KR101613204B1 - Fuel Supply Control System And Method For Ship Engine - Google Patents
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Abstract
선박용 엔진의 연료 공급 제어 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 선박용 엔진의 연료 공급 제어 시스템은 선박용 엔진에 공급되는 연료의 제어 시스템에 있어서, LNG를 펌프로 펌핑하고 기화시키는 시스템 운전 영역; 및 상기 시스템 운전 영역에서 펌핑 및 기화된 LNG를 공급받아 상기 선박용 엔진으로 공급하는 공급 운전 영역을 포함하되, 상기 시스템 운전 영역의 세팅 압력이 상기 공급 운전 영역의 세팅 압력보다 높게 세팅되는 것을 특징으로 한다.A fuel supply control system and method for a marine engine is disclosed. A fuel supply control system of a marine engine of the present invention is a control system for a fuel supplied to a marine engine, comprising: a system operation region for pumping and vaporizing LNG by a pump; And a supply operation region for supplying the pumped and vaporized LNG to the marine engine in the system operation region, wherein a setting pressure of the system operation region is set to be higher than a setting pressure of the supply operation region .
Description
본 발명은 선박용 엔진의 연료 공급 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박용 엔진에 공급되는 연료의 제어 시스템에 있어서, LNG를 펌프로 펌핑하고 기화시키는 시스템 운전 영역과, 시스템 운전 영역에서 펌핑 및 기화된 LNG를 공급받아 선박용 엔진으로 공급하는 공급 운전 영역을 포함하여, 시스템 운전 영역의 세팅 압력을 공급 운전 영역의 세팅 압력보다 높게 세팅하고, 두 영역을 구분하여 제어하는 연료 공급 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a fuel supply control system and method for a marine engine, and more particularly to a fuel control system for a marine engine, comprising a system operating region for pumping and vaporizing LNG by a pump, And a fuel supply control system and method for controlling the two regions by setting the setting pressure of the system operation region higher than the setting pressure of the supply operation region including the supply operation region for supplying the vaporized LNG to the marine engine .
근래 LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다.Recently, the consumption of liquefied gas such as Liquefied Natural Gas (LNG) and Liquefied Petroleum Gas (LPG) has been rapidly increasing worldwide.
특히 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)는 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로서 여러 분야에서 사용이 늘어나고 있다. In particular, Liquefied Natural Gas (hereinafter referred to as "LNG") is an eco-friendly fuel with little emission of air pollutants during combustion, and is increasingly used in various fields.
액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 갖는다. 따라서, 천연가스 이송 시 LNG로 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있으며, 일 예로 LNG를 해상으로 수송(운반)할 수 있는 LNG 운반선이 사용되고 있다. Liquefied natural gas (hereinafter referred to as "LNG") is a colorless transparent liquid obtained by cooling methane-based natural gas to about -162 ° C. and liquefying it. / 600. ≪ / RTI > Therefore, it is very efficient to transport liquefied LNG when transporting natural gas. For example, an LNG carrier that can transport (transport) LNG is used.
선박에 대한 국제기구와 각 국가의 규제 기준도 점차 까다로워지고 있어, 선박의 친환경 고효율의 연료에 대한 관심도 늘고 있는데, 그중 하나로 LNG에서 자연 기화 또는 강제 기화된 기화가스를 연료로 사용할 수 있는 DFDE 엔진(Dual Fuel Diesel Electric)과 같은 엔진이 개발되어 선박에 사용되고 있다.As international standards for vessels and regulatory standards in each country become increasingly complicated, interest in eco-friendly, high-efficiency fuels is also increasing. One of them is the DFDE engine, which can use natural vaporization or forced vaporized gas as fuel in LNG Dual Fuel Diesel Electric) have been developed and used in ships.
LNG를 선박에서 연료로 사용하는 경우, 극저온의 LNG는 엔진에서 요구하는 압력 및 온도 조건에 맞추어 승압하고 기화시켜야 한다. When using LNG as fuel in a ship, cryogenic LNG should be boosted and vaporized to meet the pressure and temperature requirements of the engine.
선박의 엔진, 예를 들어 추진 엔진인 경우 선박의 운항 속도에 따라 엔진의 부하(load)가 가변적으로 운전될 수 있으므로, 엔진의 부하에 따라 연료 공급시 공급 압력을 가변적으로 운용할 수 있어야 한다. In the case of a ship engine, for example, a propulsion engine, the load of the engine can be varied according to the speed of the ship, so that it is necessary to be able to variably operate the supply pressure when the fuel is supplied according to the load of the engine.
이를 위해 연료가 공급되는 라인에서 엔진의 전단에 밸브를 마련하여 개도율을 가변할 수 있으나, 시스템 전체가 이 같은 밸브에 의존하는 것은 밸브의 시트 손상 및 수명 단축 등으로 잦은 유지보수 및 밸브 교체를 필요로 하는 문제가 발생할 수 있다. For this purpose, the opening rate can be varied by providing a valve at the front of the engine in the line where the fuel is supplied. However, depending on the valve as a whole, the system is subject to frequent maintenance and valve replacement Problems may arise.
본 발명은 이러한 문제를 해결하여 엔진의 부하 변화에 따라 가변적인 연료 공급이 이루어지도록 하면서 안정적으로 연료 공급이 이루어질 수 있는 연료 공급 제어 시스템을 제안하고자 한다. The present invention solves this problem and proposes a fuel supply control system capable of stably supplying fuel while varying the fuel supply according to a change in load of the engine.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박용 엔진에 공급되는 연료의 제어 시스템에 있어서, According to an aspect of the present invention, there is provided a control system for a fuel to be supplied to a marine engine,
LNG를 펌프로 펌핑하고 기화시키는 시스템 운전 영역; 및A system operation area in which LNG is pumped and vaporized; And
상기 시스템 운전 영역에서 펌핑 및 기화된 LNG를 공급받아 상기 선박용 엔진으로 공급하는 공급 운전 영역을 포함하되, And a supply operation region for supplying the pumped and vaporized LNG to the marine engine in the system operation region,
상기 시스템 운전 영역의 세팅 압력이 상기 공급 운전 영역의 세팅 압력보다 높게 세팅되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료 공급 제어 시스템이 제공된다.Wherein a setting pressure of the system operation region is set to be higher than a setting pressure of the supply operation region.
바람직하게는 상기 시스템 운전 영역은, LNG를 펌핑하는 고압 펌프와, 상기 고압 펌프에서 펌핑된 LNG를 기화시키는 기화기와, 상기 고압 펌프의 하류에서 상기 기화기로 도입되는 펌핑된 LNG를 저장탱크 또는 상기 고압 펌프의 상류로 회수하는 리턴 라인을 포함할 수 있다. Preferably, the system operating region comprises a high pressure pump for pumping LNG, a vaporizer for vaporizing the LNG pumped in the high pressure pump, and a pumped LNG introduced into the vaporizer downstream of the high pressure pump, And return lines upstream of the pump.
바람직하게는 상기 시스템 운전 영역은, 상기 리턴 라인에 마련되는 재순환 밸브와, 상기 기화기의 하류에서의 상기 시스템 운전 영역의 압력을 감지하는 제1 압력 감지부와, 상기 제1 압력 감지부에서 감지된 압력 값을 전송받고, 상기 시스템 운전 영역의 세팅 압력에 따라 상기 재순환 밸브의 개도 및 상기 고압 펌프의 속도를 제어하여 상기 시스템 운전 영역의 압력을 제어하는 제1 제어부를 포함할 수 있다. Preferably, the system operation region includes a recirculation valve provided on the return line, a first pressure sensing portion for sensing a pressure in the system operation region on the downstream side of the vaporizer, And a first control unit for receiving the pressure value and controlling the opening of the recirculation valve and the speed of the high-pressure pump according to the setting pressure of the system operation region to control the pressure in the system operation region.
바람직하게는 상기 시스템은, 상기 기화기에서 상기 LNG를 기화시키기 위한 열매체가 순환되는 열매체 순환라인과, 상기 열매체 순환라인에 마련되어 상기 기화기로 도입될 상기 열매체를 펌핑하는 열매체 펌프와, 상기 열매체 펌프의 하류에서 상기 열매체를 가열하는 열매체 히터를 더 포함할 수 있다. Preferably, the system further comprises: a heating medium circulation line through which the heating medium for vaporizing the LNG in the vaporizer is circulated; a heating medium pump provided in the heating medium circulation line for pumping the heating medium to be introduced into the vaporizer; And a heating medium heater for heating the heating medium.
바람직하게는 상기 공급 운전 영역은, 상기 기화기에서 기화된 LNG를 상기 선박용 엔진으로 공급하는 공급 라인과, 상기 공급 라인에 마련되는 메인 가스 밸브와, 상기 메인 가스 밸브의 상류에서 상기 공급 라인으로부터 분기되는 벤트 라인을 포함하되, 상기 공급 운전 영역의 세팅 압력보다 상기 공급 라인 내의 압력이 높아지면 상기 메인 가스 밸브는 차단되고 기화된 상기 LNG는 상기 벤트 라인으로 배출될 수 있다. Preferably, the supply operation region includes a supply line for supplying LNG vaporized in the vaporizer to the marine engine, a main gas valve provided in the supply line, and a branch line branched from the supply line upstream of the main gas valve The main gas valve is shut off and the vaporized LNG can be discharged to the vent line if the pressure in the supply line is higher than the setting pressure in the supply operation region.
바람직하게는 상기 공급 운전 영역은, 상기 벤트 라인에 마련되는 압력 조절 밸브와, 상기 메인 가스 밸브의 하류에서의 상기 공급 운전 영역의 압력을 감지하는 제2 압력 감지부와, 상기 제2 압력 감지부에서 감지된 압력 값을 전송받고, 상기 공급 운전 영역의 세팅 압력에 따라 상기 메인 가스 밸브 및 압력 조절 밸브의 개폐를 제어하여 상기 공급 운전 영역의 압력을 제어하는 제2 제어부를 포함할 수 있다. Preferably, the supply operation region includes a pressure regulating valve provided on the vent line, a second pressure sensing portion for sensing a pressure in the supply operation region downstream of the main gas valve, And a second controller for controlling the opening and closing of the main gas valve and the pressure control valve according to the setting pressure of the supply operation region to control the pressure in the supply operation region.
바람직하게는 상기 기화기의 하류에 마련되는 제1 차단 밸브와, 상기 공급 라인에서 상기 벤트 라인이 분기되는 지점의 상류에 마련되는 제2 차단 밸브를 더 포함할 수 있다.
The apparatus may further include a first shutoff valve disposed downstream of the vaporizer and a second shutoff valve disposed upstream of a point where the vent line is branched from the supply line.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박용 엔진에 공급되는 연료의 제어 방법에 있어서, According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling fuel supplied to a marine engine,
1) LNG를 펌프로 펌핑하고 기화시키는 단계; 1) pumping and gasifying LNG with a pump;
2) 펌핑 및 기화된 LNG를 상기 선박용 엔진으로 공급하는 단계를 포함하되, 2) supplying pumped and vaporized LNG to the marine engine,
상기 단계 1)의 공정이 이루어지는 영역의 세팅 압력을 상기 단계 2)의 공정이 이루어지는 영역의 세팅 압력보다 높게 세팅하여 운전하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료 공급 제어 방법이 제공된다.Wherein the operation is performed by setting the setting pressure of the region where the step of the step 1) is performed to be higher than the setting pressure of the region where the step of the step 2) is performed.
바람직하게는, 상기 단계 1)의 공정이 이루어지는 영역의 압력은, 펌핑 및 기화된 LNG의 압력 값을 감지하여, 상기 펌프의 속도를 제어하거나 펌핑된 LNG를 저장탱크 또는 상기 펌프의 상류로 회수하여 제어될 수 있다.Preferably, the pressure of the region in which the step 1) is performed is determined by sensing the pressure value of the pumped and vaporized LNG, controlling the speed of the pump, or recovering the pumped LNG upstream of the storage tank or the pump Lt; / RTI >
바람직하게는, 상기 단계 2)의 공정이 이루어지는 영역의 압력은, 상기 선박용 엔진으로 도입되는 펌핑 및 기화된 LNG의 압력을 감지하여, 상기 세팅 압력보다 높으면 밸브를 개폐하여 상기 선박용 엔진으로의 도입을 차단하고 기화된 LNG를 상기 단계 2)의 공정이 이루어지는 영역의 외부로 배출하여 제어될 수 있다.
Preferably, the pressure of the region where the step 2) is performed senses the pressure of the pumped and vaporized LNG introduced into the marine engine, and when the pressure is higher than the set pressure, the valve is opened and closed to introduce the marine engine into the marine engine And venting the vaporized LNG to the outside of the region where the process of step 2) is performed.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 선박용 엔진에 공급되는 연료의 제어 시스템에 있어서, According to another aspect of the present invention, there is provided a control system for a fuel supplied to a marine engine,
LNG를 펌프로 펌핑하고 기화시키는 시스템 운전 영역; 및A system operation area in which LNG is pumped and vaporized; And
상기 시스템 운전 영역에서 펌핑 및 기화된 LNG를 공급받아 상기 선박용 엔진으로 공급하는 공급 운전 영역을 포함하되, And a supply operation region for supplying the pumped and vaporized LNG to the marine engine in the system operation region,
상기 시스템 운전 영역과 상기 공급 운전 영역의 압력을 분리하여 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료 공급 제어 시스템이 제공된다.
Wherein the system operation region and the pressure in the supply operation region are separated and controlled.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 선박용 엔진에 공급되는 연료의 제어 방법에 있어서, According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling fuel supplied to a marine engine,
1) LNG를 펌프로 펌핑하고 기화시키는 단계; 1) pumping and gasifying LNG with a pump;
2) 펌핑 및 기화된 LNG를 상기 선박용 엔진으로 공급하는 단계를 포함하되, 2) supplying pumped and vaporized LNG to the marine engine,
상기 단계 1)의 공정이 이루어지는 영역과 상기 단계 2)의 공정이 이루어지는 영역의 압력을 분리하여 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료 공급 제어 방법이 제공된다. The pressure in the region where the step of the step 1) is performed and the pressure of the region where the step of the step 2) are performed are separated and controlled, respectively, to provide a fuel supply control method for a marine engine.
본 발명의 선박용 엔진의 연료 공급 제어 시스템 및 방법은 LNG를 펌프로 펌핑하고 기화시키는 시스템 운전 영역과, 시스템 운전 영역에서 펌핑 및 기화된 LNG를 공급받아 선박용 엔진으로 공급하는 공급 운전 영역을 포함하여 구성하고, 시스템 운전 영역의 세팅 압력을 공급 운전 영역의 세팅 압력보다 높게 세팅하고, 두 영역을 구분하여 제어한다. The fuel supply control system and method of a marine engine of the present invention includes a system operation region for pumping and gasifying LNG to a pump and a supply operation region for supplying the pumped and vaporized LNG to the marine engine in the system operation region , The setting pressure of the system operation area is set higher than the setting pressure of the supply operation area, and the two areas are separated and controlled.
이와 같이 각각의 영역을 구분하여 제어함으로써 엔진의 부하에 따라 가변적인 연료공급이 안정적으로 이루어질 수 있고, 메인 가스 밸브로만 공급 압력 제어가 이루어지지 않으므로 밸브의 수명을 연장하여 유지 보수 및 밸브 교체 비용을 절감하여 이로 인한 시스템의 가동 중단을 방지할 수 있다. By separately controlling each region as described above, variable fuel supply can be stably performed according to the load of the engine. Since the supply pressure is not controlled only by the main gas valve, the service life of the valve is extended, The system can be prevented from being shut down.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 엔진의 연료 공급 제어 시스템을 개략적으로 도시한다. 1 schematically shows a fuel supply control system of a marine engine according to an embodiment of the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 엔진(E)의 연료 공급 제어 시스템을 개략적으로 도시하였다. 1 schematically shows a fuel supply control system of a marine engine E according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 연료 공급 제어 시스템은 선박용 엔진(E)에 공급되는 연료의 제어 시스템에 있어서, LNG를 펌프로 펌핑하고 기화시키는 시스템 운전 영역(100)과, 시스템 운전 영역(100)에서 펌핑 및 기화된 LNG를 공급받아 선박용 엔진(E)으로 공급하는 공급 운전 영역(200)을 포함하되, 시스템 운전 영역(100)의 세팅 압력이 공급 운전 영역(200)의 세팅 압력보다 높게 세팅되는 것을 특징으로 한다.1, the fuel supply control system of the present embodiment includes a
본 실시예가 적용될 수 있는 선박이라 함은, LNG carrier나 LFS(LNG Fueled Ship)을 포함하는 선박뿐만 아니라, LNG-FSPP(Floating Storage Power Plant)와 같은 해양 플랜트를 포함하는 것으로, LNG를 추진용이나 발전용 연료로 공급받는 엔진을 갖춘 모든 선박 또는 해양 구조물을 포함하는 것이다.The ship to which the present embodiment can be applied includes not only ships including LNG carrier and LFS (LNG Fueled Ship) but also offshore plants such as LNG-FSPP (Floating Storage Power Plant) And all ships or offshore structures equipped with engines supplied as power generation fuels.
이러한 선박에 마련되는 선박용 엔진(E)으로는 DFDE나 MEGI 엔진을 예로 들 수 있다. 바람직하게는 본 실시예의 선박용 엔진(E)은 고압가스 분사엔진, 150 내지 400 bar의 고압가스를 연료로 공급받는 ME-GI(Man Eletric Gas Injection) 엔진일 수 있다. Examples of the marine engine E provided on such a ship include DFDE and MEGI engines. Preferably, the marine engine E of the present embodiment may be a high-pressure gas injection engine, or a ME-GI (Man-Eletric Gas Injection) engine which is supplied with high pressure gas of 150 to 400 bar as fuel.
ME-GI 엔진은, 선박에 사용될 수 있는 엔진으로서, 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx) 배출량을 저감하기 위하여 개발된 LNG 운반선의 고압 천연가스 분사 엔진이다. ME-GI 엔진은 LNG(Liquefied Natural Gas)를 극저온에 견디는 저장탱크에 저장하여 운반하도록 하는 LNG 운반선 등과 같은 선박 또는 해상 구조물에 설치될 수 있으며, 천연가스 및 디젤을 연료로 사용할 수 있다. ME-GI는 그 부하에 따라 대략 150 - 400 bara(절대압력) 정도의 고압의 가스 공급 압력이 요구되는데, 동급출력의 디젤엔진에 비해 오염물질 배출량을 이산화탄소는 23%, 질소화합물은 80%, 황화합물은 95%이상 줄일 수 있는 차세대 친환경적인 엔진으로서 각광받고 있다. ME-GI 엔진에 LNG를 공급하는 경우, 저장탱크에서 발생하는 BOG를 공급하거나, LNG를 고압으로 압축한 후 기화시켜 공급하도록 연료공급 시스템을 구성할 수 있다. The ME-GI engine is a high-pressure natural gas injection engine for LNG carriers developed to reduce nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx) emissions. The ME-GI engine can be installed on ships or offshore structures such as LNG carriers that store LNG (Liquefied Natural Gas) in cryogenic storage tanks and carry it, and natural gas and diesel can be used as fuel. The ME-GI requires gas supply pressure of about 150-400 bara (absolute pressure) depending on the load. Compared with the diesel engine of the same output, the pollutant emission is 23% for carbon dioxide, 80% for nitrogen compounds, Sulfur compounds are attracting attention as the next generation environmentally friendly engine that can reduce over 95%. When the LNG is supplied to the ME-GI engine, the fuel supply system can be configured to supply BOG generated in the storage tank or to compress the LNG to a high pressure and then supply it to the engine.
이 같은 연료 공급을 위해 본 실시예의 시스템 운전 영역(100)에는 LNG를 펌핑하는 고압 펌프(110)와, 고압 펌프(110)에서 펌핑된 LNG를 기화시키는 기화기(120)가 마련되며, 기화기(120)에서 LNG와 열교환되는 열매체를 공급하기 위한 열매체 공급 영역(300)을 구성한다.In order to supply the fuel, the
열매체 공급 영역(300)에는 기화기(120)에서 LNG를 기화시키기 위한 열매체가 순환되는 열매체 순환라인(HL)과, 열매체 순환라인(HL)에 마련되어 기화기(120)로 도입될 열매체를 펌핑하는 열매체 펌프(310)와, 열매체 펌프(310)의 하류에서 열매체를 가열하는 열매체 히터(320)와, 기화기(120)의 하류에서 기화기(120)에서 열교환을 마친 열매체가 저장되는 열매체 탱크(330) 등이 마련될 수 있다. 기화기(120)에 열원을 공급하는 열매체로는 예를 들어 글리콜 워터(glycol water)가 사용될 수 있고, 열매체 히터(320)에서는 엔진 등 선박의 내연기관에서 발생하는 폐열로 발생시킨 스팀을 통해 열매체를 가열할 수 있다. The heating
시스템 운전 영역(100)에서의 압력 제어를 위해, 시스템 운전 영역(100)은 고압 펌프(110)의 하류에서 기화기(120)로 도입되는 펌핑된 LNG를 저장탱크(미도시) 또는 고압 펌프(110)의 상류로 회수하는 리턴 라인(RL)을 포함하고, 리턴 라인(RL)에는 재순환 밸브(130)가 마련된다. The
또한 시스템 운전 영역(100)에는 기화기(120)의 하류에서의 시스템 운전 영역(100)의 압력을 감지하는 제1 압력 감지부(140)와, 제1 압력 감지부(140)에서 감지된 압력 값을 전송받고, 시스템 운전 영역(100)의 세팅 압력에 따라 재순환 밸브(130)의 개도 및 고압 펌프(110)의 속도(rpm)를 제어하여 시스템 운전 영역(100)의 압력을 제어하는 제1 제어부(150)가 마련된다. The
공급 운전 영역(200)은, 기화기(120)에서 기화된 LNG를 선박용 엔진(E)으로 공급하기 위하여 공급 라인(SL)과, 공급 라인(SL)에 마련되어 공급 라인(SL)을 개폐하는 메인 가스 밸브(210)가 마련된다. The
공급 운전 영역(200)에서의 압력 제어를 위해, 공급 운전 영역(200)은 메인 가스 밸브(210)의 상류에서 공급 라인(SL)으로부터 분기되는 벤트 라인(VL)과, 벤트 라인(VL)에 마련되는 압력 조절 밸브(220)와, 메인 가스 밸브(210)의 하류에서의 공급 운전 영역(200)의 압력을 감지하는 제2 압력 감지부(230)를 포함한다. The
제2 압력 감지부(230)에서 감지된 압력 값을 제2 제어부(240)가 전송받고, 제2 제어부(240)는 제2 차단 밸브(250)를 조절하여 공급 운전 영역(200)의 압력을 제어하게 된다. 공급 운전 영역(200)에서의 세팅 압력은 선박용 엔진(E)의 부하에 따라 필요한 공급 압력으로 설정된다. 엔진(E) 전단의 공급라인(SL)에서 설정값을 초과하는 압력이 감지되면 메인 가스 밸브(210)는 차단되고 압력 조절 밸브(220)를 개방하여 초과 압력 분만큼 가스를 벤트 마스트로 배출시켜 압력을 조절하게 된다.The
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이와 같이 본 실시예의 시스템은 시스템 운전 영역(100)의 세팅 압력을 공급 운전 영역(200)보다 높게 설정해두고, 각각의 영역을 나누어 컨트롤함으로써 엔진의 부하(load)에 따른 가변적인 연료 공급 시스템의 운전이 가능하다. As described above, in the system of the present embodiment, the setting pressure of the
본 실시예는 시스템 운전 영역(100)의 세팅 압력을 공급 운전 영역(200)보다 높게 함으로써, 공급 압력의 편차를 줄일 수 있다. 또한 엔진의 빠른 출력 증가시에도 일종의 여유분이 확보됨으로써 추종 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다. The present embodiment can reduce the deviation of the supply pressure by making the setting pressure of the
시스템 운전 영역(100)의 세팅 압력을 공급 운전 영역(100)보다 얼마나 높게 설정하여 운전할지는, 엔진 및 연료 가스 공급시스템의 설치 위치 등에 따라 실제 commissioning과정을 통하여 결정할 수 있다. 일 예를 들어 MEGI 엔진이 적용되고 공급 운전 영역의 압력이 230 barg인 경우 시스템 운전 영역의 압력은 20 barg 정도 높게 하고, 공급 운전 영역이 300 barg인 경우 5 barg 정도 높게 시스템 운전 영역의 세팅 압력을 설정할 수 있다. How much the setting pressure of the
본 실시예의 시스템에서 기화기(120)의 하류에는 제1 차단 밸브(160)가 설치될 수 있다.,In the system of the present embodiment, a first shut-off
이와 같은 본 발명에서 연료 공급은 다음과 같이 이루어지게 된다. In the present invention, the fuel supply is performed as follows.
선박용 엔진(E)에 대한 연료의 공급은, 1) LNG를 펌프로 펌핑하고 기화시키는 단계; 2) 펌핑 및 기화된 LNG를 선박용 엔진(E)으로 공급하는 단계를 포함하여 이루어진다.The supply of fuel to the marine engine E can be accomplished by: 1) pumping and vaporizing the LNG with a pump; 2) supplying the pumped and vaporized LNG to the marine engine E;
이때 본 발명에서는 단계 1)의 공정이 이루어지는 영역, 즉 시스템 운전 영역(100)의 세팅 압력을 단계 2)의 공정이 이루어지는 영역, 즉 공급 운전 영역(200)의 세팅 압력보다 높게 세팅하여 운전하게 된다.At this time, the present invention operates by setting the setting pressure of the
상술한 바와 같이 시스템 운전 영역(100)의 압력은, 펌핑 및 기화된 LNG의 압력 값을 감지하여, 펌프의 속도(rpm)를 제어하거나 펌핑된 LNG를 리턴 라인(RL)을 통해 저장탱크 또는 펌프의 상류로 회수함으로써 제어될 수 있다.As described above, the pressure in the
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본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. It is.
E: 선박용 엔진
100: 시스템 운전 영역 110: 고압 펌프
120: 기화기 130: 재순환 밸브
140: 제1 압력 감지부 150: 제1 제어부
160: 제1 차단 밸브
200: 공급 운전 영역 210: 메인 가스 밸브
220: 압력 조절 밸브 230: 제2 압력 감지부
240: 제2 제어부 250: 제2 차단 밸브
300: 열매체 공급 영역 310: 열매체 펌프
320: 열매체 히터 330: 열매체 탱크
RL: 리턴 라인
SL: 공급 라인
VL: 벤트 라인
HL: 열매체 순환라인 E: Marine engine
100: system operation area 110: high pressure pump
120: carburetor 130: recirculation valve
140: first pressure sensing unit 150: first control unit
160: First shut-off valve
200: supply operation area 210: main gas valve
220: pressure regulating valve 230: second pressure sensing part
240: second control unit 250: second shutoff valve
300: heating medium supply region 310: heating medium pump
320: heat medium heater 330: heat medium tank
RL: return line
SL: Supply line
VL: Vent line
HL: Heat medium circulation line
Claims (12)
상기 엔진 상류에 위치하는 공급 운전 영역; 및
상기 공급 운전 영역 상류에 위치하는 시스템 운전 영역;을 포함하고,
상기 시스템 운전 영역은,
LNG를 압축시키는 고압펌프;
상기 고압펌프에 의해 압축된 LNG를 기화시키는 기화기;
상기 기화기에 의해 기화된 천연가스의 압력을 감지하는 제1 압력 감지부; 및
상기 제1 압력 감지부에서 감지한 압력값을 전송받는 제1 제어부;를 포함하고,
상기 공급 운전 영역은,
상기 엔진으로 보내지는 천연가스의 압력을 조절하는 메인 가스 밸브;
상기 메인 가스 밸브 상류에 설치되어 상기 시스템 운전 영역으로부터 공급되는 천연가스의 압력을 조절하는 제2 차단 밸브;
상기 메인 가스 밸브와 상기 엔진 사이를 연결하는 라인 상의 천연가스의 압력을 감지하는 제2 압력 감지부; 및
상기 제2 압력 감지부에서 감지한 압력값을 전송받는 제2 제어부;를 포함하고,
상기 제1 제어부는 상기 제1 압력 감지부가 전송한 압력이 제1 설정값이 되도록 상기 시스템 운전 영역을 제어하고,
상기 제2 제어부는 상기 제2 압력 감지부가 전송한 압력이 제2 설정값이 되도록 상기 제2 차단 밸브를 제어하고,
상기 제1 설정값은 상기 제2 설정값보다 높게 설정되는, 선박용 엔진의 연료 공급 제어 시스템.A control system for a fuel supplied to a marine engine,
A supply operation region located upstream of the engine; And
And a system operation region located upstream of the supply operation region,
The system operation area includes:
A high pressure pump for compressing LNG;
A vaporizer for vaporizing the LNG compressed by the high-pressure pump;
A first pressure sensing unit for sensing a pressure of the natural gas vaporized by the vaporizer; And
And a first controller receiving a pressure value sensed by the first pressure sensing unit,
Wherein the supply operation region includes:
A main gas valve for regulating the pressure of natural gas sent to the engine;
A second shut-off valve installed upstream of the main gas valve for regulating a pressure of natural gas supplied from the system operation region;
A second pressure sensing unit sensing a pressure of natural gas on a line connecting the main gas valve and the engine; And
And a second controller receiving a pressure value sensed by the second pressure sensing unit,
Wherein the first control unit controls the system operation region so that the pressure transmitted by the first pressure sensing unit becomes the first set value,
Wherein the second control unit controls the second shutoff valve so that the pressure transmitted by the second pressure sensing unit becomes a second set value,
Wherein the first set value is set higher than the second set value.
상기 시스템 운전 영역은,
상기 고압 펌프와 상기 기화기 사이를 연결하는 라인으로부터 분기되어, 저장탱크 또는 상기 고압 펌프로 LNG를 보내는 리턴 라인; 및
상기 리턴 라인 상에 설치되는 재순환 밸브;를 더 포함하고,
상기 제1 제어부는 상기 재순환 밸브를 개폐하여 상기 제1 압력 감지부가 전송한 압력이 상기 제1 설정값이 되도록 제어하는, 선박용 엔진의 연료 공급 제어 시스템.The method according to claim 1,
The system operation area includes:
A return line branching from a line connecting between the high-pressure pump and the vaporizer, for sending the LNG to the storage tank or the high-pressure pump; And
Further comprising: a recirculation valve installed on the return line,
Wherein the first control unit opens and closes the recirculation valve to control the pressure transmitted by the first pressure sensing unit to be the first set value.
상기 제1 제어부는 상기 고압 펌프의 속도를 제어하여 상기 제1 압력 감지부가 전송한 압력이 상기 제1 설정값이 되도록 제어하는, 선박용 엔진의 연료 공급 제어 시스템. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first control unit controls the speed of the high pressure pump to control the pressure transmitted by the first pressure sensing unit to be the first set value.
상기 기화기에서 상기 LNG를 기화시키기 위한 열매체가 순환되는 열매체 순환라인;
상기 열매체 순환라인에 마련되어 상기 기화기로 도입될 상기 열매체를 펌핑하는 열매체 펌프; 및
상기 열매체 펌프의 하류에서 상기 열매체를 가열하는 열매체 히터를 더 포함하는 선박용 엔진의 연료 공급 제어 시스템. The method according to claim 1,
A heating medium circulation line through which the heating medium for vaporizing the LNG in the vaporizer is circulated;
A heating medium pump provided in the heating medium circulation line for pumping the heating medium to be introduced into the vaporizer; And
And a heating medium heater for heating the heating medium at a downstream side of the heating medium pump.
상기 공급 운전 영역은,
상기 제2 차단 밸브와 상기 메인 가스 밸브 사이를 연결하는 라인으로부터 분기되어 천연가스를 외부로 배출시키는 벤트 라인; 및
상기 벤트 라인 상에 설치되는 압력 조절 밸브;를 더 포함하고,
상기 압력 조절 밸브는, 상기 엔진으로 천연가스가 공급되는 평상시에는 닫히고, 상기 메인가스밸브가 차단되어 상기 압력조절밸브 상류의 상기 벤트라인 상의 압력이 제3 설정값을 초과하면 열리며,
상기 제3 설정값은 상기 제2 설정값보다 높게 설정되는, 선박용 엔진의 연료 공급 제어 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the supply operation region includes:
A vent line branched from a line connecting between the second shut-off valve and the main gas valve to discharge natural gas to the outside; And
And a pressure control valve installed on the vent line,
Wherein the pressure regulating valve is normally closed when natural gas is supplied to the engine and is opened when the main gas valve is shut off and the pressure on the vent line upstream of the pressure regulating valve exceeds a third set value,
And the third set value is set higher than the second set value.
상기 기화기와 상기 제1 압력 감지부 사이를 연결하는 라인 상에 설치되는 제1 차단 밸브를 더 포함하는, 선박용 엔진의 연료 공급 제어 시스템. The method according to claim 1,
Further comprising a first shut-off valve installed on a line connecting the vaporizer and the first pressure sensing unit.
1) LNG를 압축시킨 후 기화시키는 단계;
2) 상기 기화된 천연가스의 압력을 제1 설정값으로 조절하는 단계;
3) 상기 제1 설정값으로 조절된 천연가스의 압력을 메인 가스 밸브에 의해 상기 엔진의 요구 압력으로 조절하는 단계;
4) 상기 메인 가스 밸브 하류의 천연가스의 압력이 제2 설정값이 되도록 상기 메인 가스 밸브 상류에 설치된 제2 차단 밸브를 조절하는 단계; 및
5) 상기 제2 차단 밸브와 상기 메인 가스 밸브 사이의 천연가스의 압력이 제3 설정값 이상이 되면, 상기 제2 차단 밸브와 상기 메인 가스 밸브 사이의 천연가스를 외부로 배출시키는 단계;를 포함하고,
상기 제1 설정값은 상기 제2 설정값보다 높게 설정되고,
상기 제3 설정값은 상기 제2 설정값보다 높게 설정되는, 선박용 엔진의 연료 공급 제어 방법.A method for controlling fuel supplied to a marine engine,
1) compressing and vaporizing LNG;
2) adjusting the pressure of the vaporized natural gas to a first set value;
3) adjusting the pressure of the natural gas adjusted to the first set value to the required pressure of the engine by the main gas valve;
4) adjusting a second shut-off valve disposed upstream of the main gas valve such that the pressure of the natural gas downstream of the main gas valve is a second predetermined value; And
5) discharging the natural gas between the second shut-off valve and the main gas valve to the outside when the pressure of the natural gas between the second shut-off valve and the main gas valve becomes equal to or greater than a third predetermined value and,
The first set value is set higher than the second set value,
And the third set value is set higher than the second set value.
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