Abstract: With the rapid development of science and technology, the use of energy has become increasingly high, in order to solve the existing LNG ship during the voyage to the use of electric heater to liquid LNG gasification and energy waste caused by the problem, provides a host of LNG using the exhaust heat heating light system technical scheme adopted by the invention to solve technical the control of water temperature is: water temperature control system using exhaust heat to host gasification LNG liquefied gas heating.

Key words: LNG liquefied gas; Heating; Automatic control system

【中图分类号】TK323 【文献标识码】B  【文章编号】1561-0330（2018）04-0000-00

1 引言

随着科学技术的飞速发展，和对环境保护要求的提高，LNG船舶的研发和使用在船舶行业取得了巨大的进步。但在气温较低时，高压下的液化LNG难以完全气化，导致其与空气混合不均匀而燃烧不充分，使油耗增大。尤其在高寒地区，情况严重时，柴油机甚至无法维持正常运转。因此，考虑到船舶航行时地域跨度大，温差变化明显，我们要更加关注LNG的气化程度。而合理控制LNG的温度，是使液态LNG气化的关键。为使LNG充分气化，有以下方法：

（1）降低压力；

（2）向LNG中加入添加剂；

（3）利用电加热器或蒸汽加热。

对于第一种方法：这种方法虽然可以地使LNG充分气化，但是很容易受温度的影响，当温度变化幅度较大时，降压既不足以使LNG充分气化，反而过低的压力不利于LNG和空气的充分混合。

对于第二种方法：这种方法虽然可以增大LNG的气化程度，但加入的添加剂会降低LNG所占比例，导致LNG燃烧不充分。同时在温度过低的情况下，加入添加剂仍不足以使LNG充分气化。

对于第三种方法：这种方法虽然可以有效的解决LNG充分气化的问题，但是需要消耗额外的电能和煤，浪费资源。

2 LNG液化气加热的淡水温度控制系统单元结构组成

为了解决现有LNG船舶在航行中要不断的利用电加热器使液态LNG气化而造成的能源浪费的问题，本文提供一种利用主机尾气余热对LNG进行加热的淡水温度控制系统。

本文采用的技术方案是：利用主机尾气余热给气化LNG液化气加热的淡水温度控制系统，该系统中包括LT淡水系统，尾气系统，温度、压力传感器、气体减压阀、气体单向阀和气体混合瓶组成。

所述LT淡水系统包括ENGARD控制器、淡水循环管路、LNG加热器、电加热器、温度传感器、伺服电机以及三通调节阀。所述ENGARD控制器根据温度信号控制伺服电机动作以改变三通阀的开度。所述淡水循环管路用于循环淡水。所述LNG加热器指的是板式换热器，LNG加热器利用淡水加热液态LNG使其充分气化。所述电加热器用于在主机启动的初始阶段，尾气热量不足，而用电加热器辅助加热。所述温度传感器位于LNG加热器的进口，用于检测进入LNG加热器的淡水温度。所述伺服电机用于改变三通阀的开度，控制流经废气加热器的淡水的流量。

所述尾气系统用于加热淡水，包括废气总管、淡水支管和废弃加热器。所述废气加热器是板式换热器，用于将废气的热量传递给淡水。

所述温度、压力传感器用于测量经过LNG加热器的气态LNG的温度和压力并显示在面板上。LNG气体管路加热系统图如图1所示。

所述气体减压阀用于降低LNG气体，将LNG气体压力控制在设定值。

所述气体单向阀用于避免高压气体回流。

所述气体混合瓶用于混合LNG气体和空气，便于燃烧。

所示。

所述ENGARD控制系统具有以下优点：

节能效果明显，例如当100%流量时，功率为50kW；当75%-85%流量时，功率为22kW；当40%-60%流量时，功率为4kW。

使用有级调节后，水泵电机温升明显下降，同时减少了机械磨损和维修工作。

保护功能可靠，消除电机因过载或单相运行造成的烧坏电机的现象。

ENGARD控制器采用8032单片机，具有完善的自检，控制，显示，多种故障报警等功能，提高了系统的可靠性。淡水泵电机与淡水温度调节阀通过控制系统的相关参数进行控制，具有很强的适应性和灵活性。该系统还可以通过RS-232与上位机进行通信，便于全船动力装置的集中控制和监视。

3 LNG液化气加热的淡水温度控制系统具体实施过程

步骤1.1，系统开启，ENGARD初始化；

步骤1.2，ENGARD控制器检测判断三通阀是否处于正向最大位置（注：正向最大即为三通阀热水管路开至最大，冷水管路关闭），如果不是则ENGARD将控制三通阀开启至正向最大。

步骤2.1，ENGARD系统将控制计时器开始计时，泵1开始运转，同时电加热器开始工作，PT100检测水温，若在计时器设定时间S1内达到水温T1，则输出主机燃料系统准备完毕信号。若在设定时间S1内未达到设定水温，则发出电加热器故障报警。

步骤2.2，主机启动时，ENGARD控制器输出计时器计时信号S2。延时设定时间S2。

步骤3.1，PT100检测水温，若是水温高于最高报警温度T4，则ENGARD发出报警信号，并发出主机故障停车信号。

步骤3.2，PT100检测水温，若高于最高工作温度T2，则ENGARD检测三通阀正向开度是否大于50%。

（1）三通阀正向开度若小于50%，则ENGARD系统检测电加热器是否工作，若电加热器工作，则ENGARD系统输出电加热器关闭信号，关闭电加热器，若检测电加热器未工作，则检测水泵2是否工作，若水泵2处于工作状态则ENGARD输出水泵2关闭信号，关闭水泵2，若检测水泵2未工作，则发出系统报警信号，发出报警。

（2）三通阀正向开度若大于50%。则三通阀反向（注：反向即开打冷水管路）开大10%，同时ENGARD控制器输出启动计时器计时信号S3，延时S3后，PT100检测水温是否高于设定最高工作水温T2，若高于T2，则重复步骤2.2。

步骤3.3，若PT100检测得水温处于最低工作水温T1和最高工作水温T2之间，即T2≧T≧T1时，系统处于动态平衡状态，PT100保持水温检测，并将信息输入ENGARD控制器。

步骤3.4，若PT100检测得水温低于最低工作水温T1，则ENGARD检测三通阀是否正向开度旋至最大，若未旋至最大则将三通阀正向旋转10%，ENGARD控制器启动计时器，延时S3。若三通阀已旋至正向最大，则进行步骤3和步骤4。

步骤4.1，若PT100检测水温低于最低工作室水温T1，高于设定最低限制水温T3，即T1>T≧T3，则ENGARD输出泵2工作信号，泵2开始投入工作，同时ENGARD控制器控制计时器工作，延时S4，延时结束后检测水温，若T>T2（最高工作水温），则进行步骤2.2，若T2≧T≧T1时，则进行步骤2.4，若主机温度依然高于最低工作温度T1大于最低限制温度T3，则ENGARD控制器开启计时器，设定限制时间S4，同时电加热器开始工作。若在先点时间S4内，检测得水温高于T1，则进去步骤3.1。若到达限制时间S4，仍然未达到T1，则ENGARD控制器发出是水温低温报警。

步骤4.2，若PT100检测得水温低于最低限制水温T3，则发出水温低温报警。

系统软件控制流程图如图3所示。

4 结语

通过这一套系统，可以有效的解决现有LNG船舶在航行中要不断的利用电加热器使液态LNG气化而造成的能源浪费的问题.提高了LNG船舶的能量利用效率，而且利用的主机的废热，体现了能量循环利用的理念，实现了节能减排的理念，具有推广价值。

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