【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種多進口多出口總管制流量分配方法，屬于油艙加熱領域。
技術介紹
1、當補給船、油船等船舶裝運高黏度的油品時，例如柴油等成品油料，這種流體在常溫下由于黏度太大而不易處理，為了保證順利地完成卸載和補給工作，必須通過加熱使得貨油黏度降低，通常用蒸汽盤管來升高這些液體的溫度，降低它們的黏度獲得具有較高的流動性的流體，以便泵送到指定位置。
2、如圖1所示，兩個蒸汽管路3通過換熱器2連接兩個輸油管路4，每個輸油管路4分別連接各個油艙9，各個油艙9出口位置連接的一個輸油管路4上設有定頻循環油泵10，定頻循環油泵10的兩端并聯有另一個定頻循環油泵10，各個油艙9進口通過截止閥6連接另一個輸油管路4。
3、涉及到多進口多出口總管制下多個油艙加熱時，多進口多出口總管制形式會存在一定問題。涉及到多個油艙加熱時，一般采用的加熱方式有兩種：一種通過控制油艙進出口閥門的啟閉，按照一定順序，逐個對油艙進行加熱。該種方式的優點是不必考慮水力平衡問題，從可靠度上來講更容易實現管控。但是該方式最大的弊端是加熱效率低，而且循環油泵長時間處于低負荷運行狀態，效率低下，運行成本增加，并且泵體內易產生汽蝕，密封性降低，從而降低循環油泵的使用壽命。另一種是將所有油艙的進出口閥門打開，同時對油艙內的油料進行加熱，雖然此方法提高了油艙加熱效率，但是由于管網的水力特性，造成整個系統的水力失調。水力失調會帶來兩個問題：
4、(1)由于管網水力特性存在差異，距離總管近的油艙相對其他距離遠的油艙，由于水力特征更加有力，油艙進入和流出的
5、(2)艙內油量的變化，導致各個油艙的溫度不一致，存在某個油艙的過度加熱，或者加熱不足的問題；
6、(3)油艙加熱系統運行工況不斷變化，例如需要加熱油艙的數量變化導致總管內的流量發生變化，需要系統存在一定的調節能力，使得在多工況下實現油艙高效穩定加熱。
7、基于上述分析可以看出，為確保多個油艙高效率同時加熱，并保證各油艙加熱溫度相對一致，需要構建一種多進口多出口總管制流量分配方法，解決既有資源無法充分投運的問題，又可以保證整個系統安全運行。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是：如何確保多個油艙高效率同時加熱，并保證各油艙加熱溫度相對一致。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是提供了一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，包括以下步驟：
3、步驟1、構建基于總管制的多進口多出口油艙流量分配系統：流量分配系統包括
4、動力模塊，為整個油料的循環加熱提供動力；
5、換熱模塊，為油艙模塊加熱提供熱源，保證油艙模塊內油料加熱到設定的溫度；
6、油艙模塊，為存儲油料的大空間艙室，油艙模塊包括多個油艙；
7、管路模塊，為連接各個模塊的管路系統；
8、監測自動控制模塊，為保證各個油艙在加熱前和加熱后，油艙內的油料總量不變；
9、動力模塊的輸入端通過管路模塊連接油艙模塊，動力模塊的輸出端連接換熱模塊的輸入端，換熱模塊的輸出端接管路模塊；
10、步驟2、根據船舶實際情況，建立油艙加熱數據庫，確定動態流量調節閥開度；數據庫包括油艙數量、加熱溫度、油艙初始液位、管路及管路上設備阻力、循環油泵揚程、換熱前后油料密度變化；
11、步驟3、按照數據庫中動態流量調節閥所設定的開度，對油艙進行加熱，運行中根據檢測的數據對油艙加熱數據庫進行修正。
12、優選地，所述的動力模塊為一臺或多臺循環油泵，循環油泵的輸入端接至油料總管，循環油泵的輸出端連接換熱模塊；換熱模塊為換熱器，換熱器的輸入端接循環油泵，循環油泵將油艙內的油料輸送至換熱器，換熱器的輸出端接油料總管；根據油艙數量，管路模塊分為多個支管，各個支管匯至一根總管，在動力模塊提供動力下不斷循環。
13、優選地，所述的監測自動控制模塊包括在油艙進出口設置壓力監測設備、在進入油艙的支管上設置的流量計和動態流量調節閥。
14、優選地，所述的對油艙加熱數據庫進行修正的步驟如下：選定幾種典型加熱工況，進行運行調試，調試動態流量調節閥，使用油艙進出口的壓力表和進口流量計，測定不同數量油艙同時加熱工況下的壓力和流量數據；根據測定結果計算壓力損失和實際流量之間的關系，對數據庫模擬狀態下的阻力損失曲線進行修正。
15、優選地，所述的監測自動控制模塊還包括在油艙內部設置的液位監測設備；為保證所述動態流量調節閥調節失效狀態下油艙液位處于安全水平，在每個油艙中設置液位監測裝置，監測液位指標為z*，在液位達到z*時開始報警，同時停止對該油艙的加熱。
16、優選地，根據所述的油艙模塊參數，油艙數量為n，對船舶油艙進行編號，分別表示為o1、o2、…、oi、…、on；其中，n≥2；確定加熱一個油艙所需的時間，根據時間要求確定油艙進口支管流量q；每個油艙的初始液位：z1、z2、…、zi、…、zn；其中，n≥2；換熱模塊前后，經過加熱后，油料的密度會發生變化，根據加熱溫度t查出相應密度值，加熱前后油料密度變化為δρ；加熱前后由于油料的密度變化，若油艙加熱前后總質量不變，則油艙的液位發生變化，加熱后油艙的液位為z*，z*＝f(δρ,z)。
17、優選地，所述的油艙加熱存在多種工況，按照油艙加熱數量計算，所有可能工況總共有m種，
18、優選地，所述的根據利用flowmaster建立管道模型，對油艙加熱的所有可能工況下進行流體計算分析。
19、優選地，所述的循環油泵采用變頻循環油泵，循環油泵的揚程h根據輸送流量的變化而改變；由于加熱油艙數量發生變化，相同管路總管內流量發生變化，管道阻力∑δ也會相應改變，繪制阻力損失曲線。
20、優選地，進入所述油艙油料的流量通過動態流量調節閥控制，以q為目標流量調節動態流量調節閥開度；某個油艙進口處動態流量調節閥開度pi是與油艙液位z*、循環油泵揚程h、管道阻力∑δ的因素密切相關，所以pi＝f(z*,h,∑δ)＝f(δρ,z,h,∑δ)。
21、與現有技術相比，本專利技術具有以下至少一個有益效果：
22、1、本專利技術通過油艙加熱監測自動控制模塊，確保了多油艙加熱的可行性和安全性。
23、2、本專利技術通過油艙加熱監測自動控制模塊，實現距離總管遠近不同的油艙在同時加熱時，進入和流出的油料流量相近。
24、3、保證各油艙加熱溫度一致，解決傳統油艙加熱存在的過度加熱，或者加熱不足的問題。
25、4、本專利技術通過油艙加熱監測自動控制模塊，實現油艙加熱的自動化控制功能，提高多油艙加熱的效率，降低船員工作強度和難度。
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1.一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，所述的動力模塊為一臺或多臺循環油泵，循環油泵的輸入端接至油料總管，循環油泵的輸出端連接換熱模塊；換熱模塊為換熱器(2)，換熱器(2)的輸入端接循環油泵，循環油泵將油艙(9)內的油料輸送至換熱器(2)，換熱器(2)的輸出端接油料總管；根據油艙(9)數量，管路模塊分為多個支管，各個支管匯至一根總管，在動力模塊提供動力下不斷循環。
3.如權利要求1所述的一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，所述的監測自動控制模塊包括在油艙(9)進出口設置壓力監測設備、在進入油艙(9)的支管上設置的流量計(8)和動態流量調節閥(7)。
4.如權利要求3所述的一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，所述的對油艙加熱數據庫進行修正的步驟如下：選定幾種典型加熱工況，進行運行調試，調試動態流量調節閥(7)，使用油艙(9)進出口的壓力表(5)和進口流量計(8)，測定不同數量油艙(9)同時加熱工況下的壓力和流量數據；根據測定結
5.如權利要求3所述的一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，所述的監測自動控制模塊還包括在油艙(9)內部設置的液位監測設備；為保證所述動態流量調節閥(7)調節失效狀態下油艙(9)液位處于安全水平，在每個油艙(9)中設置液位監測裝置(11)，監測液位指標為Z*，在液位達到Z*時開始報警，同時停止對該油艙(9)進行加熱。
6.如權利要求1所述的一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，根據所述的油艙模塊參數，油艙(9)數量為N，對船舶油艙(9)進行編號，分別表示為O1、O2、…、Oi、…、ON；其中，N≥2；確定加熱一個油艙(9)所需的時間，根據時間要求確定油艙(9)進口支管流量Q；每個油艙(9)的初始液位：Z1、Z2、…、Zi、…、ZN；其中，N≥2；換熱模塊前后，經過加熱后，油料的密度會發生變化，根據加熱溫度T查出相應密度值，加熱前后油料密度變化為Δρ；加熱前后由于油料的密度變化，若油艙(9)加熱前后總質量不變，則油艙(9)的液位發生變化，加熱后油艙(9)的液位為Z*，Z*＝f(Δρ,Z)。
7.如權利要求6所述的一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，所述的油艙(9)加熱存在多種工況，按照油艙(9)加熱數量計算，所有可能工況總共有M種，(N≥i≥2,N≥2)。
8.如權利要求7所述的一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，所述的根據利用FLOWMASTER建立管道模型，對油艙(9)加熱的所有可能工況下進行流體計算分析。
9.如權利要求6所述的一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，所述的循環油泵采用變頻循環油泵(1)，循環油泵的揚程H根據輸送流量的變化而改變；由于加熱油艙(9)數量發生變化，相同管路總管內流量發生變化，管道阻力∑δ也會相應改變，繪制阻力損失曲線。
10.如權利要求6所述的一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，進入所述油艙(9)油料的流量通過動態流量調節閥(7)控制，以Q為目標流量調節動態流量調節閥(7)開度；某個油艙(9)進口處動態流量調節閥(7)開度Pi是與油艙(9)液位Z*、循環油泵揚程H、管道阻力∑δ的因素密切相關，所以Pi＝f(Z*,H,∑δ)＝f(Δρ,Z,H,∑δ)。
...【技術特征摘要】
1.一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，所述的動力模塊為一臺或多臺循環油泵，循環油泵的輸入端接至油料總管，循環油泵的輸出端連接換熱模塊；換熱模塊為換熱器(2)，換熱器(2)的輸入端接循環油泵，循環油泵將油艙(9)內的油料輸送至換熱器(2)，換熱器(2)的輸出端接油料總管；根據油艙(9)數量，管路模塊分為多個支管，各個支管匯至一根總管，在動力模塊提供動力下不斷循環。
3.如權利要求1所述的一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，所述的監測自動控制模塊包括在油艙(9)進出口設置壓力監測設備、在進入油艙(9)的支管上設置的流量計(8)和動態流量調節閥(7)。
4.如權利要求3所述的一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，所述的對油艙加熱數據庫進行修正的步驟如下：選定幾種典型加熱工況，進行運行調試，調試動態流量調節閥(7)，使用油艙(9)進出口的壓力表(5)和進口流量計(8)，測定不同數量油艙(9)同時加熱工況下的壓力和流量數據；根據測定結果計算壓力損失和實際流量之間的關系，對數據庫模擬狀態下的阻力損失曲線進行修正。
5.如權利要求3所述的一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，所述的監測自動控制模塊還包括在油艙(9)內部設置的液位監測設備；為保證所述動態流量調節閥(7)調節失效狀態下油艙(9)液位處于安全水平，在每個油艙(9)中設置液位監測裝置(11)，監測液位指標為z*，在液位達到z*時開始報警，同時停止對該油艙(9)進行加熱。
6.如權利要求1所述的一種多進口多出口總管制流量分配方法，其特征在于，根據所述的油艙...
【專利技術屬性】
技術研發人員：段文利，龔磊，楊銘，崔永龍，謝志豪，魏帥舉，
申請(專利權)人：中國船舶集團有限公司第七○八研究所，
類型：發明
國別省市：
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