛細(xì)管、蒸發(fā)器、散熱片、電力線感應(yīng)電流閉合電路發(fā)熱器組成，船體內(nèi)設(shè)置液化天然氣發(fā)動機(jī)，液化天然氣罐通過燃?xì)夥€(wěn)壓閥連接液化天然氣發(fā)動機(jī)的燃?xì)膺M(jìn)氣口，液化天然氣發(fā)動機(jī)與液化天然氣罐之間的管道上設(shè)置熱交換冷凝器，熱交換冷凝器通過管道連接到制冷劑毛細(xì)管，制冷劑毛細(xì)管連接到設(shè)置在船員控制倉室的蒸發(fā)器，蒸發(fā)器的制冷劑出口另連接制冷壓縮機(jī)，制冷壓縮機(jī)通過傳動離合器與液化天然氣發(fā)動機(jī)的動力輸出端連接，液化天然氣發(fā)動機(jī)的動力輸出端通過離合器連接發(fā)電機(jī)組設(shè)備，發(fā)電機(jī)組設(shè)備的的外部設(shè)置電力線感應(yīng)電流閉合電路的感應(yīng)電流線圈，感應(yīng)電流線圈與發(fā)熱電阻形成閉合電路，發(fā)熱電阻設(shè)置在液化天然氣發(fā)動機(jī)與液化天然氣罐之間的管道上，發(fā)電機(jī)組設(shè)備通過動力電纜輸出接口與施工船電力輸入口連接。LNG液化天然氣發(fā)動機(jī)將天然氣燃燒的動能通過發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)化為電能提供給施工船，施工船的動力組為電動機(jī)組，這樣的結(jié)構(gòu)使施工環(huán)境的大幅度噪音，且降低空氣污染，具體施工船可多艘船與本專利的發(fā)電傳組合施工，即一條發(fā)電傳對接多艘施工船。LNG在氣化時要吸熱，會導(dǎo)致管道結(jié)霜結(jié)冰的問題，制冷劑壓縮機(jī)的設(shè)置、電力線感應(yīng)電流閉合電路是利用施工人員的空調(diào)散熱與發(fā)電機(jī)感應(yīng)電流提供熱量避免LNG氣化的結(jié)霜。感應(yīng)電流轉(zhuǎn)化為熱能也用于避免LNG出口的低溫。實踐證明本專利的技術(shù)方案有效的解決了LNG在船體上的適應(yīng)性問題，本專利適合在內(nèi)河航道上多種需要的施工支援。本專利為施工船提供移動電力供應(yīng)，功率大，污染小，噪音小，整個施工只需要對液化天然氣船進(jìn)行燃料補(bǔ)給，全套系統(tǒng)相對于柴油機(jī)器施工船，制造成本低、故障率低、維護(hù)成本低、污染小、噪音小，特別適合內(nèi)河航道施工，適用范圍廣闊。
【主權(quán)項】
1.LNG新能源移動發(fā)電船，由船體、發(fā)電機(jī)組設(shè)備、液化天然氣罐、液化天然氣發(fā)動機(jī)、變速箱、船員控制倉室、壓縮機(jī)、熱交換冷凝器、制冷劑毛細(xì)管、蒸發(fā)器、散熱片、電力線感應(yīng)電流閉合電路發(fā)熱器組成，船體內(nèi)設(shè)置液化天然氣發(fā)動機(jī)，液化天然氣罐通過燃?xì)夥€(wěn)壓閥連接液化天然氣發(fā)動機(jī)的燃?xì)膺M(jìn)氣口，液化天然氣發(fā)動機(jī)與液化天然氣罐之間的管道上設(shè)置熱交換冷凝器，熱交換冷凝器通過管道連接到制冷劑毛細(xì)管，制冷劑毛細(xì)管連接到設(shè)置在船員控制倉室的蒸發(fā)器，蒸發(fā)器的制冷劑出口另連接制冷壓縮機(jī)，制冷壓縮機(jī)通過傳動離合器與液化天然氣發(fā)動機(jī)的動力輸出端連接，液化天然氣發(fā)動機(jī)的動力輸出端通過離合器連接發(fā)電機(jī)組設(shè)備，發(fā)電機(jī)組設(shè)備的外部設(shè)置電力線感應(yīng)電流閉合電路的感應(yīng)電流線圈，感應(yīng)電流線圈與發(fā)熱電阻形成閉合電路，發(fā)熱電阻設(shè)置在液化天然氣發(fā)動機(jī)與液化天然氣罐之間的管道上，發(fā)電機(jī)組設(shè)備通過動力電纜輸出接口與施工船電力輸入口連接。
【文檔編號】B63J3/02GK205661641SQ201620432813
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月15日
【發(fā)明人】劉富強(qiáng)
【申請人】劉富強(qiáng)