LNG加注船C型舱监测系统设计

作     者：周元钰 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：林焰

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

主      题：LNG加注船 C型液货舱 监测系统 声光报警 软件开发 

摘      要：LNG是一种清洁和优质的能源,近年来被广泛应用于船舶运输等行业。对于船舶等交通工具来说,对燃料依赖性较强,而传统燃料对环境污染严重。在世界高举环保大旗的背景下,LNG的应用具有良好前景。对于船舶防污染和双燃料动力船舶来说,LNG的加注将是其使用的关键因素。LNG加注船加注速度快、机动性强,对于它的使用将是LNG供应环节的重要一环。但对LNG加注船来说,在营运过程中如果出现泄露、翻滚等现象,会导致液货舱压力急剧升高,有一定的危险性,对人员、船体及海洋环境造成巨大伤害。因此本文对LNG加注船C型货舱监测系统进行分析,对其重要参数进行实时监测,设计出一套较完整的监测系统。通过监测系统的使用,可以实时了解设备运行状态,当出现异常时,进行报警操作,并通知船员采取相关措施。本文首先对LNG加注船C型舱监测系统进行原理设计。根据相关文献确定监测系统的要求及规范及LNG特性分析,确定监测系统需要实现的功能,包括对BOG含量的预测。由于LNG加注船加注系统的复杂性,将其划分为多个子系统分别研究,将需要监测的参数和监测位置等信息进行归纳。同时对监测点采用“模块化设计,方便进行删除、添加。研究该监测系统的结构及原理,便于后续硬件及软件部分的设计。随后对监测硬件系统进行分析。由于采集参数的多样性,分别对模拟量及开关量信号采集过程进行分析。根据LNG特性,选择合适的传感器。针对LNG加注船C型货舱环境恶劣情况,使用下位机来确保信号的完整传输,并对数据传输的协议进行比较,确定传输协议及数据处理流程,设计出一套适用于C型货舱的监测硬件系统。根据确定的监测参数及监测系统的结构,对该软件需要实现的功能进行确定。同时利用编程软件,完成数据库的搭建。将监测的数据、报警信息自动存入,方便分析及操作。对于开关量及模拟量数据的报警过程进行模拟,明确其工作原理;并对其延伸报警功能进行设计,设置快捷键,可在其他处所直接操作。出现报警信号后,可以及时操作,提高船舶的安全性。使用Qt软件完成LNG加注船C型舱监测系统软件开发和人机界面的设计。最后对该软件所实现的功能进行实验室原理样机验证,检验其功能实现程度,和软件界面操作便利性。设计相关实验方案及步骤,确定需要监测的条目及监测点布放位置,完成硬件部分的连接与通信,进行原理样舱实验验证工作。在实验中,对软件需要实现的功能进行验证,当参数状态异常时,观察软件是否及时进行声光报警,从而证明该监测系统的有效性。