【作者】

Kouichi Namba，Masaya Furukawa，Hideki Katayama

【摘要】

论文已在温哥华2019年CIMAC大会上发表，论文版权归CIMAC所有。 三井机电有限公司（MES-M）在LNG运输船和LNG燃料船上推出了用于MAN Energy Solutions ME-GI发动机的高压燃气供应系统（FGSS）的LNG泵。开发泵的关键概念是降低初始成本，使用泵确保FGSS的冗余。 研制的泵是一种由3个气缸组成的往复泵。一个独特的特点是它的驱动部分不同于传统的电机驱动的曲轴泵。采用独特的液压机构和液压泵。每个冷端部分分别由液压活塞作为驱动源驱动。它是模块化的一对冷端气缸和液压执行器。新泵设计采用液压驱动机构意味着操作人员可以选择一套正常使用的两个常规模块，并保留剩余的一个模块作为备用，以确保冗余。换言之，一个模块可以从维修操作中拆下进行大修，而其余2个模块则运行以向发动机提供100%的燃油流。对于传统的曲轴泵，需要在烟气脱硫系统上增加一个整体备用泵，以提供冗余。新开发的泵能够以比传统的电动曲轴泵更低的初始成本为ME-GI发动机提供FGSS。 开发泵的其他优点如下： 1）液压回路简单：液压回路采用正反转泵控制液压执行器中的流量，无流量控制阀。这些泵由伺服电机的正/反转驱动，通过变速和加速可最大限度地降低液压动力消耗。 2）安全系统：危险区域内无电动机。泵的液压动力装置位于非危险区域，并与冷端部分分开。 3）寿命更长：泵的低循环速度设计使密封圈的寿命更长。例如，冷端的平均活塞速度较慢，约为传统曲轴型速度的三分之一。 4）更稳定的排气压力：两个冷端气缸可以在独特的活塞速度模式下工作。通过调节循环速度和执行器中的液压流量精确控制液化天然气排放压力和冷端活塞位置。 5）宽范围调低：在无流量控制阀的情况下，可在泵额定容量的8%至100%范围内获得可变排放流量。 自2013年起，MES-M开始运营FGSS，用于Tamano Works的商用ME-GI发动机的车间测试。FGSS设施由液化天然气储罐、曲轴式高压液化天然气泵和产生高压燃料气的加热器组成。一台源自MES-M天然气压缩机技术的高压燃气压缩机也在烟气脱硫系统中运行。2017年，液压驱动泵和液压动力装置的原型在FGSS设施中额外安装。该设施进行了初步改造，以在封闭的液化天然气循环回路中进行原型泵试验。原型泵证明完全覆盖了ME-GI的供应压力和流量的需求范围。测量的净正吸入压力足够低。稳定运行时，样机泵出口的液化天然气压力脉动被抑制，并在Me-Gi要求的范围内进行精确的液压控制。在暴雨天气下假设ME-GI运行的试验中，原型泵在保持液化天然气排放压力恒定的同时，在液化天然气排放流量的快速和循环变化中表现出良好的瞬态响应。

【会议名称】

第29届CIMAC会议

【会议地点】

加拿大 温哥华

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