本實用新型涉及燃料供應自動控制系統，具體而言，涉及LNG加注船的燃料供應自動控制系統及LNG加注船。

背景技術：

隨著液化天然氣LNG在船舶應用方面的發(fā)展，LNG動力船舶逐漸增加，然而LNG動力船舶在燃料補給方面存在補給能力缺乏、補給點少，補給困難等問題。因此，LNG燃料補給困難成為制約LNG動力船舶發(fā)展的主要阻力。為拓寬新能源LNG目前的應用領域，開發(fā)船用LNG及其關鍵技術是主要方向。LNG動力船舶的快速發(fā)展，必然會帶動LNG船舶燃料補給產業(yè)的發(fā)展。在船用LNG燃料加注模式方面，LNG移動加注船以其加注的靈活性、快速性的優(yōu)勢必然會成為船舶LNG燃料補給的主要模式，在未來將會快速發(fā)展。但到目前為止，我國LNG移動加注船還處于開發(fā)設計階段，實際的LNG加注船的燃料供應自動控制系統還未成熟。此外，隨著船舶數字化、自動化程度的提到，對船用LNG燃料供應的自動化和精確性提出了更高的要求。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種LNG加注船的燃料供應自動控制系統及LNG加注船，以解決現階段船用LNG燃料供應的自動化和精確性低的問題。

本實用新型提供了一種LNG加注船的燃料供應自動控制系統，其包括：

設置在貨控室的電源裝置、操作面板和工控機，相互連接的操作面板、工控機分別和所述電源裝置連接；

一套以上與燃料供應系統連接的燃料供應控制模塊，所述燃料供應控制模塊的數量與燃料供氣系統數量相同；每一套燃料供應控制模塊包括依次連接的燃料供應控制器、緊急切斷控制器和測量組件，所述燃料供應控制器、緊急切斷控制器和測量組件通過雙冗余CAN網與所述工控機和全船監(jiān)測報警器連接，所述燃料供應控制器、緊急切斷控制器通過硬線連接所述操作面板。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述工控機設置有數據記錄器、數據分析器，所述數據記錄器和所述數據分析器連接，其所述數據記錄器和所述測量組件連接。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述操作面板包括電路板以及一個以上控制按鈕，所述控制按鈕和所述電路板連接；所述工控機包括操作指令接收裝置，所述操作指令接收裝置與所述電路板連接。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述貨控室和駕駛室分別設置有一個以上燃料供應儀表顯示板，所有燃料供應儀表顯示板與測量組件連接。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述測量組件前端安裝有安全隔離柵。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述測量組件分別包括一個以上傳感器，所述傳感器設置在儲罐、燃料罐和/或低溫泵進出口上。

在一些實施例中，優(yōu)選為，操作面板、燃料供應控制器、緊急切斷控制器和測量組件均包括相互連接的故障自檢裝置和故障警報器；所述故障自檢裝置包括通訊器，所述通訊器與所述工控機連接；所述故障警報器與所述全船監(jiān)測報警器連接。

在一些實施例中，優(yōu)選為，一套以上燃料供應控制模塊之間通過燃料供應系統的互通控制閥并聯連接。

在一些實施例中，優(yōu)選為，在貨控室和駕駛室分別設置有一個以上所述工控機。

針對上述LNG加注船的燃料供應自動控制系統，本實用新型還提出了一種LNG加注船，其包括以上所述任一所述的LNG加注船的燃料供應自動控制系統。

本實用新型實施例提供的LNG加注船的燃料供應自動控制系統，與現有技術相比，該系統包括與燃料供應系統連接的燃料供應控制模塊，其中燃料供應控制模塊包括互聯的燃料供應控制器、緊急切斷控制器和測量組件，燃料供應控制器、緊急切斷控制器和測量組件將所檢測到的信息通過雙冗余CAN網傳輸給工控機、全船監(jiān)測報警器，工控機設置在貨控室內，并與貨控室內的操作面板連接，進而，可通過操作面板或工控機的操作實現對LNG移動加注船的燃料供應系統的控制。并且，工作人員還可通過全船監(jiān)控報警器對整個燃料供應系統進行監(jiān)控。從而可知，該自動控制系統實現了對燃料供應系統遠程控制，并且可提供監(jiān)測報警信息，緊急情況下還可以自動緊急切斷和手動緊急切斷燃料供應系統的運作，有效的解決了船用LNG燃料供應自動化和精確性低的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型一個實施例中LNG加注船的燃料供應自動控制系統結構示意圖；

圖2為本實用新型一個實施例中操作面板結構示意圖；

圖3為本實用新型一個實施例中LNG加注船的燃料供應自動控制系統原理圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

針對現階段的船用LNG燃料供應自動化和精確性低的問題，本實用新型提出了LNG加注船的燃料供應自動控制系統及LNG加注船。如圖1所示，LNG加注船的燃料供應自動控制系統具體包括：工控機4設置在貨控室1內，貨控室1內還安裝有操作面板5和電源裝置6，并且電源裝置6、操作面板5、工控機在貨控室1內通過硬線依次連接。該系統還包括以及一套以上與燃料供應系統連接的燃料供應模塊3，燃料供應控制模塊的數量與燃料供氣系統數量相同，即一套燃料供氣系統是由一套燃料供應模塊控制的。每一套燃料供應控制模塊3包括依次連接的燃料供應控制器10、緊急切斷控制器11和測量組件12。其中，燃料供應控制器10、緊急切斷控制器11和測量組件12通過雙冗余CAN網與工控機4、全船監(jiān)測報警器8連接，燃料供應控制器10、緊急切斷控制器11通過硬線連接操作面板6。工控機4設置在貨控室內，貨控室內的電源裝置5和操作面板6、工控機4依次連接，全船監(jiān)測報警器8設置在駕駛室2內。

對于該自動控制系統，在貨控室1和駕駛室2可分別設置有一個以上的上述工控機，方便貨控室和駕駛室內的人員操作。并且，該自動控制系統的所有工控機都安裝有計算機軟件系統，進而可通過工控機對該自動控制系統進行軟件安裝、更新和維護，實現對燃料供應控制器的控制，并且可通過工控機的顯示器完成對該自動控制系統運行狀態(tài)、各監(jiān)測點的監(jiān)測，也可以通過在顯示器界面上的操作對燃料供應系統進行操作控制。貨控室1和駕駛室2內還分別設置有一個以上燃料供應儀表顯示板，所有燃料供應儀表顯示板與測量組件12連接。根據船檢規(guī)范，在貨控室1設置燃料供應儀表顯示板7和在駕駛室2設置燃料供應儀表顯示板9，以及在貨控室、駕駛室顯示發(fā)動機的運行指示。當儲罐或燃料罐液位高高位報警時，在駕駛臺和貨控臺的燃料供應儀表顯示板顯示，并配有聲光報警器。并且，報警時能關閉主閥、關停潛液泵，實現緊急切斷的功能。

工控機4安裝有計算機軟件系統，工控機4電腦軟件界面實時顯示所有采集信號的狀態(tài)，通過列表和圖形界面相結合的方式監(jiān)控燃氣供應裝置和系統，而且還具有參數顯示與報警、圖形顯示、數據記錄與查詢、故障自檢及診斷等功能。當該自動控制系統出現警報信息時，工控機4的顯示器上彈出一個報警窗口，發(fā)出聲和光報警信號，消聲后，閃光信號保存，應答按鈕按下后，閃光變平光。實測值會在屏幕上動態(tài)刷新，實時顯示，當檢測到傳感器故障時，屏幕有傳感器故障指示，具有報警閉鎖和報警延時等功能。每個具有通信狀態(tài)指示、電源指示元件的信息，在顯示器上對系統的電源失電、傳感器斷線、通訊故障進行自檢與報警。操作面板、燃料供應控制器、緊急切斷控制器和測量組件均包括相互連接的故障自檢裝置和故障警報器；故障自檢裝置包括通訊器，通訊器與工控機連接；故障警報器與全船監(jiān)測報警器連接。當每個器件自檢到故障，通過通訊器傳輸到工控機4。而且，工控機還設置有數據記錄器、數據分析器，數據記錄器和數據分析器連接，其數據記錄器和測量組件連接。則工控機4和全船檢測報警器8具有測量參數定時自動記錄(定時時間可以設定)、報警/消警即時記錄等功能，而且隨時可將當前測量參數存盤，能夠查詢某一時間保存的測點狀態(tài)及測量值，某一測點的報警歷史。工控機還可以根據記錄的數據以及其分析結構，將其展現為模擬圖，可通過動態(tài)參數曲線和模擬二次儀表顯示，并且可將用戶需要的模擬量以動態(tài)曲線和儀表形式顯示，儀表的下方顯示該測點的具體數值，故障時以紅色指示。

如圖2所示，操作面板5包括一個以上控制按鈕，所有控制按鈕均與電路板連接；工控機包括操作指令接收裝置，操作指令接收裝置與電路板連接。其中，如圖2所示，操作面板包含兩套燃料自動控制操作面板，設有16、29-手/自動控制方式選擇旋鈕，實現手動控制和自動控制的選擇；設有燃料供應啟動按鈕17/30，實現供氣的自動控制；設有發(fā)動機運行按鈕18/31和發(fā)動機供氣請求按鈕19/32；并設有手動控制按鈕，系統出液按鈕20/33(對應控制圖3中的出液控制閥43/44)，系統回氣按鈕21/34(對應控制圖3中的出液控制閥46/45)，系統進氣按鈕22/35(對應控制圖3中的LNG液貨罐BOG供氣控制閥48/47)，供氣主閥按鈕23/36(對應控制圖3中的供氣主閥57/58),加熱器進水按鈕24/37(對應控制圖3中的加熱器進水控制閥53/54)，冷卻水進水按鈕25/38(對應控制圖3中的發(fā)動機冷卻水控制閥62/63)，循環(huán)泵啟動按鈕26/39(對應控制圖3中的循環(huán)泵66/67的啟動)，循環(huán)泵停止按鈕27/40(對應控制圖3中的循環(huán)泵66/67的停止)。此外操作面板還包含循環(huán)泵68啟動和停止按鈕，緊急切斷(SED)相關所有手動按鈕)。操作面板5的控制指令及指示通過硬線連接至燃氣供應控制器10、13和緊急切斷控制器11、14。燃料供應控制器和緊急切斷控制器的控制對象為循環(huán)泵和電磁閥。供氣管路上的緊急切斷閥的開啟和關閉由電磁閥氣控實現。燃料供應控制器10、13和緊急切斷控制器11、14通過控制燃料供應系統的循環(huán)泵和電磁閥實現對燃料供應系統的控制。同樣，工控機4也可以進行上述對燃料供應系統的控制操作。

兩個電動循環(huán)泵互為備用，兩套控制系統并聯控制，氣動循環(huán)泵在船電岸電轉換時啟用。緊急切斷控制器ESD，在收到外部緊急切斷命令時，立刻執(zhí)行手動緊急切斷，收到緊急切斷命令的系統主閥關閉、發(fā)出電動循環(huán)泵停止命令。

如圖2、3所示，燃料自動控制系統的操作方式有兩種，分別是手動控制和自動控制。手/自動控制方式選擇旋鈕16/29處于自動位置上時，當收到供氣請求信號后，在操作面板按下燃料供應啟動按鈕17/30，系統自動進入燃料供應狀態(tài)，自動打開出液控制閥43/44、加熱器進水控制閥53/54、發(fā)動機冷卻水控制閥62/63，循環(huán)泵自動啟動(循環(huán)泵66和循環(huán)泵67互為備用，循環(huán)泵66優(yōu)先啟動)；燃料供應狀態(tài)正常后，打開供氣主閥57/58進行正常供氣。在正常供氣過程中，LNG燃料罐42壓力低于設定值時，自動打開回氣閥45/46進行增壓，當壓力大于設定值時自動關閉回氣閥45/46；當LNG液貨罐41壓力大于設定值時，自動關閉出液控制閥43/44，自動打開LNG液貨罐BOG供氣控制閥47/48進行供氣。供氣請求撤銷或發(fā)動機停機后，自動停止供氣。

在該實施例中，兩套燃料供應控制模塊并聯控制燃料供應系統，氣動循環(huán)泵在船電岸電轉換時啟用。當兩套系統都緊急切斷時，電動循環(huán)泵停止。燃料供應控制器10、緊急切斷控制器11和測量組件12又通過CAN網傳輸數據至駕駛臺的全船監(jiān)測系統，可以實現該系統的數據共享。當收到氣體濃度高、火災報警、熱交換器溫度低、發(fā)動機故障停機、通風機失效等嚴重故障，立刻執(zhí)行自動緊急切斷。其中，測量組件12采集的信號為燃氣供應裝置與系統的壓力、溫度、液位等信號。并且，危險區(qū)域(供氣冷箱、燃料罐)的變送器信號接至安全處所(貨控室)后，在測量組件前端安裝安全隔離柵進行安全保護。

在貨控臺監(jiān)控電腦軟件界面實時顯示所有采集信號的狀態(tài)，通過列表和圖形界面相結合的方式監(jiān)控燃氣供應裝置和系統。并且具有參數顯示與報警、圖形顯示、數據記錄與查詢、故障自檢及診斷等功能。

根據船檢規(guī)范在駕控臺和貨控臺分別設置儲罐和燃料罐的液位和壓力儀表，以及發(fā)動機的運行指示。對燃料罐和燃氣供應系統的相關參數進行測量并通過雙路冗余的CAN總線，將相關數據傳輸到全船報警系統。

上述燃氣供應控制模塊對燃氣供應系統的控制，具體原理如圖3所示，該控制系統實現燃料供應的遠程控制，燃料供應系統設置兩套燃料供應裝置，通過打開出液控制閥43、44，使得LNG從LNG燃料罐42中流出，經過兩根供氣出液管，進入到汽化器49、51，實現LNG汽化，汽化后的天然氣經50、52進行加熱，使得天然氣溫度到達滿足發(fā)動機需求的溫度，進入到緩沖罐55、56中，緩沖罐的設置防止燃料供應的脈沖，起到穩(wěn)定供氣壓力的作用，通過打開供氣主閥，使得緩沖罐中的天然氣進入到發(fā)動機59、60中實現對發(fā)動機的供氣；兩套供氣系統之間設置供氣系統互通控制閥，實現兩套供氣系統的互通，當其中一套供氣系統出現故障時，另一套供氣系統可同時供兩臺發(fā)動機40％的負荷運轉，能夠滿足船舶基本需求。在汽化器49、51出氣管路分出兩根支管，一根通向加熱器，另一根連接到LNG燃料罐42，通過打開回氣控制閥45、46，實現汽化后的天然氣回到LNG燃料罐，對儲罐進行增壓；當LNG燃料罐中產生BOG，使得儲罐壓力過高時，也同樣可以通過打開回氣控制閥45、46，使得LNG燃料罐中的BOG進入到供氣系統中的加熱器50、52，之后為發(fā)動機供氣；當LNG液貨罐中的BOG產生使得壓力過高時，通過打開BOG供氣控制閥47、48，使得LNG液貨罐中的BOG進入到供氣系統中的加熱器50、52，之后為發(fā)動機供氣。該控制系統的設計實現了遠程控制操作，保證了船舶的自動化、高效化管理。

其中，該控制系統的主電源為AC220V，應急電源為DC24V，當主電源失效時，應急電源可自動供電，并在駕駛室和電氣控制室發(fā)出主電源失效聲光報警。

并且，上述的測量組件和測量組件分別包括一個以上傳感器，傳感器設置在儲罐、燃料罐或低溫泵進出口上。

針對上述LNG加注船的燃料供應自動控制系統，本實用新型公開了一種LNG加注船，該LNG加注船包括上述LNG加注船的燃料供應自動控制系統。

上述LNG移動加注船具有控制燃料供給的功能。其中，制燃料供給的功能主要通過燃料供應控制模塊來實現，燃料供應控制系統標準規(guī)定兩套，兩臺氣機配置可以各自一套。主要通過設置在駕駛室/機旁控制箱上的2塊操作面板完成本船的燃氣供應控制、安全保護等功能。燃氣供給時，LNG液體經汽化加熱后，維持在一定壓力和溫度的情況下，系統通過控制相應的緊急切斷閥對發(fā)動機進行供氣。系統包括控制箱、燃氣供應控制器、緊急切斷控制器(ESD)及測量模塊等。主電源為AC220V，應急電源為DC24V，當主電源失效時，應急電源可自動供電，并在駕駛室和電氣控制室發(fā)出主電源失效聲光報警。

以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。