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1、主要内容：蒸发制冷原理；再液化装置功用和类型；LNG再液化原理和装置类型。,第十二章 液化气船再液化原理及装置,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 1 ,Chapter 12 Re-liquefaction principle and equipment of liquefied gas carrier,主要内容：蒸发制冷原理；再液化装置功用和类型；LNG再液化原理和装置类型。,第一节 液化气再液化原理,第二节 再液化装置的功用与类型,第三节 LNG船再液化的原理和类型,第四节 再液
2、化装置在LNG船上的应用,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 2 ,第十二章 液化气船再液化原理及装置,Chapter 9 Re-liquefaction principle and equipment of liquefied gas carrier,液化气船液货舱内压力/温度的控制方法： （1）超压蒸气释放（作为船舶主机的燃料） （2）货物再液化-制冷。,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气
3、船再液化原理及装置, 3 ,第一节 液化气再液化原理,Section 1 Re-liquefaction principle of liquefied gas carrier,一、制冷的主要方法 制冷：产生低温的技术。 1利用物质相变(如融化、蒸发、升华)的吸热效应实现制冷。 2利用气体膨胀的冷效应实现制冷。 3利用半导体的热电效应实现制冷。 天然气船制冷：液体蒸发和气体膨胀.,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 4 ,二、蒸气压缩式制冷剂的物理参数 潜热：凝结、凝固、溶化、蒸发 显
4、热：温度的变化 物质溶化和凝固的温度与压力无关。 物质的汽化（蒸发）和凝结的温度是随压力变化的。,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十章 液化气船再液化原理及装置, 5 ,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十章 液化气船再液化原理及装置, 6 ,常压下的水在低于0时是固体（冰），当把热量加给冰时，它的温度就会上升直到0。在这一过程或任何类似的过程中所需要的总热量称为“显热”。 使1kg冰升温1所需的热量称为冰的比热。 当冰的温度达到0时，温
5、度不再升高，热量被用于冰的内部结构重新排列。当吸收了一定量的热量后，冰溶化成水，这些热量叫作冰的溶解潜热。,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 7 ,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 8 ,三、制冷原理 物质的汽化（蒸发）和凝结的温度是随压力变化。 蒸发制冷原理：冷剂在高的压力下液化放出液化潜热，液态 制冷剂在低的压力下蒸发、沸腾从周围环境 或被制冷对象物质吸收汽化潜热，
6、以使周围 环境或制冷对象降温。,四、液化气的再液化原理（直接式） （1）液货舱 （2）货物压缩机 （3）冷凝器 （4）膨胀阀,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 9 ,一、再液化装置的功用 （1）在装货前，冷却液货舱及有关管路； （2）在装载货时，将引起超压的货物蒸气再液化并回输到 液货舱； （3）在航行途中，把货物温度和压力保持或降低在货物围 护系统的设计限度内（压力释放阀）。,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统
7、设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 10 ,第二节 再液化装置的功用与类型,Section 2 Function and classes of re-liquefaction plant,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 11 ,LPG船上的再液化装置,二、再液化装置的设置要求 1、再液化装置的再液化能力必须能在极端工作环境温度下(通常取空气温度为45，海水温度为32)，保持液货舱内的液货蒸气压力小于压力释放阀的设定压力。 2、备用机组的能力至少要等于设置的机组中最大一套的
8、容量。 3、当装载需互相隔离的货品时，再液化系统彼此应采取可拆除的短管或其他方法来达到完全隔离。在这种情况下，应为每种货品配备单独的装置与各自的备用机组来防止货品之间相互污染。,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 12 ,三、再液化装置的类型 （1）直接循环式再液化装置 直接循环式再液化装置是最常见的再液化装置，但对于某些由于化学上的原因不能被压缩的货品和特别危险的货品，则不能采用该系统。,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货
9、船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 13 ,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 14 ,单级压缩直接循环再液化循环压焓图 (P98),Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 15 ,三、再液化装置的类型,（1）直接循环式再液化装置,（2）间接循环式再液化装置,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系
10、统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 16 ,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 17 ,三、再液化装置的类型,（1）直接循环式再液化装置,（2）间接循环式再液化装置,（3）复叠式循环再液化装置,总结： 对于沸点不是很低的货物，如LPG，通常用单级制冷循环即 可液化；对于沸点较低的货物，如乙烯，就要用复叠式制冷循环 才能液化。 如果采用直接式再液化系统需要很大无油润滑压缩机，所以 现在趋向于采用复叠式再液化系统。 如果LPG货物作为燃料，可以代替再液化系统，那么燃烧设 备的空
11、间需要特殊考虑，通风出口和气体检测器必须安装在低 位。,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 18 ,一、逆布雷顿循环原理 1、逆布雷顿循环：由等熵压缩、等压冷却、等熵膨胀和等压 吸热四个过程组成。 以气体（氮气）作为工作介质，利用压缩气体在膨胀机内进行绝热膨胀并对外作功，从而获得低温气流来制取冷量，实现把热量从低温物体不断转移到高温物体。 2、逆布雷顿循环与蒸气压缩制冷循环比较,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设
12、备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 19 ,第三节 LNG再液化的原理和类型,Section 3 Re-liquefaction principle and classes of liquefied natural gas carrier,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 20 ,蒸气压缩式制冷循环： 降温是制冷剂通过膨胀阀的过程进行， 吸热是制冷剂在蒸发器中液气相变的蒸发潜热实现。 逆布雷顿制冷循环： 降温是制冷剂通过膨胀机膨胀做功实现， 吸热靠制冷剂在冷箱中通过温度升高的
13、显热实现。,3、无回热气体逆布雷顿制冷循环,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 21 ,4、回热气体逆布雷顿制冷循环,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 22 ,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 23 ,二、LNG再液化装置的主要设备 1压缩机：压缩制冷剂。 2
14、膨胀机：使经压缩机压缩后的高压制冷剂降压，同时产 生温降。 气体的等熵膨胀是依靠低温膨胀机来实现的，高压气体在膨胀机中膨胀压力降低，并把气体的势能转变为机械功由膨胀机输出，从而使气体的温度下降，实现理想的等熵膨胀。 3换热器 4气液分离器,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 24 ,三、LNG船上再液化装置类型 1、全部再液化装置 所谓全部再液化就是把LNG船的BOG全部做再液化处理。在理论上没有货损，并且还可以取消热效率较低蒸汽动力装置，选用热效率较高的柴油机动力装置，这是一种非常
15、理想的再液化处理方法。 BOG液化的过程中需要消耗的大量的电能。,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 25 ,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 26 ,2、自持式再液化装置 靠部分BOG来推动燃气透平或让部分BOG在锅炉中燃烧产生蒸汽带动蒸汽透平以满足再液化装置所需要的动力，同时让其对剩余的BOG再液化。 大约消耗1/3左右的BOG可以使得2/3左右的BOG得到回收。,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 27 ,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,第十二章 液化气船再液化原理及装置, 28 ,3、部分再液化装置 利用一部分LNG蒸发气吸热，使其中另一部分蒸发气冷却液化的装置。即将30%的BOG进行再液化，其余的部分除了用于再液化过程的热交换之外，可在主锅炉内作为燃料被燃烧掉。 适用于BOR( Boil off Rate)大于主机消耗的船舶。 三分之一的BOG
