利用熱解油基燃料操作電廠的制作方法
【專利摘要】一種電廠(1)可包括廠房(10)、罐場(20)和燃料處理建筑(30)。廠房(10)可包括適于用熱解油基燃料操作的ICE(100)。廠房(10)可進一步包括具有調(diào)節(jié)單元(112)的調(diào)節(jié)/循環(huán)系統(tǒng)(110和與發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)一起形成燃料再循環(huán)周期的燃料再循環(huán)單元(114)。罐場(20)可包括用于熱解油基燃料和轉(zhuǎn)換燃料或其組分的罐，并在一些實施方式中包括用于原油基燃料的罐。廠房(1可進一步包括第一轉(zhuǎn)換單元(116)和/或第二轉(zhuǎn)換單元(118)以從燃料再循環(huán)周期釋放燃料混合物。調(diào)節(jié)單元(112)可包括用于在供應(yīng)到ICE(100)之前需要調(diào)節(jié)的不同類型燃料的部分，例如熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分(112A)、清潔燃料調(diào)節(jié)部分(112B)和原油基燃料調(diào)節(jié)部分(112C)。電廠(1)可允許在連續(xù)操作ICE(100)的同時轉(zhuǎn)換燃料，并針對用熱解油基燃料操作ICE(100)提供停止和啟動程序。
【專利說明】利用熱解油基燃料操作電廠

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明整體涉及處理用于內(nèi)燃發(fā)動機(ICE)的燃料，更具體涉及處理例如熱解油基燃料的替代燃料。而且，本發(fā)明涉及在熱解油基燃料操作和原油基燃料操作之間來回轉(zhuǎn)換 ICE。
[0002]本發(fā)明整體涉及能夠用多種類型的燃料操作的內(nèi)燃發(fā)動機(ICE)，更具體涉及為多種類型的燃料提供燃料供應(yīng)構(gòu)造。而且，本發(fā)明整體涉及清潔熱解油基燃料操作的ICE的燃料系統(tǒng)，更具體涉及清潔ICE的燃料再循環(huán)(recirculating)單元。

【背景技術(shù)】
[0003]用替代燃料替換原油基燃料是目前感興趣的主題，特別是關(guān)于替換例如柴油燃料、輕質(zhì)燃料油(LFO)和重質(zhì)燃料油(HFO)的原油基燃料。替代燃料包括第一代生物燃料(例如，棕櫚油、菜籽油、芥花油、基于動物脂肪的油)以及第二代生物燃料(例如，由非食品公司制造的油，即廢棄生物質(zhì))。
[0004]第二代生物燃料的例子包括從例如木頭或諸如小麥或玉米桿的農(nóng)業(yè)廢物、草、木頭、木屑、葡萄和甘蔗的熱解獲得的“熱解油”?？傮w上，熱解油主要通過“快速熱解”技術(shù)生產(chǎn)，其包括生物質(zhì)在鼓泡流化沙床反應(yīng)器中快速熱解，其中固體載熱介質(zhì)循環(huán)，因此固體的停留時間得到良好控制，且獲得聞加熱速率(聞達100CTC /秒)。
[0005]諸如熱解油基燃料的替代燃料的化學(xué)成分和物理性能可與諸如柴油燃料、LFO和HFO的原油基燃料的顯著不同，特別是就水和氧的高含量和酸性值而言。而且，由于熱解油包括極性碳?xì)浠衔锖痛罅康乃?，它們幾乎與原油基燃料不混溶，后者主要包括飽和烯烴和芳烴。最后，熱解油基燃料的酸性值造成作用于發(fā)動機系統(tǒng)中的接觸金屬零件上的強腐蝕。
[0006]因此，使用替代燃料會要求改造ICE以適應(yīng)替代燃料的具體特征。對于以中等速度操作的大型ICE尤其如此。用替代燃料操作的自點火ICE的方面在Caterpillar Motoren6111油&&).1?于2012年2月28日提交的申請“替代燃料內(nèi)燃發(fā)動機的自點火操作(SELFIGNIT1N OPERAT1N OF ALTERNATIVE FUEL INTERNAL COMBUST1N ENGINES)，，中公開。
[0007]而且，使用富氧氣氛以熱解油操作的ICE公開在GB2349175A中。
[0008]本發(fā)明旨在至少部分改善或克服相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的一個或多個方面，特別是簡化用諸如熱解油基燃料的替代燃料操作ICE的電廠的操作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，熱解油基燃料電廠包括具有熱解油基燃料罐和至少一個清潔燃料罐的罐系統(tǒng)、具有流體連接到熱解油基燃料罐并能夠處理熱解油基燃料的熱解油基燃料處理單元和流體連接到所述至少一個清潔燃料罐并能夠通過混合清潔燃料的組分產(chǎn)生清潔燃料的清潔燃料處理單元的燃料處理系統(tǒng)、流體連接到熱解油基燃料處理單元和清潔燃料處理單元并能夠通過添加清潔燃料或者清潔燃料的組分調(diào)節(jié)熱解油基燃料的粘度的燃料調(diào)節(jié)單元、用于用熱解油基燃料和清潔燃料操作的內(nèi)燃發(fā)動機，內(nèi)燃發(fā)動機包括發(fā)動機燃料系統(tǒng)、能夠接收來自燃料調(diào)節(jié)單元的燃料并向發(fā)動機燃料系統(tǒng)供應(yīng)燃料的燃料再循環(huán)單元，燃料再循環(huán)單元包括流體連接到燃料調(diào)節(jié)單元和發(fā)動機燃料系統(tǒng)的循環(huán)罐和控制單元，控制單元能夠控制燃料調(diào)節(jié)單元以調(diào)節(jié)被選擇提供到發(fā)動機燃料系統(tǒng)的燃料并將此燃料提供到循環(huán)罐，由此在連續(xù)操作內(nèi)燃發(fā)動機的同時允許在熱解油基燃料操作和清潔燃料操作之間轉(zhuǎn)換。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，熱解油基燃料電廠包括具有熱解油基燃料罐、具有乙醇罐和蓖麻油罐的清潔燃料罐系統(tǒng)以及至少一個原油基燃料罐的罐系統(tǒng)、具有流體連接到熱解油基燃料罐并能夠處理熱解油基燃料的熱解油基燃料處理單元、流體連接到清潔燃料罐系統(tǒng)并能夠通過混合乙醇和蓖麻油產(chǎn)生清潔燃料的清潔燃料處理單元以及流體連接到原油基燃料罐并能夠處理原油基燃料的原油基燃料處理單元的燃料處理系統(tǒng)。清潔燃料罐系統(tǒng)流體連接到熱解油基燃料處理單元以提供乙醇或者乙醇-蓖麻油混合物以便從熱解油基燃料處理單元清潔熱解物。熱解油基燃料電廠進一步包括燃料調(diào)節(jié)單元，其具有流體連接到熱解油基燃料處理單元和清潔燃料罐系統(tǒng)并能夠通過添加乙醇或者乙醇蓖麻油混合物到熱解油基燃料調(diào)節(jié)熱解油基燃料的粘度的熱解油基調(diào)節(jié)部分和流體連接到原油基燃料處理單元的原油基調(diào)節(jié)部分，以及用于用熱解油基燃料、清潔燃料和原油基燃料操作的內(nèi)燃發(fā)動機，內(nèi)燃發(fā)動機包括發(fā)動機燃料系統(tǒng)和燃料再循環(huán)單元，其能夠接收來自燃料調(diào)節(jié)單元的熱解油基燃料、清潔燃料、原油基燃料及其混合物作為燃料并向發(fā)動機燃料系統(tǒng)供應(yīng)該燃料，燃料再循環(huán)單元包括循環(huán)罐，其流體連接到熱解油基調(diào)節(jié)部分、清潔燃料處理單元、原油基調(diào)節(jié)部分和發(fā)動機燃料系統(tǒng)的每一個。
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，用于操作能夠以熱解油基燃料操作和以清潔燃料操作的熱解油基燃料內(nèi)燃發(fā)動機的方法，其中內(nèi)燃發(fā)動機包括具有燃料再循環(huán)單元和發(fā)動機燃料系統(tǒng)的燃料再循環(huán)周期(cycle)，所述方法包括提供與熱解油基燃料化學(xué)相容并允許內(nèi)燃發(fā)動機操作的清潔燃料、用清潔燃料操作內(nèi)燃發(fā)動機使得燃料再循環(huán)單元基本上用清潔燃料填充、在內(nèi)燃發(fā)動機的連續(xù)操作過程中，通過將熱解油基燃料供應(yīng)到燃料再循環(huán)單元轉(zhuǎn)換到用熱解油基燃料操作內(nèi)燃發(fā)動機，由此增加熱解油基燃料在發(fā)動機燃料系統(tǒng)中的比。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，公開乙醇基燃料的使用?；谝掖己捅吐橛偷目傮w積，乙醇基燃料包括40-90%體積的乙醇和60-10%體積的蓖麻油，并任選地包括總量高達乙醇和蓖麻油總重量的10%重量的一種或多種添加劑，用于如這里所述地從熱解油處理系統(tǒng)的熱解油處理單元清潔熱解油。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種多燃料電廠可包括具有替代燃料罐和至少一個清潔燃料罐的罐系統(tǒng)、具有流體連接到所述至少一個替代燃料罐的替代燃料處理單元和流體連接到所述至少一個清潔燃料罐的清潔燃料處理單元、流體連接到替代燃料處理單元和清潔燃料處理單元的燃料調(diào)節(jié)單元、用于用替代燃料和清潔燃料操作的內(nèi)燃發(fā)動機，內(nèi)燃發(fā)動機包括發(fā)動機燃料系統(tǒng)、用于向發(fā)動機燃料系統(tǒng)供應(yīng)燃料的燃料再循環(huán)單元，燃料再循環(huán)單元包括循環(huán)罐，其流體連接到燃料調(diào)節(jié)單元和發(fā)動機燃料系統(tǒng)，和控制單元，其能夠控制燃料調(diào)節(jié)單元以調(diào)節(jié)被選擇提供到發(fā)動機燃料系統(tǒng)的燃料并將此燃料提供到循環(huán)罐，由此在連續(xù)操作內(nèi)燃發(fā)動機的同時允許在替代燃料操作和清潔燃料操作之間轉(zhuǎn)換。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，用于操作能夠以熱替代燃料操作和以清潔燃料操作的多燃料內(nèi)燃發(fā)動機的方法，內(nèi)燃發(fā)動機包括燃料再循環(huán)單元與發(fā)動機燃料系統(tǒng)，所述方法包括提供與替代燃料化學(xué)相容并允許內(nèi)燃發(fā)動機操作的清潔燃料、用清潔燃料操作內(nèi)燃發(fā)動機使得燃料再循環(huán)單元基本上用清潔燃料填充、在內(nèi)燃發(fā)動機的連續(xù)操作過程中，通過將替代燃料供應(yīng)到燃料循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到用替代燃料操作內(nèi)燃發(fā)動機，由此增加替代燃料在發(fā)動機燃料系統(tǒng)中的比。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種用于在具有發(fā)動機燃料系統(tǒng)的多燃料內(nèi)燃發(fā)動機的替代燃料操作和原油基燃料操作之間轉(zhuǎn)換的方法可包括用原油基燃料操作內(nèi)燃發(fā)動機，使得燃料循環(huán)系統(tǒng)基本用原油基燃料填充、在內(nèi)燃發(fā)動機的連續(xù)操作過程中，通過將清潔燃料供應(yīng)到燃料循環(huán)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換成用與原油基燃料以及替代燃料化學(xué)相容并允許內(nèi)燃發(fā)動機操作的轉(zhuǎn)換燃料操作內(nèi)燃發(fā)動機，由此增加轉(zhuǎn)換燃料在發(fā)動機燃料系統(tǒng)中的比；以及執(zhí)行上述的方法，由此轉(zhuǎn)換燃料作為清潔燃料提供。
[0016]在一些實施方式中，多燃料電廠可包括位于發(fā)動機燃料系統(tǒng)的出口處的閥單元、以及包括流體連接到閥單元的第一轉(zhuǎn)換罐和流體連接到第一轉(zhuǎn)換罐以及替代燃料罐和燃料調(diào)節(jié)單元的至少一個的第一轉(zhuǎn)換泵的第一轉(zhuǎn)換單元，其中控制單元進一步能夠在替代燃料操作和清潔燃料操作之間的轉(zhuǎn)換過程期間控制閥單元以將包括清潔燃料和替代燃料的燃料混合物從燃料再循環(huán)單元釋放到第一轉(zhuǎn)換罐。
[0017]本發(fā)明的其他特征和方面將通過以下描述和附圖變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1顯示多燃料電廠的示意框圖；
[0019]圖2是示出熱解油基燃料處理單元及其與相應(yīng)罐的相互作用的示例性實施方式的示意框圖；
[0020]圖3是示出熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分及燃料再循環(huán)單元的示例性實施方式的示意框圖；
[0021]圖4是示出用不同種類燃料操作多燃料電廠的流程圖；
[0022]圖5是示出從熱解油操作到清潔燃料的示例性快速轉(zhuǎn)換過程的流程圖；
[0023]圖6是示出電廠系統(tǒng)的熱解油操作的示例性緊急關(guān)閉過程的流程圖；
[0024]圖7是示出熱解油處理操作的示例性緊急關(guān)閉過程的流程圖；和
[0025]圖8是示出用于原油基燃料操作的HFO處理單元和原油基燃料調(diào)節(jié)部分的示例性實施方式的示意框圖。

【具體實施方式】
[0026]下面是本發(fā)明的示例性實施方式的詳細(xì)描述。這里描述和附圖中說明的示例性實施方式旨在教導(dǎo)本發(fā)明的原理，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠在許多不同的環(huán)境和針對許多不同的應(yīng)用實施和使用本發(fā)明。因此，所述示例性實施方式不旨在也不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是對專利保護范圍的限制性描述。相反，專利保護范圍將通過權(quán)利要求書限定。
[0027]本發(fā)明部分基于這樣的認(rèn)識，即電廠用替代燃料的操作不應(yīng)當(dāng)受到替代燃料的具體特征的影響。例如，腐蝕活性可通過盡可能地臨時限制表面與熱解基燃料的接觸限制。與替代燃料接觸后的沖洗和因此清潔部件可減少任何這些影響，并且同時，使電廠內(nèi)的部件及其相關(guān)單元處于允許恢復(fù)操作的條件。
[0028]關(guān)于一些方面，本發(fā)明可部分基于這樣的認(rèn)識，即彼此獨立地沖洗電廠單元的可能性可增加靈活性，例如在關(guān)閉發(fā)動機時。
[0029]獨立沖洗以及清潔用于熱解油基燃料的例如處理單元和/或調(diào)節(jié)單元的能力可允許維持相應(yīng)的單元處于恢復(fù)操作的條件。在一個、兩個或者高達用熱解油基燃料操作的所有單元都需要在電廠緊急關(guān)閉程序后或者在緊急轉(zhuǎn)換到例如輔助燃料后沖洗和清潔時尤其如此。
[0030]關(guān)于一些方面，本發(fā)明可部分基于這樣的認(rèn)識，即直接向發(fā)動機單元提供輔助燃料會簡化多燃料電廠的管道。而且，可增加混合輔助燃料與主要燃料的靈活性，例如在將熱解油基燃料提供到內(nèi)燃發(fā)動機之前將乙醇或主要基于乙醇的粘度改善劑添加到熱解油基燃料。
[0031]關(guān)于一些方面，本發(fā)明可部分基于這樣的認(rèn)識，即提供諸如各種組分的混合的輔助燃料的單元的靈活構(gòu)造可允許根據(jù)例如燃料的類型、品質(zhì)和/或溫度改變混合。
[0032]為了提供使用本身用替代燃料操作的一個或多個ICE并有效提供動力的多燃料電廠，可以在根據(jù)這里提出的一個或多個構(gòu)思連續(xù)操作ICE時避免或至少減少負(fù)面影響。
[0033]雖然這里示例性地提到原油基燃料、替代燃料和清潔燃料，但就各方面而言，本領(lǐng)域技術(shù)人員可一般地理解為燃料類型的例子。因此，在一些實施方式中，原油基燃料和替代燃料可被認(rèn)為是主要燃料的例子，每種均能夠?qū)崿F(xiàn)長期發(fā)動機操作。清潔燃料可被認(rèn)為是輔助燃料的例子，其允許主要燃料之間的轉(zhuǎn)換(因此在出于該目的使用時也稱為轉(zhuǎn)換燃料)。因此，清潔燃料可以從燃料系統(tǒng)清潔之前使用的主要燃料，如果主要燃料彼此不化學(xué)和/或物理相容將尤其引起興趣。
[0034]而且，將理解在清潔燃料本身也允許發(fā)動機的長期操作的情況下，清潔燃料也可在一些方面被認(rèn)為是主要燃料。
[0035]這里描述的多燃料電廠可基于均定位在相同部位的單元。例如，處理(以及熱解過程)和動力生成發(fā)生在相同部位。但是，類似地，可在熱解過程的部位執(zhí)行熱解油基燃料的處理，接著將處理的熱解油基燃料(通過船、火車或其他裝置)運輸?shù)教峁┤剂险{(diào)節(jié)單元以及內(nèi)燃發(fā)動機的動力生成部位。
[0036]此外，清潔燃料被稱為燃料，因為清潔燃料可用于在基于該清潔燃料的發(fā)動機的連續(xù)操作過程中清潔燃料系統(tǒng)。但是，清潔燃料也可用作在發(fā)動機不操作時，例如在發(fā)動機關(guān)閉以便維修或者發(fā)生緊急關(guān)閉時運行經(jīng)過燃料系統(tǒng)的一個或多個部件以清潔這些部件的清潔流體。特別是，清潔燃料可在熱解油基燃料(例如熱解過程本身)的提供和熱解油基燃料的處理位于與動力生成過程不同的位置的情況下被認(rèn)為是清潔流體，因為該情況下清潔燃料局部可不用作燃料。
[0037]參考圖1，電廠系統(tǒng)I可包括廠房10、罐機構(gòu)20和燃料處理建筑30。
[0038]廠房10可包括一個或多個ICE 100和用于一個或多個ICE 100的調(diào)節(jié)/循環(huán)系統(tǒng)110。調(diào)節(jié)/循環(huán)系統(tǒng)110可包括調(diào)節(jié)單元112、燃料再循環(huán)單元114、第一轉(zhuǎn)換單元116和第二轉(zhuǎn)換單元118。調(diào)節(jié)單元112可包括熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分112A、清潔燃料調(diào)節(jié)部分112B和原油基燃料調(diào)節(jié)部分112C，其分別用于在供應(yīng)到ICE 100之前需要調(diào)節(jié)的不同類型的燃料。
[0039]這里，調(diào)節(jié)單元、特別是調(diào)節(jié)部分指的是相應(yīng)處理燃料罐和發(fā)動機特定循環(huán)罐之間的燃料特定管道/部件部分。每個調(diào)節(jié)部分的主要功能在于用相應(yīng)的燃料填充循環(huán)罐。在發(fā)動機用這種燃料連續(xù)操作或者在轉(zhuǎn)換到另一燃料的過程中如此。總體上，調(diào)節(jié)部分包括部件過濾器和一個或多個燃料泵(冗余以便備用)。另外，調(diào)節(jié)部分可針對所有供應(yīng)的發(fā)動機包括一個燃料柜或者針對每個供應(yīng)的發(fā)動機包括一個燃料柜。
[0040]特別是就熱解油基燃料而言，熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分112A進一步調(diào)節(jié)熱解油基燃料，例如，它通過添加例如清潔燃料的乙醇或者乙醇基燃料來改變粘度。另外，熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分112A可例如通過使混合物經(jīng)過過濾器提供改變粘度的熱解油基燃料的一些同質(zhì)化。這里，這一方面的調(diào)節(jié)是命名“調(diào)節(jié)單元”的基礎(chǔ)，其不僅用于熱解油基燃料，而且用于例如清潔燃料和原油基燃料的其他類型燃料的相應(yīng)管道部分。
[0041]在一些實施方式中，可在圖1的調(diào)節(jié)單元112中設(shè)置僅一個、兩個或更多個這些部分。例如，在一些實施方式中，清潔燃料調(diào)節(jié)部分112B可通過燃料再循環(huán)單元114的直接清潔燃料供應(yīng)構(gòu)造替代，如結(jié)合圖3說明的。
[0042]罐機構(gòu)20可包括例如主要和輔助罐部分的多個罐部分。例如，罐機構(gòu)20可包括例如作為第一主要罐部分的用于例如熱解油基燃料罐212的罐的熱解油基燃料罐部分210和可再使用熱解油/清潔燃料混合物罐214。
[0043]罐機構(gòu)20可進一步包括例如作為輔助罐部分的用于清潔燃料生成的部件的清潔燃料罐部分220。清潔燃料罐部分220包括例如蓖麻油罐222、乙醇罐224 (都用于制作轉(zhuǎn)換燃料)和/或用于例如清潔燃料預(yù)先混合罐226的清潔燃料罐。
[0044]罐機構(gòu)20可進一步包括例如作為第二主要罐部分的用于原油基燃料罐，例如柴油燃料罐232和HFO罐234的原油基燃料罐部分230。
[0045]另外，罐機構(gòu)20可包括廢物罐部分240，包括用于接收如下文解釋的HFO處理過程的廢物的HFO廢物罐242和/或用于接收例如在柴油燃料操作和清潔燃料操作之間的轉(zhuǎn)換過程中生成的廢棄燃料的柴油燃料/清潔燃料廢物罐244。
[0046]根據(jù)電廠的設(shè)置，罐機構(gòu)20也可局部包括處理燃料罐，例如處理HFO罐或處理熱解油基燃料罐。在一些實施方式中，這些罐可局部地與處理單元或調(diào)節(jié)單元有關(guān)。
[0047]雖然圖1示例性地涉及多燃料電廠系統(tǒng)，但罐機構(gòu)可包括在熱解和處理過程與動力生成過程局部分離的情況下提到的罐的全部或僅一子群。例如，這樣的分離處理過程可基于具有例如接收來自熱解過程的熱解油基燃料的熱解油基燃料罐部分210 (在圖中未顯示)和在這種情況下可稱為清潔流體罐部分的清潔燃料罐部分220。
[0048]再次參考圖1所示的清潔燃料罐部分220，可以設(shè)置用于清潔燃料的各個組分的罐。清潔燃料可以是乙醇基燃料，其可包括除了乙醇之外的添加劑組分，例如像蓖麻油的生物油和任選的一些添加劑。
[0049]例如，基于乙醇和蓖麻油的總體積，乙醇基燃料可包括20-90 %體積的乙醇和80-10%體積的蓖麻油(特別是40-90%體積的乙醇和60-10%體積的蓖麻油)，任選地包括總體積高達乙醇和蓖麻油總重量的3%重量的一種或多種添加劑。
[0050]乙醇可以來自生物來源。這里和權(quán)利要求中使用的術(shù)語“乙醇”包括絕對的乙醇(即，含有小于2%體積(例如小于0.5%體積)水的乙醇)和含有相當(dāng)大量水的乙醇。
[0051]作為生物油，蓖麻油可用在目前的乙醇基燃料中。蓖麻油是從蓖麻植物Ricinuscommunis的蓖麻子獲得的植物油。蓖麻酸,作為蓖麻油的主要脂肪酸鏈(85-95%重量)具有C12羥基，其提供具有極性特性的脂肪酸鏈，促進在像乙醇的極性液體中的可溶性。同時，蓖麻酸的剩余非極性烴鏈仍提供充分的非極性特征，使得蓖麻油能夠與像例如柴油燃料、LFO或HFO的原油基燃料的非極性液體混溶。
[0052]乙醇含量可以是40-80 %體積(例如，45-65 %體積或者45_55 %體積或者48_52 %體積)，蓖麻油含量是60-20%體積(例如，55-35%體積或者55-45%體積或者52-48%體積)。出于經(jīng)濟原因，在乙醇基燃料要用于ICE、特別是自點火ICE的連續(xù)(長時)操作的情況下，乙醇基燃料的乙醇含量可以盡可能高，例如60-90%體積或者70-90%體積或者80-90 %體積或者85-90 %體積。
[0053]乙醇基燃料可任選地包括一種或多種添加劑，例如總量高達乙醇和蓖麻油總重量的3%重量，優(yōu)選總量高達乙醇和蓖麻油總重量的2%重量，特別是總量高達乙醇和蓖麻油總重量的1%重量。所述添加劑可以從包括以下項的組選擇:熱穩(wěn)定劑、老化穩(wěn)定劑、抗氧化劑、著色劑、顏料、防銹劑、膠形成抑制劑、金屬鈍化劑、上缸潤滑劑、摩擦改性劑、洗滌劑、抑菌劑、殺菌劑、殺微生物劑及其混合物。
[0054]任選地包括在乙醇基燃料中的添加劑可用來改善乙醇基燃料的一種或多種屬性，如果鑒于使用的發(fā)動機類型或者任何其他情況要求使用添加劑而被認(rèn)為是必要時。但是，鑒于環(huán)境考慮(例如增加的不想要排放)，可設(shè)置沒有任何添加劑的乙醇基燃料。
[0055]乙醇基燃料的進一步細(xì)節(jié)例如在Caterpillar Motoren GmbH&C0.KG于2012年2月28日提交的申請“乙醇基燃料及其使用(ETHANOL-BASED FUEL AND USE THEREOF) ”中公開。
[0056]在一些實施方式中，電廠系統(tǒng)I可僅用清潔燃料和替代燃料操作。在此情況下，圖1所示的構(gòu)造可相應(yīng)簡化。具體地，可不需要設(shè)置原油基燃料罐部分230，同樣燃料處理建筑30和調(diào)節(jié)/循環(huán)系統(tǒng)110可相應(yīng)簡化，如本領(lǐng)域技術(shù)人員明白的。
[0057]燃料處理建筑30可包括用于各種燃料的一個或多個處理單元。
[0058]這里，處理單元指燃料存儲罐和相應(yīng)處理燃料罐之間的燃料特定管道/部件部分。每個處理單元的主要功能在于處理燃料以便燃燒，例如處理單元去除例如固體沉積物和液體沉積物的組分和/或顆粒。處理可涉及燃料用加熱器和/或熱交換器加熱。處理特別是對于熱解油基燃料和HFO是必要的?？傮w上，處理單元包括作為部件的過濾器、分離器、醒具(用于分離固體沉積物)、分離器(用于分離液體沉積物)和一個或多個燃料泵(冗余以便備用)中的至少一個。對于清潔燃料，可考慮通過在相應(yīng)處理清潔燃料罐中提供處理清潔燃料的清潔燃料處理單元執(zhí)行混合。
[0059]這里，這一方面的處理是命名“處理單元”的基礎(chǔ)，其不僅用于熱解油基燃料，而且用于例如HFO的其他類型燃料的相應(yīng)管道部分，后者通常適用在HFO操作的發(fā)動機系統(tǒng)的領(lǐng)域。出于一致性，其進一步適用于清潔燃料準(zhǔn)備(處理)。
[0060]例如，燃料處理建筑30可包括流體連接到熱解油基燃料罐212的熱解油基燃料處理單元310。熱解油基燃料處理單元310可包括例如用于提取小尺寸顆粒的離心機構(gòu)或類似裝置。熱解油基燃料處理單元的示例性實施方式結(jié)合圖2公開。
[0061]經(jīng)由熱解油基燃料管312、313，熱解油基燃料處理單元310可流體連接到調(diào)節(jié)單元112的熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分112A。在圖1的實施方式中，中間處理熱解油基燃料罐250可設(shè)置成接收來自熱解油基燃料處理單元310的處理熱解油基燃料并根據(jù)要求將處理熱解油基燃料提供至熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分112A。根據(jù)在單個部位或多個部位具有電廠系統(tǒng)，中間處理熱解油基燃料罐250可定位成靠近或在調(diào)節(jié)/循環(huán)系統(tǒng)110 (如圖1中示例性顯示)、罐機構(gòu)20 (如圖2示例性顯示)或者燃料處理建筑30的任一個內(nèi)。
[0062]在一些實施方式中，閥單元390可設(shè)置在熱解油基燃料管312內(nèi)并允許例如替代燃料和清潔燃料的混合物經(jīng)由返回線392返回可再利用熱解油/清潔燃料混合物罐214。
[0063]燃料處理建筑30可進一步包括流體連接到用于清潔燃料或其組分的罐的清潔燃料處理單元320。如圖1中示例性顯示，蓖麻油罐222和乙醇罐224可均流體連接到清潔燃料處理單元320。在清潔燃料處理單元320內(nèi)，乙醇和蓖麻油可混合在一起和過濾。在一些實施方式中，蓖麻油罐222和乙醇罐224可在作為清潔燃料供應(yīng)到清潔燃料處理單元320之前以要求的比結(jié)合，因此在此可只發(fā)生過濾和/或溫度調(diào)節(jié)。
[0064]清潔燃料處理單元的示例性實施方式進一步在圖2和圖3中顯示。根據(jù)在單個部位或多個部位具有電廠系統(tǒng)和用于提供清潔燃料的要求靈活性，可設(shè)置一個或多個清潔燃料處理單元320。
[0065]在一些實施方式中，替代地或另外地，清潔燃料預(yù)先混合罐226的預(yù)先混合的乙醇和蓖麻油可例如如結(jié)合圖3公開地直接提供至用于清潔或操作發(fā)動機的單元的任何一個。
[0066]在一些實施方式中，清潔燃料可經(jīng)由沖洗連接322提供至熱解油基燃料處理單元310，沖洗連接可流體連接到熱解油基燃料處理單元310內(nèi)的只運載清潔燃料或乙醇的管系統(tǒng)。為了說明目的，圖1中所示的沖洗連接322經(jīng)由清潔燃料閥326連接到清潔燃料管324。在一些實施方式中，替代地或另外地，清潔燃料預(yù)先混合罐226的預(yù)先混合的乙醇和蓖麻油和/或乙醇可例如通過在相應(yīng)位置處設(shè)置閥直接提供到熱解油基燃料處理單元310。
[0067]清潔燃料管324可流體連接清潔燃料閥326與調(diào)節(jié)單元112，例如具體為調(diào)節(jié)單元112的熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分112A和/或清潔燃料調(diào)節(jié)部分112B。在一些實施方式中，清潔燃料管324可甚至使用閥和圖1中通過連接線325示例性指示的相應(yīng)燃料線將清潔燃料閥326流體連接到調(diào)節(jié)單元112下游的燃料系統(tǒng)。
[0068]在一些實施方式中，乙醇罐224和/或清潔燃料預(yù)先混合罐226可另外流體連接到調(diào)節(jié)單元112的熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分112A，例如使用圖1中示例性指示的一個或多個閥經(jīng)由燃料管327。
[0069]在一些實施方式中，柴油燃料罐232可經(jīng)由經(jīng)過或不經(jīng)過任何處理單元的柴油燃料管328流體連接到調(diào)節(jié)單元112的原油基燃料調(diào)節(jié)部分112C。
[0070]燃料處理建筑30可進一步包括流體連接到HFO罐234以例如經(jīng)由離心基系統(tǒng)清潔HFO的HFO處理單元330。HFO處理單元330可經(jīng)由HFO線338流體連接到原油基燃料調(diào)節(jié)部分112C。具體地，處理的HFO可臨時存儲在作為HFO處理單元330的部分或者在其外部的處理HFO罐(未顯示)。示例性的HFO處理單元結(jié)合圖8公開。
[0071]來自清潔過程的廢物可經(jīng)由HFO廢物線332供應(yīng)到HFO廢物罐242。另外，在清潔比操作ICE 100所需的更多HFO的情況下，過濾的HFO燃料可經(jīng)由HFO返回線334返回HFO罐234。HFO閥336可用來控制返回HFO罐234的HFO的量和經(jīng)由HFO線338提供到調(diào)節(jié)單元112的原油基燃料調(diào)節(jié)部分112C的HFO的量。
[0072]總體上，罐機構(gòu)20的罐和相應(yīng)處理單元之間的燃料連接線340可包括泵、控制閥、壓力傳感器和/或溫度傳感器(未顯示)。而且，罐和處理單元可流體連接到多于一個調(diào)節(jié)單元112。例如，圖1只示出單個調(diào)節(jié)單元112和單個ICE 100，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到另外的調(diào)節(jié)單元和ICE可設(shè)置在廠房10中。
[0073]為了選擇來自調(diào)節(jié)部分112的哪一部分的哪一種燃料可經(jīng)由例如燃料供應(yīng)線125提供給ICE 100ICE，調(diào)節(jié)單元112可包括流體連接到熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分112A、清潔燃料調(diào)節(jié)部分112B(如果設(shè)置的話)和原油基燃料調(diào)節(jié)部分112C以及燃料再循環(huán)單元114的每一個的燃料選擇閥113。另外，如上面所指，預(yù)先混合清潔燃料(或其組分)可經(jīng)由連接線325直接從清潔燃料預(yù)先混合罐226提供到燃料選擇閥113或者可甚至提供到燃料再循環(huán)單元114。一種實例結(jié)合圖3公開，其中預(yù)先混合的燃料(或其組分)可從清潔燃料預(yù)先混合罐226提供到燃料再循環(huán)單元的均質(zhì)機單元的上游。
[0074]總體上，調(diào)節(jié)單元112可被構(gòu)造成過濾各種燃料并在一些實施方式中使各種燃料到達所需溫度以確保提供到ICE 100時燃料的要求的一致性和粘度。熱解油基燃料調(diào)節(jié)單元的示例性實施方式結(jié)合圖3提供。
[0075]而且，在燃料供應(yīng)線125A內(nèi)，粘度傳感器120可在ICE 100以及各種溫度傳感器和另外的粘度傳感器(未顯示)可設(shè)置在廠房10內(nèi)之前設(shè)置。這些部件可例如用來控制在粘度傳感器120上游布置在燃料供應(yīng)線125A內(nèi)的熱交換器123。
[0076]調(diào)節(jié)/循環(huán)系統(tǒng)110的燃料再循環(huán)單元114可被構(gòu)造用于經(jīng)由燃料供應(yīng)線125A為ICE 100的發(fā)動機燃料系統(tǒng)121供應(yīng)燃料。燃料再循環(huán)單元114可包括循環(huán)罐122和燃料冷卻單元124。循環(huán)罐122可與調(diào)節(jié)單元112流體連接并經(jīng)由燃料供應(yīng)線125A與發(fā)動機燃料系統(tǒng)121流體連接。燃料再循環(huán)單元的進一步的示例性實施方式結(jié)合圖3公開。
[0077]循環(huán)罐122可用來自調(diào)節(jié)單元112的相應(yīng)燃料再填充以補償ICE100燃燒的燃料。在用一種類型的燃料穩(wěn)定操作期間，ICE 100未使用的燃料可經(jīng)由燃料返回線125B返回循環(huán)罐122。根據(jù)燃料的類型，返回的未使用燃料可通過燃料冷卻單元124冷卻，如果需要的話。因此，燃料再循環(huán)周期可自粘度傳感器120起包括發(fā)動機燃料系統(tǒng)121、燃料冷卻單元124、循環(huán)罐122和熱交換器123以及燃料供應(yīng)線125A和燃料返回線125B。
[0078]參考圖1，第一釋放閥單元126A可以設(shè)置在燃料再循環(huán)周期中以允許從燃料再循環(huán)周期釋放未使用燃料并停止未使用燃料到循環(huán)罐122的任何回流。因此，循環(huán)罐122將基本上只通過調(diào)節(jié)單元112或者在一些操作模式中經(jīng)由與燃料罐的直接燃料連接用乙醇或者預(yù)先混合的清潔燃料再填充。因此，在改變?nèi)剂项愋偷那闆r下，經(jīng)由第一釋放閥單元126A釋放燃料可加速排空具有更早提供的燃料的燃料再循環(huán)周期。部分或完全關(guān)閉第一釋放閥單元126A可接著允許如下所述地從燃料再循環(huán)周期(特別是第一釋放閥單元126A下游的燃料再循環(huán)單元114的部件)清潔之前提供的燃料。
[0079]燃料再循環(huán)單元114可被認(rèn)為包括第一釋放閥單元126A和/或粘度傳感器120，雖然在圖1(和圖3)中，第一釋放閥單元126A和粘度傳感器120被顯示在指示燃料再循環(huán)單元114的虛線框外部以簡化附圖。
[0080]如圖1所示，第一釋放閥單元126A可任選地連接到第一轉(zhuǎn)換單元116和/或第二轉(zhuǎn)換單元118以允許燃料類型之間的更快轉(zhuǎn)換。
[0081]如上面指出的，電廠系統(tǒng)I可用多種類型的燃料操作，例如只用清潔燃料和熱解油基燃料(例如兩種燃料都用作主要燃料)操作。因此，第二轉(zhuǎn)換單元118可以不設(shè)置，罐機構(gòu)20可不包括原油基燃料罐部分230、處理建筑可不包括HFO處理單元330，控制單元112可不包括原油基燃料調(diào)節(jié)部分112C。
[0082]第一轉(zhuǎn)換單元116可包括第一轉(zhuǎn)換罐128A，第二轉(zhuǎn)換單元118可包括第二轉(zhuǎn)換罐128B。第一轉(zhuǎn)換單元116和第二轉(zhuǎn)換單元118的每個可包括轉(zhuǎn)換泵130，其中第一轉(zhuǎn)換罐128A和第二轉(zhuǎn)換罐128B可均分別經(jīng)由單獨的轉(zhuǎn)換線132A和132B流體連接到第一釋放閥單元126A的出口。
[0083]設(shè)置兩個單獨的轉(zhuǎn)換線132A、132B允許提供用于熱解油基燃料/清潔燃料混合物以及原油基燃料/清潔燃料混合物(例如柴油燃料/清潔燃料混合物)的單獨燃料存儲系統(tǒng)。
[0084]在清潔燃料可只作為主要燃料操作而不作為熱解油基燃料和原油基燃料操作之間的轉(zhuǎn)換燃料的實施方式中，第一轉(zhuǎn)換罐128可更一般地也稱為熱解油基燃料/清潔燃料混合物罐。
[0085]例如，熱解油基燃料/清潔燃料混合物可經(jīng)由第一轉(zhuǎn)換單元116返回?zé)峤庥突剂瞎?12，柴油燃料/清潔燃料混合物可經(jīng)由第二轉(zhuǎn)換單元118引導(dǎo)到柴油燃料/清潔燃料廢物罐244。柴油燃料/清潔燃料廢物罐244可連接到另外的燃燒單元以便返回燃料混合物的進一步再利用。
[0086]而且，第一轉(zhuǎn)換單元116的出口可流體連接到熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分112A以在轉(zhuǎn)換過程中重新利用，例如經(jīng)由再利用閥136控制。
[0087]在圖1中，第二釋放閥單元126B允許通過轉(zhuǎn)換線134A和134B釋放來自燃料再循環(huán)線的未使用燃料的第二位置通過虛線指示。具體地，第二釋放閥單元126B可流體定位在燃料冷卻單元124和循環(huán)罐122之間并提供燃料到第一轉(zhuǎn)換單元116。相關(guān)的構(gòu)造進一步結(jié)合圖3公開。在一些實施方式中，第一釋放閥單元126A和第二釋放閥單元126B的一個或兩個可設(shè)置和例如用來從燃料再循環(huán)單元114釋放燃料。根據(jù)燃料釋放的類型、緊急度、原因等，閥單元的一個或另一個或兩者可同時或者一個接一個使用。示例性的有關(guān)沖洗過程例如結(jié)合圖6和圖7公開。
[0088]電廠系統(tǒng)I的操作可通過控制系統(tǒng)控制。具體地，控制系統(tǒng)可被構(gòu)造成基于要求的機械輸出控制ICE 100的操作?？刂葡到y(tǒng)可進一步控制用各種類型的燃料的操作以及連續(xù)操作的發(fā)動機在各種類型的燃料之間的轉(zhuǎn)換。
[0089]控制系統(tǒng)可包括控制單元40、例如溫度傳感器(未顯示)、壓力傳感器(未顯示)和流體粘度傳感器(例如粘度傳感器120)的一個或多個控制傳感器和控制線。示例性的傳感器構(gòu)造進一步結(jié)合圖2和圖3描述?？刂苽鞲衅骺梢詷?gòu)造成測量例如各個壓力階處的充填空氣和廢氣的溫度和/或壓力以及燃料處理建筑30、調(diào)節(jié)/循環(huán)系統(tǒng)110、發(fā)動機燃料系統(tǒng)121和ICE 100的噴射系統(tǒng)中的各種燃料/流體的溫度、粘度和/或壓力并將這些數(shù)據(jù)提供給控制單元40。在附圖中，為了簡化，大部分傳感器未顯示。
[0090]控制單元40可以是單個微處理器或多個微處理器，其可包括用于特別是控制電廠系統(tǒng)I的各種部件，例如釋放閥單元126AU26B、清潔燃料閥326、HF0閥336、燃料選擇閥113和熱交換器123的操作的裝置?？刂茊卧?0可以是能夠控制與電廠系統(tǒng)I和/或如ICE 100的其相關(guān)部件相關(guān)的多種功能的通用發(fā)動機控制單元(ECU)?？刂茊卧?0可包括運行例如存儲器、輔助存儲裝置的應(yīng)用和諸如中央處理單元的處理器或者本領(lǐng)域已知的用于控制電廠系統(tǒng)I及其各種部件和單元的任何其他裝置所需的所有部件。
[0091]各種其他已知的電路可與控制單元40相關(guān)，包括供電電路、信號調(diào)節(jié)電路、通信電路和其他合適的電路?？刂茊卧?0可分析和比較接收和存儲的數(shù)據(jù)，并基于指令和存儲在存儲器中或者由使用者輸入的數(shù)據(jù)，確定是否需要行動。例如，控制單元40可將接收的值與存儲器中存儲的目標(biāo)值進行比較，并基于比較結(jié)果，控制單元40可將信號傳遞至一個或多個部件以改變其操作狀態(tài)。
[0092]控制單元40可包括本領(lǐng)域已知的用于存儲有關(guān)燃燒發(fā)動機及其部件的操作的數(shù)據(jù)的任何存儲器。數(shù)據(jù)可以描述和/或聯(lián)系例如噴射正時的一個或多個映射的形式存儲。每個映射可以是表格、曲線和/或等式的形式并包括從實驗室和/或燃燒發(fā)動機的現(xiàn)場操作收集的數(shù)據(jù)的匯編映射可通過在各種操作條件下對燃燒發(fā)動機的操作執(zhí)行儀器測試同時改變與其相關(guān)的參數(shù)來生成?？刂破骺身憫?yīng)于另一部件的希望操作引用這些映射和控制一個部件的操作。
[0093]具體地，控制單元40可被構(gòu)造成從各個控制傳感器接收輸入。使用來自控制傳感器的輸入，控制單元40可被構(gòu)造成經(jīng)由控制連接線42 (在圖1中指示為虛線)控制ICE100、調(diào)節(jié)單元112、粘度傳感器120、燃料冷卻單元124、第一釋放閥單元126A(126B)、轉(zhuǎn)換泵130、再利用閥136、熱解油基燃料處理單元310、清潔燃料處理單元320、清潔燃料閥326、HFO處理單元330、HFO閥336、燃料選擇閥113和熱交換器123的操作。
[0094]公共控制單元或者單獨的控制單元可設(shè)置用于各個單元。而且，根據(jù)在單個部位或多個部位具有電廠系統(tǒng)，公共控制單元或單獨控制單元可設(shè)置用于熱解過程和動力生成過程和有關(guān)的單元。
[0095]在一些實施方式中，電廠系統(tǒng)可包括具有至少一個原油基燃料罐和至少一個替代(例如熱解油基)燃料罐的罐機構(gòu)、具有流體連接到至少一個原油基燃料罐的原油基燃料處理廠和流體連接到至少一個替代燃料罐的替代(例如熱解油基)燃料處理廠的燃料處理系統(tǒng)以及具有內(nèi)燃發(fā)動機和燃料類型控制模塊的至少一個發(fā)動機單元，燃料類型控制模塊包括流體連接到原油基燃料處理廠和替代燃料處理廠的燃料調(diào)節(jié)單元、具有流體連接到燃料調(diào)節(jié)單元和內(nèi)燃發(fā)動機的循環(huán)罐和經(jīng)由閥單元和循環(huán)罐流體連接到內(nèi)燃發(fā)動機以便提供燃料發(fā)動機周期的燃料冷卻單元的燃料循環(huán)系統(tǒng)、具有流體連接到閥單元的第一轉(zhuǎn)換罐和流體連接到第一轉(zhuǎn)換罐和替代燃料罐和燃料調(diào)節(jié)單元的至少一個的第一轉(zhuǎn)換泵的第一轉(zhuǎn)換單元、具有流體連接到閥單元的第二轉(zhuǎn)換罐和流體連接到第二轉(zhuǎn)換罐和廢棄燃料罐的第二轉(zhuǎn)換泵的第二轉(zhuǎn)換單元。發(fā)動機可被構(gòu)造成針對原油基燃料和替代燃料以自點火模式操作。罐機構(gòu)可包括流體連接到替代燃料處理廠的轉(zhuǎn)換燃料罐。原油基燃料處理廠、替代燃料處理廠和調(diào)節(jié)單元可構(gòu)造成將相應(yīng)燃料加熱到其要求溫度，由此提供要求的粘度。多燃料電廠系統(tǒng)可進一步包括設(shè)置成流體連接在循環(huán)罐和內(nèi)燃發(fā)動機之間的粘度傳感器和被構(gòu)造成接收流體的粘度數(shù)據(jù)并控制原油基燃料處理廠、替代燃料處理廠和調(diào)節(jié)單元的至少一個的加熱的控制單元。
[0096]圖2和圖3示出結(jié)合圖1公開的各種單元的示例性實施方式。為了簡化附圖，圖1中示出的一些特征可能沒有在圖2和圖3中顯示，反之亦然。這可特別是涉及電廠系統(tǒng)可定位在共同或者若干部位以便熱解/處理過程和動力生成過程的事實。因此，各種實施方式的特征可結(jié)合在本領(lǐng)域的技術(shù)人員的理解內(nèi)。
[0097]圖2顯示可以是圖1公開的電廠系統(tǒng)的一部分或者可以與熱解反應(yīng)器(未顯示)相關(guān)以執(zhí)行熱解過程從而生成原始熱解油的示例性處理單元1310。處理單元1310可被構(gòu)造成在動力生成部位使用熱解油和/或?qū)峤庥瓦\輸?shù)絼恿ι刹课恢疤幚頍峤庥?。為了表明熱解油尚未作為燃料使用，在下文中，它稱為熱解油。但是，通常，它也可以稱為熱解油基燃料(如結(jié)合圖1所進行的)，因為原則上處理單元1310可以是單部位電廠的一部分，因此可認(rèn)為是多種燃料中的一種。
[0098]處理單元1310被構(gòu)造成從作為罐機構(gòu)1020 —部分并容納例如溫度為例如200C (環(huán)境溫度)的原始熱解油的熱解油罐1212接收熱解油。在原始熱解油在處理單元1310內(nèi)處理后，處理熱解油可存儲在處理熱解油罐1250中。處理熱解油罐1250可經(jīng)由燃料線1311流體連接到處理單元1310并存儲例如同樣處于環(huán)境溫度的處理熱解油。自此起，處理熱解油可經(jīng)由替代燃料線1313提供到調(diào)節(jié)單元的相應(yīng)調(diào)節(jié)部分并通過內(nèi)燃發(fā)動機燃作
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[0099]為了處理熱解油，經(jīng)過處理單元1310的燃料路徑可包括單或雙過濾設(shè)計的粗過濾器1312和與其有關(guān)的粗過濾器1312的旁通1314。
[0100]總體上，圖2示意性示出有助于控制燃料路徑的二通閥1316的位置(在圖2中，同樣在圖3中，只有選擇的閥設(shè)置附圖標(biāo)記以簡化說明)。這些二通閥的一些可結(jié)合到三通閥。替代的閥機構(gòu)對本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。
[0101]流體地布置在粗過濾器1312下游，處理單元1310可包括用于將熱解油泵送經(jīng)過處理回路1340的一個或多個供給泵1318。
[0102]在處理回路1340的開始，熱解油在換熱器1342中初步加熱至55 °C，例如使用離開處理回路1340的熱解油的熱量。換熱器1342可因此包括熱接收燃料/流體通道和熱分配燃料/流體通道。
[0103]接著，熱解油被引導(dǎo)至和在最終加熱器1344中進一步加熱到例如60°C。最終加熱器1344可集成到使用加熱介質(zhì)和包括例如溫度為例如80°C的存儲罐1348的加熱周期1346中。加熱周期1346，例如最終加熱器1344上游的閥可通過從定位在最終加熱器1344下游的溫度傳感器1352A接收溫度數(shù)據(jù)的可編程邏輯控制器1350A控制。溫度傳感器1352A可以例如定位在分離單元1360的進口處。
[0104]在圖2和圖3中，只有選擇的控制線(顯示為虛線)設(shè)置附圖標(biāo)記1042以簡化說明。
[0105]處理回路1340可進一步包括分離單元1360。分離單元1360可包括用于分離固體沉積物1364的醒具(decanter) 1362和用于分離液體沉積物1368的分離器1366。
[0106]在一些實施方式中，例如在熱解油可包括小于例如2%體積的沉積物的情況中，可以設(shè)置用于繞過醒具1362和/或分離器1366的旁通。在圖2中，顯示了用于繞過醒具1362的旁通1370。分離器1366可使用水供應(yīng)裝置1372以及使用水容器1374。
[0107]分離單元1360的出口可流體連接到換熱器1342，具體為熱分配流體通道，使得處理熱解油可如上所述預(yù)先加熱即將到來的未處理熱解油。處理熱解油可以例如35°C的溫度離開換熱器1342。
[0108]在一些實施方式中，在離開處理單元1310之前，熱解油可進一步通過處理熱解油冷卻器1376冷卻(例如以減小處理熱解油的聚合)。處理熱解油冷卻器1376可通過從定位在處理熱解油冷卻器1376下游(例如，在處理熱解油罐1250的進口處)的溫度傳感器132B接收溫度數(shù)據(jù)的可編程邏輯控制器1350B控制。處理熱解油冷卻器1376可集成到使用冷卻介質(zhì)和包括例如存儲罐1380的冷卻周期1378中。
[0109]在一些實施方式中，用于處理熱解油的管道例如在分離器1366和處理熱解油罐1250之間會太長。因此，具有傳送泵(圖2未顯示)的小臨時罐可安裝在該管道中，例如在換熱器1342和處理熱解油冷卻器1376之間。
[0110]在一些實施方式中，為了避免處理熱解油罐1250的過度填充，從定位在處理熱解油罐1250的液位傳感器1352C接收液位數(shù)據(jù)的可編程邏輯控制器1350C可通過轉(zhuǎn)換定位在處理熱解油罐1250上游的(三通)返回閥1381將處理熱解油引導(dǎo)到熱解油罐1212。在圖2中，(三通)返回閥1381示例性定位在處理熱解油冷卻器1376下游。
[0111]而且，如圖2所示，處理單元1310可被構(gòu)造成用來自清潔燃料罐1226或來自清潔燃料(流體)處理單元1320中包含的清潔燃料(流體)的清潔燃料(清潔流體)沖洗。具體地，在圖2的實施方式中，沖洗可以用轉(zhuǎn)換罐內(nèi)的清潔燃料(流體)和/或清潔燃料處理單元1320中的例如蓖麻油和乙醇的一定比的清潔燃料(流體)組分沖洗。
[0112]在一些實施方式中，清潔燃料(流體)處理單元1320可包括從乙醇罐1224泵送乙醇的乙醇泵1382和從蓖麻油罐1222泵送蓖麻油的蓖麻油泵1384。用于泵(在圖2中示例性顯示用于蓖麻油泵1384)的泵發(fā)動機1386的泵送速度可經(jīng)由從定位在例如乙醇泵1382下游的體積傳感器1352D接收體積數(shù)據(jù)的可編程邏輯控制器1350D調(diào)節(jié)。因此，可以在清潔燃料處理單元1320的燃料出口處提供一定比的(例如80%體積)蓖麻油和(20%體積)乙醇作為清潔流體，以沖洗處理單元1310內(nèi)的燃料路徑。上面公開的體積比可以類似地生成。
[0113]就沖洗過程而言，在圖2的實施方式中，清潔燃料(流體)可經(jīng)由粗過濾器1312下游的燃料線1322和第一(三通轉(zhuǎn)換)沖洗閥1388處的旁通1314進入處理單元1310內(nèi)的燃料路徑。
[0114]在定位在處理單元1310的出口處的第二沖洗閥1390處，處理回路1340的流體含量可經(jīng)由返回燃料線1392引導(dǎo)到可再利用熱解油/清潔燃料混合物罐1214?？稍倮脽峤庥?清潔燃料混合物罐1214可以在一些實施方式中例如是在于燃料類型之間轉(zhuǎn)換時用來接收熱解油和轉(zhuǎn)換燃料的混合物的可再利用熱解油/清潔燃料混合物罐。
[0115]可編程邏輯控制器1350E可控制第一和第二(例如三通)沖洗閥1388、1390。
[0116]關(guān)于圖2指示的可編程邏輯控制器可以是圖1所示的控制單元40的一部分或者可以與控制單元40相互作用。這同樣適用于下面結(jié)合圖3描述的那些可編程邏輯控制器。
[0117]罐機構(gòu)1020可包括蓖麻油罐1222、乙醇罐1224、清潔燃料罐1226以及處理熱解油罐1250和可再利用熱解油/清潔燃料混合物罐1214。
[0118]如這里指出的，在單部位構(gòu)造中，處理單元1310的清潔可在ICE 100用清潔燃料(用作燃料)操作的過程中執(zhí)行。在這種情況下，熱解油/清潔燃料混合物可經(jīng)由處理熱解油罐1250引導(dǎo)到廠房，具體為ICE。
[0119]而且，處理單元1310的清潔可獨立于ICE 100的操作(要么完全停止，要么用不同的燃料操作)執(zhí)行，接著用作流體的清潔燃料可被引導(dǎo)到可再利用熱解油/清潔燃料混合物罐1214。
[0120]類似地，在處理單元1310位于熱解處理部位并與動力生成部位分離的情況下，用作流體的清潔燃料可被引導(dǎo)至可再利用熱解油/清潔燃料混合物罐1214。
[0121]而且，并非處理單元1310的所有部件需要通過清潔燃料清潔。例如，粗過濾器1312可單獨地清潔或替換，旁通1314的管和閥可能根本不需要清潔。但是，與圖3類似，粗過濾器1312也可以是清潔燃料(流體)的沖洗路徑的一部分。
[0122]參考圖3，公開了可以用來將燃料供應(yīng)到動力生成部位處的內(nèi)燃發(fā)動機ICE 2100的用于調(diào)節(jié)熱解油的示例性調(diào)節(jié)部分2112A和示例性燃料再循環(huán)單元2114。
[0123]如圖3所示，調(diào)節(jié)部分2112A和燃料再循環(huán)單元2114可從罐機構(gòu)2020接收燃料和/或?qū)⑷剂戏祷毓迿C構(gòu)2020。罐機構(gòu)2020可包括處理熱解油罐2250、乙醇罐2224、蓖麻油罐2222和清潔燃料預(yù)先混合罐2226。另外，罐機構(gòu)2220可包括接收熱解油和清潔/轉(zhuǎn)換燃料的混合物的轉(zhuǎn)換罐2128A以及接收例如柴油燃料和轉(zhuǎn)換燃料的混合物的轉(zhuǎn)換罐(圖3未顯示)。在一些實施方式中，轉(zhuǎn)換罐可靠近燃料再循環(huán)單元2114布置并可甚至被認(rèn)為是其調(diào)節(jié)/循環(huán)系統(tǒng)的一部分。
[0124]調(diào)節(jié)部分2112A可被構(gòu)造成從處理熱解油罐2250接收處理熱解油。調(diào)節(jié)部分2112A可包括粗過濾器2317A和與其有關(guān)的包括一個或多個閥2316的粗過濾器2317A的旁通 2314。
[0125]調(diào)節(jié)部分2112A可進一步包括一個或多個供給泵2318A，在一些實施方式中另外包括具有例如?ο μ m孔徑的自動過濾器2317B。供給泵2318A可流體連接到在發(fā)動機沒有操作且燃料在周期中泵送的情況下使用的供給泵2318A的壓力側(cè)的返回線(溢流線)。為此，具有比例特征的壓力保持閥和具有冷卻裝置的線可被包括以補償能量增加。
[0126]供給泵2318A的泵送速度可經(jīng)由從定位在調(diào)節(jié)部分2122A下游的體積傳感器2352A接收體積數(shù)據(jù)的可編程邏輯控制器2350A調(diào)節(jié)。由此，被處理和調(diào)節(jié)的熱解油可以體積受控的方式提供給燃料再循環(huán)單元。為此，調(diào)節(jié)單元2112的調(diào)節(jié)單元出口 2650可流體連接到燃料再循環(huán)單元2114的調(diào)節(jié)燃料入口 2620。
[0127]燃料再循環(huán)單元2114可包括循環(huán)罐2122和用于將燃料泵送經(jīng)過周期(具體地經(jīng)由燃料供應(yīng)線2125A和經(jīng)由燃料返回線2125B)和其中設(shè)置的各個元件的一個或多個循環(huán)泵2318B。例如，在燃料供應(yīng)線2125A內(nèi)，燃料再循環(huán)單元2114可進一步包括均質(zhì)機2400和使用例如一對或多對二通閥2416(如圖3所示)或者三通閥的閥的與其有關(guān)的均質(zhì)機2400的旁通2410。旁通2400可例如針對HFO燃料、柴油燃料或者清潔燃料操作被激活。
[0128]用于執(zhí)行熱解油的需要處理的合適均質(zhì)機包括動態(tài)轉(zhuǎn)子-定子均質(zhì)機，其包括可以徑向開槽和/或鉆孔的同心工具環(huán)。這種動態(tài)轉(zhuǎn)子-定子均質(zhì)機的環(huán)形剪切間隙通常為Imm或更小。這種動態(tài)轉(zhuǎn)子-定子均質(zhì)機是可得的，例如來自BWS Technology
GmbH, Grevenbroich, Germany (類型:Supraton'1...High shear in-line Homogenizer)。
通過這種動態(tài)轉(zhuǎn)子-定子均質(zhì)機獲得的乳劑中的液滴的Sauter平均直徑(SMD) D32可通過將環(huán)形剪切間隙調(diào)節(jié)成例如0.1至0.8mm的合適值來控制。
[0129]在均質(zhì)機2400下游，熱交換器2123設(shè)置成用于在燃料進入發(fā)動機單元2101之前將燃料加熱到例如60°C的溫度。熱交換器2123可集成到使用加熱介質(zhì)和包括例如溫度為例如80°C的存儲罐2348的加熱周期2346中。加熱周期2346、特別是閥2349可通過從定位在熱交換器2123下游(例如在發(fā)動機單元2101進口處)的粘度傳感器2120接收粘度數(shù)據(jù)的可編程邏輯控制器2350B控制。
[0130]發(fā)動機單元2101可包括雙過濾器2316C和具有發(fā)動機燃料系統(tǒng)(未顯示)的ICE2100。來自熱交換器2123的燃料可經(jīng)過雙過濾器2316C并提供到發(fā)動機燃料系統(tǒng)。
[0131]未使用的燃料可離開發(fā)動機單元2101并經(jīng)由燃料返回線2125B返回燃料再循環(huán)單元2114。具體地，未使用的燃料可在冷卻器2124中冷卻至例如35 °C的溫度。冷卻器2124可集成到使用冷卻介質(zhì)和包括例如存儲罐2380的冷卻周期2378中。冷卻周期2378、特別是閥2379可通過從定位在冷卻器2124下游的溫度傳感器2352C接收溫度數(shù)據(jù)的可編程邏輯控制器2350C控制。
[0132]在被冷卻后，燃料可通過例如圖3所示的調(diào)節(jié)部分2112A在循環(huán)罐2122中與通過調(diào)節(jié)單元提供的燃料混合。并非針對所有類型的燃料都需要執(zhí)行冷卻。因此，在例如僅使用熱解油和清潔燃料作為燃料的一些實施方式中，可以不設(shè)置冷卻器2124。
[0133]因此，燃料再循環(huán)周期可自粘度傳感器2120起包括發(fā)動機單元2101(根據(jù)發(fā)動機燃料系統(tǒng)的設(shè)計，具體地為雙過濾器2316C和例如ICE 2100的發(fā)動機燃料系統(tǒng)的部分或全部)、冷卻器2124(在打算用需要冷卻的燃料操作的情況)、循環(huán)罐2122、循環(huán)泵2318B、均質(zhì)機2400/旁通2410和熱交換器2123。
[0134]而且，如圖3所示，調(diào)節(jié)部分2112A、燃料再循環(huán)單元2114、發(fā)動機單元2101可被構(gòu)造成用清潔燃料沖洗。清潔燃料可在不使用用于操作發(fā)動機的流體執(zhí)行沖洗的情況中如上面結(jié)合圖2所述被認(rèn)為是清潔流體。
[0135]清潔燃料(流體)可例如存儲在清潔燃料(流體)預(yù)先混合罐2226中。在一些實施方式中，清潔燃料(流體)可由下面關(guān)于清潔燃料處理單元2320描述的單獨罐混合并用來用清潔燃料操作發(fā)動機。在一些發(fā)動機操作程序中，清潔燃料可在其被用來允許在例如不相容的燃料之間的轉(zhuǎn)換時被認(rèn)為是轉(zhuǎn)換燃料。
[0136]總體上，沖洗可用清潔燃料預(yù)先混合罐2226的清潔燃料和/或設(shè)置在清潔燃料處理單元2320中的例如蓖麻油和乙醇的一定比的清潔燃料組分執(zhí)行。
[0137]在圖3的示例性實施方式中，清潔燃料(流體)可經(jīng)由沖洗線2325通過沖洗泵2500從清潔燃料預(yù)先混合罐2226泵送到調(diào)節(jié)單元沖洗閥單元2502 (例如三通閥)，調(diào)節(jié)單元沖洗閥單元例如布置在燃料線2313內(nèi)并定位在調(diào)節(jié)部分2112A的進口處。自此起，調(diào)節(jié)部分2112A和燃料再循環(huán)單元2114、特別是其部件可用清潔燃料(流體)沖洗。
[0138]雖然在圖1中顯示了到清潔燃料預(yù)先混合罐2226的流體連接，但另外或替代地，可以提供如下文描述的到清潔燃料處理單元的流體連接。
[0139]在發(fā)動機的操作繼續(xù)的情況下，清潔燃料可隨時間替換調(diào)節(jié)部分2112A和燃料再循環(huán)單元2114內(nèi)的燃料。一旦從整個燃料系統(tǒng)清潔熱解油基燃料，清潔燃料也可例如在均質(zhì)機2400上游直接提供到燃料再循環(huán)周期。接著，調(diào)節(jié)單元沖洗閥單元2502可關(guān)閉，調(diào)節(jié)部分2112A準(zhǔn)備好維護或者僅僅用于被再供應(yīng)熱解油基燃料。
[0140]為了增加轉(zhuǎn)換時間和更快從燃料再循環(huán)周期去除熱解油基燃料，例如第一釋放閥2126A和/或第二釋放閥2126B的釋放閥(例如三通閥)可設(shè)置在燃料再循環(huán)周期中并用來將燃料混合物從燃料再循環(huán)周期釋放到轉(zhuǎn)換罐2128A。
[0141]為了從系統(tǒng)釋放燃料，第一釋放閥2126A可定位在冷卻器2124上游，第二釋放閥2126B可定位在冷卻器2124和循環(huán)罐2122之間。第一釋放閥2126A和第二釋放閥2126B可經(jīng)由相應(yīng)的沖洗線2132A、2134A(在轉(zhuǎn)換燃料的語境下也稱為轉(zhuǎn)換線)流體連接到轉(zhuǎn)換罐 2128A。
[0142]在一些實施方式中，釋放的燃料可以直接引導(dǎo)或者經(jīng)由轉(zhuǎn)換罐2128A引導(dǎo)到可再利用熱解油/清潔燃料混合物罐(如圖1所示)。
[0143]而且，ICE 2100可被構(gòu)造成用清潔燃料操作。在此情況下，清潔燃料可被認(rèn)為是主要燃料，也稱為轉(zhuǎn)換燃料(當(dāng)在兩種主要燃料之間使用時)。清潔燃料可例如在均質(zhì)機2400上游經(jīng)由供應(yīng)閥單元2417處的清潔燃料輸入線2127提供到燃料再循環(huán)周期，供應(yīng)閥單元允許添加清潔燃料到燃料再循環(huán)周期內(nèi)的燃料，直到之前在燃料再循環(huán)周期中的主要燃料(例如HFO燃料、柴油燃料或者例如熱解油基燃料的替代燃料)完全被轉(zhuǎn)換燃料替換。
[0144]在熱解油基燃料品質(zhì)降低的情況下，可檢測在維持發(fā)動機運轉(zhuǎn)的同時需要快速轉(zhuǎn)換到不同燃料的燃料參數(shù)值。在這種情況下，清潔燃料可在循環(huán)泵2318B下游設(shè)置在燃料再循環(huán)周期中。為了能夠快速啟動沖洗，第一釋放閥2126A被轉(zhuǎn)換以將離開發(fā)動機單元2101的任何燃料釋放到轉(zhuǎn)換罐2128A。與此同時或者隨后，也打開第二釋放閥2126B以釋放任何熱解油基燃料并用清潔燃料沖洗相應(yīng)的管道。
[0145]另外的釋放閥可設(shè)置(未顯示)在循環(huán)泵2318B的上游(以釋放循環(huán)罐2122)和均質(zhì)機2400下游(以清潔它)，這些閥例如也流體連接到轉(zhuǎn)換罐2128A。
[0146]在緊急停止情況下，調(diào)節(jié)部分2112A和燃料再循環(huán)單元2114內(nèi)的替代燃料以及清潔燃料(流體)可通過停止熱解油流入并啟動清潔燃料流被沖洗經(jīng)過和離開系統(tǒng)。在這種情況下，沒有燃料被燃燒，且調(diào)節(jié)部分2112A和燃料再循環(huán)單元2114內(nèi)的燃料可需要被釋放以實現(xiàn)清潔。釋放(沖洗)可通過打開燃料再循環(huán)單元2114內(nèi)的一個或多個釋放閥實現(xiàn)，例如設(shè)置在燃料再循環(huán)周期內(nèi)的釋放閥2126A、2126B。
[0147]在一些緊急停止中，發(fā)動機單元2101的快速清潔會是希望的，使得在泵2318B下游(發(fā)動機單元2101上游)提供清潔燃料，并因此可采用釋放閥2126A和2126B。
[0148]可編程邏輯控制器1350D可控制調(diào)節(jié)單元沖洗閥單元2502和釋放閥2126A、2126B以及沖洗泵2500，由此控制燃料從調(diào)節(jié)部分2112A和燃料再循環(huán)單元2114的釋放以及清潔燃料(流體)經(jīng)過調(diào)節(jié)部分2112A和燃料再循環(huán)單元2114的經(jīng)過(沖洗速度)。類似地，用于清潔燃料組分以及混合的清潔燃料的泵2382、2384、2386可以被控制以實現(xiàn)希望的清潔。
[0149]通常，清潔/轉(zhuǎn)換燃料可以通過清潔燃料泵2385直接從清潔燃料預(yù)先混合罐2226泵送到燃料再循環(huán)周期或者可通過清潔燃料處理單元2320提供。在一些實施方式中，清潔燃料處理單元2320可包括從乙醇罐2224泵送乙醇的乙醇泵2382和從蓖麻油罐2222泵送蓖麻油的蓖麻油泵2384。
[0150]如圖3示例性所示，用于各個泵的相應(yīng)泵發(fā)動機的泵送速度可經(jīng)由可編程邏輯控制器2350B調(diào)節(jié)，以基于從定位在熱交換器2123下游的粘度傳感器2120接收的粘度數(shù)據(jù)清潔燃料泵2385和乙醇泵2382，并且/或者經(jīng)由可編程邏輯控制器2350E調(diào)節(jié)，以基于從定位在乙醇泵2382下游的流量傳感器2352E接收的體積數(shù)據(jù)清潔蓖麻油泵2384。因此，蓖麻油和乙醇的體積比可通常設(shè)置成例如80%體積的蓖麻油和20%體積的乙醇。
[0151]在進一步的方面，上面的構(gòu)造可用于提供預(yù)先混合的清潔/轉(zhuǎn)換燃料及其組分貢獻到主要燃料以調(diào)節(jié)燃料參數(shù)，例如粘度和/或溫度。因此，替代(例如熱解油)或者原油基燃料(例如HFO燃料)的混合物和預(yù)先混合的清潔/轉(zhuǎn)換燃料和/或其組分可提供來操作 ICE2100。
[0152]雖然上面總地涉及多燃料電廠，但各個方面也可在單燃料電廠中實施。例如，單燃料電廠可被構(gòu)造成只用熱解基燃料作為主要燃料操作。與清潔處理單元、調(diào)節(jié)單元和再循環(huán)單元有關(guān)的方面可基于清潔流體(不用于操作發(fā)動機)實施。
[0153]關(guān)于傳統(tǒng)的原油基操作，圖8是示出HFO處理單元和原油基燃料調(diào)節(jié)部分的示例性實施方式的示意框圖。
[0154]圖8顯示可以是如圖1公開的電廠系統(tǒng)的一部分的示例性HFO處理單元3330。冊0處理單元3330可被構(gòu)造成在動力生成部位使用HFO和/或?qū)FO運輸?shù)絼恿ι刹课磺疤幚鞨FO。
[0155]HFO處理單元3330被構(gòu)造成從HFO存儲罐3234接收HFO。HFO存儲罐3234流體連接到例如安全閥3235和排放閥3236(類似地在需要時在任何罐處可用)。HFO存儲罐3234是罐機構(gòu)1020的部分，并例如包含例如20°C (環(huán)境溫度)的溫度的HF0。在處理HFO后，處理的HFO可存儲在處理HFO罐3234A中。處理HFO罐3234A可經(jīng)由燃料線3311流體連接到HFO處理單元3330并存儲例如同樣處于環(huán)境溫度的處理HF0。自這里起，處理的HFO可經(jīng)由HFO燃料線3313提供到調(diào)節(jié)單元的相應(yīng)調(diào)節(jié)部分并由內(nèi)燃發(fā)動機燃燒。
[0156]為了處理HF0，經(jīng)過HFO處理單元3330的燃料路徑可包括單或雙過濾器設(shè)計的過濾器3312和與其相關(guān)的旁通(未顯示)。
[0157]總體上，圖8示意性示出可有助于控制燃料路徑的閥3316(只有選擇的閥設(shè)有附圖標(biāo)記以簡化說明)的位置。這些閥中的一些可以是二通閥或者三通閥。替代的閥布置對本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。
[0158]流體地布置在過濾器3312的下游，HFO處理單元3330可包括用于泵送HFO經(jīng)過HFO處理單元3330的一個或多個供給泵3318。
[0159]流體地布置在供給泵3318下游，HFO在加熱器3344中加熱。加熱器3344可集成到使用加熱介質(zhì)并包括例如處于預(yù)設(shè)溫度的存儲罐3348的加熱周期3346中。加熱周期3346，例如加熱器3344上游的閥，可通過可編程邏輯控制器3350A控制，該控制器從定位在加熱器3344下游的溫度傳感器3352A接收溫度數(shù)據(jù)。溫度傳感器3352A例如可定位在分離單元3360的進口處。
[0160]分離單元3360可包括用于分離液態(tài)沉積物3368的分離器3366。在一些實施方式中，可以設(shè)置用于繞過分離器3366的旁通，例如在HFO可包括可接受量的沉淀物的情況下。分離器3366可使用水供應(yīng)以及使用水容器。
[0161]分離單元3360的出口可流體連接到處理HFO罐3234A。
[0162]在一些實施方式中，為了避免過度填充處理HFO罐3234A，從定位在處理HFO罐3234A處的液位傳感器3352B接收液位數(shù)據(jù)的可編程邏輯控制器3350B可通過轉(zhuǎn)換定位在處理HFO罐3234A上游的(三通)返回閥3316將處理的HFO引導(dǎo)到HFO存儲罐3234中。
[0163]在圖8中，只有選擇的控制線(以虛線顯示)設(shè)有附圖標(biāo)記3042以簡化說明。
[0164]圖8進一步示出用于在HFO和DFO (柴油燃料油)在經(jīng)由再填充循環(huán)罐3122供應(yīng)到再循環(huán)單元之前調(diào)節(jié)HFO和DFO的示例性調(diào)節(jié)部分3112C。
[0165]調(diào)節(jié)部分3112C包括用于HFO的HFO部分和DFO部分，由此DFO部分可流體連接到HFO部分，用于經(jīng)由沖洗線3113(包括例如閥3316和止回閥3114)沖洗HFO部分。
[0166]在調(diào)節(jié)部分3112C的HFO部分，來自處理HFO罐3234A的HFO可通過由一個或多個供給泵3318A將其泵送經(jīng)過過濾器3317A而通過過濾器3317A過濾。供給泵3318A可流體連接到在發(fā)動機沒有操作且燃料在周期中泵送的情況下使用的供給泵3318A的壓力側(cè)的返回線(溢流線)。為此，具有比例特征的壓力保持閥和具有冷卻裝置的線路可被包括以補償能量增加。
[0167]在供給泵3318A下游，自動過濾單元3319A可在HFO在分配點3320A處分配到被供應(yīng)HFO的各個發(fā)動機前設(shè)置。
[0168]供給泵3318A的泵送速度可經(jīng)由可編程邏輯控制器3350C調(diào)節(jié)，該控制器從均定位在被供應(yīng)HFO的每個發(fā)動機的循環(huán)罐3122上游的HFO流量計3351C接收體積數(shù)據(jù)。另夕卜，可編程邏輯控制器3350D可設(shè)置用來控制閥113。由此，處理和調(diào)節(jié)的HFO可以體積受控的方式提供到相應(yīng)的燃料再循環(huán)單元。
[0169]在調(diào)節(jié)部分3112C的DFO部分，來自DFO罐3232的DFO可通過由一個或多個供給泵3318將其泵送經(jīng)過過濾器3317B而通過過濾器3317B過濾。供給泵3318A可流體連接到在發(fā)動機沒有操作且燃料在周期中泵送的情況下使用的供給泵3318B的壓力側(cè)的返回線(溢流線)。為此，具有比例特征的壓力保持閥和具有冷卻裝置的線路可被包括以補償能量增加。
[0170]在圖8所示的實施方式中，沒有另外的過濾器設(shè)置在供給泵3318B下游并且在DFO在分配點3320B處被分配到被供應(yīng)DFO的各個發(fā)動機之前。
[0171]供給泵3318B的泵送速度可經(jīng)由可編程邏輯控制器3350E調(diào)節(jié)，該控制器可從定位在被供應(yīng)DFO的所有發(fā)動機的分配點3320B上游的DFO流量計3351E接收體積數(shù)據(jù)。另夕卜，可編程邏輯控制器3350D可控制閥113。因此，調(diào)節(jié)的DFO可以體積受控的方式被提供至相應(yīng)的燃料再循環(huán)單元(通過循環(huán)罐3122，燃料供應(yīng)線125A和燃料返回線125B)。
[0172]用于原油基燃料的處理單元和調(diào)節(jié)單元的操作對于技術(shù)人員是清楚的，因此進一步的描述將集中在與清潔燃料和例如熱解油基燃料的替代燃料的使用有關(guān)的方面。
[0173]工業(yè)實用性
[0174]參考圖4和圖1，從HFO操作到熱解油操作的示例性轉(zhuǎn)換過程可包括可以在ICE連續(xù)操作的同時執(zhí)行的以下步驟。
[0175]用HFO作為主要燃料操作ICE (步驟4000) =HFO處理單元330和原油基燃料調(diào)節(jié)部分112C可構(gòu)造成通過將HFO加熱到150 — 160°C確保6 — 20cSt的要求粘度。任何未燃的HFO保留在燃料再循環(huán)周期內(nèi)。因此，循環(huán)罐122可只用HFO再填充。
[0176]轉(zhuǎn)換到用柴油燃料作為主要燃料操作ICE (步驟4010):原油基燃料調(diào)節(jié)部分112C可被提供來自柴油燃料罐232的柴油燃料。因此，循環(huán)罐122可只用柴油燃料再填充，燃料再再循環(huán)周期可連續(xù)改變成純柴油燃料操作。由此，調(diào)節(jié)單元112內(nèi)的公共部件以及燃料再循環(huán)周期內(nèi)的部件的溫度可以減小。調(diào)節(jié)單元可通過例如18_20°C的柴油燃料確保例如2-4cSt的需要粘度。柴油燃料可通常以10°C至70°C的溫度范圍提供。
[0177]只用柴油燃料操作ICE (步驟4020):原油基燃料調(diào)節(jié)部分112C可確保所需粘度。任何未燃的柴油燃料可保持在燃料再循環(huán)周期并且可用燃料冷卻單元124冷卻。循環(huán)罐可只用柴油燃料再填充。
[0178]轉(zhuǎn)換到用清潔燃料作為主要燃料操作IEC(步驟4030):清潔燃料調(diào)節(jié)部分112B可被提供來自清潔燃料罐或來自清潔燃料處理單元320中包含的清潔燃料的清潔燃料。循環(huán)罐122可只用清潔燃料再填充。清潔燃料處理單元320和清潔燃料調(diào)節(jié)部分112B可確保清潔燃料的所需粘度。起初，燃料再循環(huán)周期可經(jīng)由閥單元126A/126B(如圖3所示的2126A/2126B)打開，且柴油燃料和清潔燃料的任何未燃燃料混合物可使用第二轉(zhuǎn)換單元118在柴油燃料/清潔燃料廢物罐244內(nèi)積累。接著，閥單元126A/126B(如圖3所示的2126A/2126B)可關(guān)閉燃料再循環(huán)周期，使得其所有部件可通過清潔燃料清潔剩余的原油基燃料，使得燃料再循環(huán)周期可變得基本不含原油基燃料殘留。在清潔過程期間，第一釋放閥126A/126B/2126A可連接柴油燃料/清潔燃料廢物罐244、至少部分發(fā)動機燃料系統(tǒng)121的出口或者有限的時間段以加速清潔過程。
[0179]參考圖3，用于轉(zhuǎn)換到用清潔燃料作為主要燃料操作IEC的替代程序可適用于沒有設(shè)置用于清潔燃料的特定清潔燃料調(diào)節(jié)部分112B而是清潔燃料直接被提供到燃料再循環(huán)周期的情況。在該情況中，清潔燃料可經(jīng)由供應(yīng)閥單元2417添加，同時柴油到循環(huán)罐2122的流動停止。
[0180]只用清潔燃料操作ICE (步驟4040):清潔燃料處理單元320和清潔燃料調(diào)節(jié)部分112B可通過提供溫度在18-62°C范圍內(nèi)的清潔燃料確保例如8-20cSt的需要粘度。任何未燃的清潔燃料可保持在再循環(huán)單元內(nèi)，并可在需要時用燃料冷卻單元124冷卻。循環(huán)罐112可只用清潔燃料再填充。
[0181]參考圖3，只用清潔燃料操作ICE的替代程序可包括操作各種泵(例如乙醇泵2382和清潔燃料泵2385)，使得提供的燃料的粘度是可接受的。
[0182]轉(zhuǎn)換到用熱解油基燃料作為主要燃料操作ICE(步驟4050):熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分112A可被提供經(jīng)由熱解油基燃料處理單元310來自熱解油基燃料罐212的熱解油基燃料。循環(huán)罐112可用熱解油基燃料再填充。熱解油基燃料處理單元310和熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分112A可確保熱解油基燃料的所需粘度。起初，燃料再循環(huán)周期可經(jīng)由閥單元126A/126B(如圖3所示的2126A/2126B)打開，且替代燃料和清潔燃料的任何未燃燃料混合物可在第一轉(zhuǎn)換單元116的轉(zhuǎn)換罐128A內(nèi)積累并接著返回?zé)峤庥突剂险{(diào)節(jié)部分112A和/或可再利用熱解油/清潔燃料混合物罐214。閥單元126A/126B(如圖3所示的2126A/2126B)可關(guān)閉燃料再循環(huán)周期，使得替代燃料/清潔燃料混合物可再循環(huán)，直到由于只通過替代燃料再填充，燃料再循環(huán)周期基本只包含替代燃料。
[0183]只用熱解油基燃料操作ICE (步驟4060):熱解油基燃料處理單元310和熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分112A可通過提供溫度在62-65°C范圍內(nèi)的熱解油基燃料確保例如12_28cSt的需要粘度。任何未燃的熱解油可保持在再循環(huán)單元內(nèi)，并可在需要時用燃料冷卻單元124冷卻。循環(huán)罐122可只用熱解油基燃料再填充。
[0184]轉(zhuǎn)換回用清潔燃料作為主要燃料操作ICE(步驟4070):可以轉(zhuǎn)換成用清潔燃料再填充循環(huán)罐122。起初，燃料再循環(huán)周期可經(jīng)由閥單元126A/126B(如圖3所示的2126A/2126B)斷開，且熱解油基燃料和清潔燃料的未燃燃料混合物可使用第一轉(zhuǎn)換單元116返回調(diào)節(jié)單元112(圖1中未指示)或者可再利用熱解油/清潔燃料混合物罐214。接著，閥單元126A/126B(如圖3所示的2126A/2126B)可關(guān)閉只用清潔燃料再填充的燃料再循環(huán)周期，使得燃料再循環(huán)周期的所有部件可被清潔，直到燃料再循環(huán)周期可基本沒有任何熱解油。在清潔過程中，閥單元126A/126B (如圖3所示的2126A/2126B)可至少部分地再連接到可再利用熱解油/清潔燃料混合物罐214 (例如，在重新連接燃料冷卻單元124后)以加速清潔過程。
[0185]只用清潔燃料操作ICE (步驟4080)可基本對應(yīng)于上面總結(jié)的步驟4040。
[0186]轉(zhuǎn)換回用原油基燃料作為主要燃料操作ICE(步驟4090):原油基燃料調(diào)節(jié)部分112C可以被提供來自原油基燃料罐部分230的例如柴油燃料的原油基燃料。循環(huán)罐122可只用原油基燃料再填充。原油基燃料處理單元和原油基燃料調(diào)節(jié)部分112C可確保原油基燃料的需要粘度。閥單元126A/126B (如圖3所示的2126A/2126B)可以保持關(guān)閉，使得燃料混合物可保持在燃料再循環(huán)周期中并用來操作發(fā)動機。鑒于只用原油基燃料再填充，清潔燃料的部分可繼續(xù)減小。替代地，燃料再循環(huán)周期可經(jīng)由閥單元126A/126B(如圖3所示的2126A/2126B)打開，且原油基燃料和清潔燃料的任何未燃燃料混合物可經(jīng)由第二轉(zhuǎn)換單元118在柴油燃料/清潔燃料廢物罐244內(nèi)積累。
[0187]只用原油基燃料操作ICE(步驟4100)可基本上基于上面總結(jié)的步驟4000至4020。
[0188]在各個步驟過程中，控制單元40可通過根據(jù)與相應(yīng)燃料相關(guān)的各種操作條件控制電廠系統(tǒng)1、特別是ICE 100的各個部件控制電廠系統(tǒng)I的操作參數(shù)，特別是ICE 100的操作參數(shù)，例如燃料粘度、燃料溫度、燃料壓力和燃料噴射正時。
[0189]步驟4030和步驟4050的轉(zhuǎn)換時間可以被優(yōu)化，例如通過減小ICE 100可以只用清潔燃料操作的時間段。另外，轉(zhuǎn)換時間可通過燃燒任何未使用燃料混合物(燃料再循環(huán)周期關(guān)閉)或者將這些燃料混合物直接提供至轉(zhuǎn)換罐128A、128B(燃料再循環(huán)周期打開)的多少影響。
[0190]上面說明的步驟4000至步驟4100涉及原油基燃料作為主要燃料的操作和替代燃料作為主要燃料的操作之間的轉(zhuǎn)換過程，其中原油基燃料操作可用來啟動多燃料電廠。在這種情況下，清潔燃料可用來在原油基燃料操作和替代燃料操作之間清潔燃料再循環(huán)周期，使得替代燃料和原油基燃料的任何接觸可以避免或者至少被減少至可接受的程度。為了這樣的轉(zhuǎn)換過程，可適用清潔燃料作為轉(zhuǎn)換燃料或切換燃料。
[0191]除了燃料之間的轉(zhuǎn)換之外，上面公開的順序或者其一些部分可以在關(guān)閉和打開ICE時適用。例如，在步驟4080后，ICE 100可以停止(步驟4085)。重新啟動ICE 100可接著在例如步驟4000或者步驟4040處執(zhí)行。在圖2中，停止和啟動過程通過虛線表示。因此，這里公開的構(gòu)造和方法可允許電廠針對替代燃料的簡單停止和啟動程序。
[0192]在一些實施方式中，清潔燃料可以用來啟動ICE 100，例如以執(zhí)行ICE 100的熱身過程。在這種情況下，原油基燃料操作和替代燃料操作之間可以沒有轉(zhuǎn)換。因此，ICE 100的示例性操作可只基于步驟4040到步驟4080(通過圖4中的虛線框4110指示)，這些步驟可以在ICE 100連續(xù)操作的同時執(zhí)行。用于清潔燃料/替代燃料操作的示例性多燃料電廠可不包括圖1中所示的與原油基燃料操作相關(guān)的部件，例如第二轉(zhuǎn)換單元118、轉(zhuǎn)換線132B、原油基燃料罐部分230、HFO處理單元330。
[0193]參考圖5和圖3，從熱解油操作到清潔燃料操作的示例性快速轉(zhuǎn)換過程可包括以下步驟，其可以在ICE連續(xù)操作時執(zhí)行?？焖俎D(zhuǎn)換過程可集成在結(jié)合圖4公開的過程中。而且，快速轉(zhuǎn)換過程可伴隨結(jié)合圖7公開的熱解油基燃料處理單元的清潔過程。
[0194]只用熱解油基燃料操作ICE (步驟5000):熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分2112A可通過提供溫度在62-65°C范圍內(nèi)的熱解油基燃料確保例如12-28cSt的需要粘度。任何未燃的熱解油可保持在再循環(huán)單元內(nèi)，并可在需要時用燃料冷卻單元124冷卻。循環(huán)罐2122可只用熱解油基燃料再填充。
[0195]檢測需要轉(zhuǎn)換到清潔燃料操作的參數(shù)(步驟5010):在用熱解油基燃料操作發(fā)動機的過程中，檢測指示熱解油基燃料品質(zhì)降低的參數(shù)。檢測可通過燃料傳感器(例如粘度或者溫度傳感器)以及性能監(jiān)控或廢氣監(jiān)控參數(shù)執(zhí)行?？缮蓡拥角鍧嵢剂系目焖俎D(zhuǎn)換的控制信號。
[0196]轉(zhuǎn)換到用清潔燃料作為主要燃料操作ICE(步驟5020):為了減小剩余時間，ICE2100用低品質(zhì)熱解油基燃料操作，清潔燃料直接提供到燃料再循環(huán)周期。具體地，清潔燃料可經(jīng)由供應(yīng)閥單元2417添加，同時熱解油基燃料到循環(huán)罐2122的流動停止，第一釋放閥2126A打開，使得離開發(fā)動機單元2101的任何未使用燃料可釋放到轉(zhuǎn)換罐2128A中。
[0197]從燃料再循環(huán)周期釋放剩余的熱解油基燃料(步驟5030):第一釋放閥2126A下游殘留的熱解油基燃料可通過打開第二釋放閥2126B從燃料再循環(huán)周期釋放。
[0198]在循環(huán)罐2122下游沒有釋放閥可用的情況下，對應(yīng)管道中的剩余燃料可以受控方式混合到清潔燃料并通過ICE燃燒，使得從(熱解油基燃料)調(diào)節(jié)部分2112A和燃料再循環(huán)周期清潔熱解油基燃料。
[0199]在一些實施方式中，另一釋放閥可以在循環(huán)罐2122下游可用，使得熱解油基燃料可從循環(huán)罐2122釋放。同時，在(熱解油基燃料)調(diào)節(jié)部分2112A上游提供清潔燃料可允許清潔該調(diào)節(jié)部分并將任何燃料混合物釋放到轉(zhuǎn)換罐2128A。
[0200]用清潔燃料作為主要燃料操作ICE (步驟5040):參考圖3，只用清潔燃料操作ICE可包括操作各種泵(例如乙醇泵2382和清潔燃料泵2385)使得提供的燃料的粘度在供應(yīng)閥單元2417處是可接受的。關(guān)閉燃料再循環(huán)周期內(nèi)的任何釋放閥，使得存在于發(fā)動機單元2101的任何未使用清潔燃料可在燃料再循環(huán)周期內(nèi)循環(huán)。一旦確認(rèn)可接受的熱解油基燃料參數(shù)被確保，可以返回步驟5000。
[0201]參考圖6和圖3，電廠系統(tǒng)(具體是廠房)的熱解油操作的示例性緊急關(guān)閉過程可包括以下步驟。緊急關(guān)閉過程可以伴隨結(jié)合圖7公開的熱解油基燃料處理單元的清潔過程。
[0202]只用熱解油基燃料操作ICE (步驟6000):熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分112A可通過提供溫度在62-65°C范圍內(nèi)的熱解油基燃料確保例如12-28cSt的需要粘度。任何未燃的熱解油可保持在再循環(huán)單元內(nèi)，并可在需要時用燃料冷卻單元124冷卻。循環(huán)罐2122可只用熱解油基燃料再填充。
[0203]檢測需要緊急關(guān)閉ICE 2100的參數(shù)(步驟6010):在用熱解油基燃料操作發(fā)動機的過程中，檢測需要立即關(guān)閉發(fā)動機以避免損害的參數(shù)。參數(shù)可通過燃料傳感器(例如粘度或溫度傳感器)以及性能監(jiān)控或者廢氣監(jiān)控參數(shù)執(zhí)行?？缮蓡影l(fā)動機的緊急關(guān)閉的控制信號，包括關(guān)閉用于熱解油基燃料供應(yīng)的諸如供給泵2318A的泵。
[0204]用清潔燃料沖洗熱解油基燃料調(diào)節(jié)部分和再循環(huán)單元(步驟6020):清潔燃料可以在調(diào)節(jié)單元沖洗閥單元2502和/或供應(yīng)閥單元2417處提供并經(jīng)由例如釋放閥2126A、2126B的釋放閥釋放。由此，從發(fā)動機燃料系統(tǒng)以及調(diào)節(jié)單元清潔熱解油基燃料，并可返回步驟6000。
[0205]參考圖7和圖2，熱解油處理操作的示例性緊急關(guān)閉過程可以包括以下步驟:
[0206]處理處理單元1310中的熱解油(步驟7000):處理熱解油生成處理后熱解油，其可以存儲在處理熱解油罐并直接或經(jīng)由運輸提供給包括可以以熱解油基燃料操作的內(nèi)燃發(fā)動機的電廠。
[0207]檢測需要緊急關(guān)閉處理單元1310的參數(shù)(步驟7010):在用于處理熱解油的處理單元的操作過程中，檢測需要立即關(guān)閉處理單元以避免損害或者例如出于維修目的要求關(guān)閉處理單元的參數(shù)值。參數(shù)的檢測可通過傳感器(例如粘度或者溫度傳感器)執(zhí)行?？缮蓡犹幚韱卧木o急關(guān)閉、包括關(guān)閉例如供給泵1318的泵的控制信號。當(dāng)在電廠的部位使用處理單元時，指示內(nèi)燃發(fā)動機已經(jīng)結(jié)束操作的信號可類似地認(rèn)為是需要關(guān)閉處理單元1310的信號，特別是如果處理的熱解油基燃料罐只具有少量剩余容量時。
[0208]用清潔燃料(流體)沖洗處理單元(步驟7020):清潔燃料可以在沖洗閥1388處提供并經(jīng)由第二沖洗閥1390釋放。由此，從處理單元、特別是處理回路清潔熱解油。因此，在處理單元的關(guān)閉期間，熱解油可以不損害其部件，使得處理單元的可操作性得以確保，并可返回步驟7000。
[0209]在一些實施方式中，處理單元以及調(diào)節(jié)單元和燃料再循環(huán)單元的清潔可用清潔燃料本身和/或其組分和/或以使不同流體或流體混合物沖洗經(jīng)過相應(yīng)系統(tǒng)的順序執(zhí)行。清潔燃料處理單元2320的靈活構(gòu)造允許被控制以例如通過相應(yīng)地控制泵2382和2384提供相應(yīng)的清潔燃料或者一系列要求混合物。
[0210]可以考慮蓖麻油、乙醇和包括蓖麻油和乙醇的清潔流體/燃料作為清潔介質(zhì)的例子。在清潔過程中，清潔介質(zhì)的成分可根據(jù)例如處理單元的溫度狀態(tài)改變。而且，成分(例如蓖麻油和乙醇的比)可隨時間變化。
[0211]處理單元的清潔可在一旦轉(zhuǎn)換過程、快速轉(zhuǎn)換過程或者關(guān)閉過程已經(jīng)執(zhí)行處理單元直接提供處理的熱解油基燃料到調(diào)節(jié)單元的情況下執(zhí)行。在處理單元處于熱解反應(yīng)器但沒有廠房的部位的情況下，清潔可根據(jù)需要在熱解反應(yīng)器的操作/維護期間執(zhí)行。
[0212]在一些方面，用于處理用于內(nèi)燃發(fā)動機的熱解油的方法可包括將熱量從處理的熱解油傳遞到尚未處理的熱解油，由此預(yù)熱尚未處理的熱解油，加熱預(yù)熱的熱解油至處理溫度以及從加熱的熱解油分離出固體和/或液體組分。該方法可進一步包括過濾尚未處理的熱解油、泵送尚未處理的熱解油和/或冷卻處理的熱解油。
[0213]在一些方面，使用基于乙醇和蓖麻油的總體積包括40-90 %體積的乙醇和60-10%體積的蓖麻油的乙醇基燃料，其任選地包括總量高達乙醇和蓖麻油總重量的10%重量的一種或多種添加劑，用于清潔處理單元，乙醇基燃料的乙醇含量可以是70-90%體積，蓖麻油含量是30-10%體積，和/或乙醇基燃料的乙醇含量可以是80-90%體積，蓖麻油含量是20-10%體積，和/或乙醇基燃料的乙醇含量可以是85-90%體積，蓖麻油含量是15-10 %體積，和/或乙醇基燃料的乙醇含量可以是40-80 %體積，蓖麻油含量是60-20 %體積，和/或乙醇基燃料的乙醇含量可以是45-65%體積，蓖麻油含量是55-35%體積，和/或乙醇基燃料的乙醇含量可以是45-55%體積，蓖麻油含量是55-45%體積，和/或乙醇基燃料的乙醇含量可以是48-52%體積，蓖麻油含量是52-48%體積，和/或乙醇基燃料的乙醇含量可以是50 %體積，蓖麻油含量是50 %體積。
[0214]而且，在使用乙醇基燃料用于清潔處理單元時，添加劑可以從包括以下項的組選擇:熱穩(wěn)定劑、老化穩(wěn)定劑、抗氧化劑、著色劑、顏料、氣味改性劑、防銹劑、膠形成抑制劑、金屬鈍化劑、上缸潤滑劑、摩擦改性劑、洗滌劑、抑菌劑、殺菌劑、殺微生物劑及其混合物，并且/或者其中所述一種或多種添加劑任選地以高達乙醇和蓖麻油總重的5%重量或高達3%重量的總量包括。
[0215]技術(shù)人員理解，雖然示例性使用了術(shù)語，但例如原油基燃料、替代燃料、熱解油、熱解油基燃料和清潔燃料/流體的術(shù)語這里也可適用于不利用由術(shù)語本身暗示的特定方面的應(yīng)用，在一些實施方式中，這些術(shù)語可能出于一致性使用。
[0216]在一些實施方式中，這里公開的電廠系統(tǒng)可被構(gòu)造成布置在集裝箱內(nèi)以便預(yù)置系統(tǒng)的運輸。例如，燃料再循環(huán)單元、調(diào)節(jié)單元和處理單元(或者其部分)可一起設(shè)置在單個集裝箱或單獨的集裝箱內(nèi)。由此，各個部件的所需排布和安裝可以在完成電廠系統(tǒng)組裝前完成。
[0217]在一些實施方式中，發(fā)動機燃料系統(tǒng)可以是共軌或撓性凸輪軸技術(shù)燃料系統(tǒng)，其均被構(gòu)造成從輸入提供燃料到每個缸單元并在輸出處提供未使用的燃料以使未使用的燃料在發(fā)動機燃料周期中循環(huán)。
[0218]這里，術(shù)語“內(nèi)燃發(fā)動機/ICE”可以指可以用作例如用于產(chǎn)生熱和/或電力的電廠的固定功率提供系統(tǒng)的主要或輔助發(fā)動機或用在例如巡洋艦、貨船、集裝箱船和油輪的船只/船舶中的內(nèi)燃發(fā)動機。
[0219]另外，這里使用的術(shù)語“內(nèi)燃發(fā)動機/ICE”不特別受到限制，可以包括任何這樣的發(fā)動機，燃料與氧化劑發(fā)生燃燒以產(chǎn)生高溫高壓氣體，其直接應(yīng)用于ICE的可動部件(例如活塞或者渦輪葉片)并在一定距離上運動可動部件，由此產(chǎn)生機械能。因此，如這里使用的，術(shù)語“內(nèi)燃發(fā)動機”包括活塞發(fā)動機和渦輪，其能夠例如通過像熱解油的替代燃料操作。ICE可以是基于自點火的發(fā)動機。
[0220]這里描述的程序可簡化熱解油應(yīng)用并可用于例如卡特彼勒的發(fā)動機應(yīng)用。適于改變以適應(yīng)替代燃料的這種發(fā)動機的例子包括中間速度內(nèi)燃柴油發(fā)動機，像以500-1000rpm的范圍操作的由德國的 Caterpillar Motoren GmbH&C0.KG, Kiel 制造的 M20、M25、M32、M43系列的直列和V式發(fā)動機。
[0221]下面，各個方面和實施方式涉及處理內(nèi)燃發(fā)動機的燃料，特別是處理替代燃料，例如熱解油基燃料。
[0222]雖然這里已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但在不脫離權(quán)利要求的范圍的情況下可以結(jié)合改進和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種熱解油基燃料電廠(1)，包括: 罐系統(tǒng)(20)，其包括熱解油基燃料罐(212)和至少一個清潔燃料罐(222,224)； 燃料處理系統(tǒng)(30)，其包括流體連接到熱解油基燃料罐(212)并能夠處理熱解油基燃料的熱解油基燃料處理單元(310)和流體連接到所述至少一個清潔燃料罐(222，224)并能夠通過混合清潔燃料的組分產(chǎn)生清潔燃料的清潔燃料處理單元(320)； 燃料調(diào)節(jié)單元(112)，其流體連接到熱解油基燃料處理單元(310)和清潔燃料處理單元(320)并能夠通過添加清潔燃料或者清潔燃料的組分調(diào)節(jié)熱解油基燃料的粘度； 內(nèi)燃發(fā)動機(100)，用于用熱解油基燃料和清潔燃料操作，內(nèi)燃發(fā)動機(100)包括發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)； 燃料再循環(huán)單元(114)，其能夠接收來自燃料調(diào)節(jié)單元(112)的燃料并向發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)供應(yīng)燃料，燃料再循環(huán)單元(114)包括循環(huán)罐(122)，其流體連接到燃料調(diào)節(jié)單元(112)和發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121);以及 控制單元(40)，其能夠控制燃料調(diào)節(jié)單元(112)以調(diào)節(jié)被選擇提供到發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)的燃料并將此燃料提供到循環(huán)罐(122)，由此在連續(xù)操作內(nèi)燃發(fā)動機(100)的同時允許在熱解油基燃料操作和清潔燃料操作之間轉(zhuǎn)換。
2.如權(quán)利要求1所述的熱解油基燃料電廠(I)，還包括: 閥單元(126)，其位于發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)的出口處；和 第一轉(zhuǎn)換單元(116)，其包括流體連接到閥單元(126)的第一轉(zhuǎn)換罐(128)和流體連接到第一轉(zhuǎn)換罐(128)以及熱解油基燃料罐(212)和燃料調(diào)節(jié)單元(112)的至少一個的第一轉(zhuǎn)換泵(130);和 其中，控制單元(40)進一步能夠在熱解油基燃料操作和清潔燃料操作之間的轉(zhuǎn)換過程期間控制閥單元(126)以將包括清潔燃料和熱解油基燃料的燃料混合物從燃料再循環(huán)周期釋放到第一轉(zhuǎn)換罐(128)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的熱解油基燃料電廠(1)，其中，罐系統(tǒng)(20)還包括流體連接到燃料調(diào)節(jié)單元(112)的至少一個原油基燃料罐(232，234)，且控制單元(40)進一步能夠在原油基燃料操作和熱解油基燃料操作之間轉(zhuǎn)換時控制燃料調(diào)節(jié)單元(112)，以提供作為中間燃料的清潔燃料到發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)，直到從燃料再循環(huán)單元(114)清潔啟動轉(zhuǎn)換之前使用的燃料。
4.如權(quán)利要求3所述的熱解油基燃料電廠(I)，進一步包括流體連接到閥單元(126)的第二轉(zhuǎn)換罐(128)，并且 其中，控制單元(40)進一步能夠在清潔燃料操作和原油基燃料操作的轉(zhuǎn)換過程期間控制閥單元(126)，以將包括清潔燃料和原油基燃料的燃料混合物從燃料再循環(huán)單元(114)釋放到第二轉(zhuǎn)換罐(128)。
5.如前述任一項權(quán)利要求所述的熱解油基燃料電廠(1)，還包括: 粘度傳感器(120)，其設(shè)置為流體連接在循環(huán)罐(122)和發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)的進口之間，并且 其中，控制單元(40)進一步能夠接收來自粘度傳感器(120)的燃料的粘度數(shù)據(jù)并基于粘度數(shù)據(jù)控制調(diào)節(jié)單元(121)和/或熱交換器(123)。
6.如前述任一項權(quán)利要求所述的熱解油基燃料電廠(I)，其中，內(nèi)燃發(fā)動機(100)能夠用選自包括以下項的燃料組的至少一種燃料作為自點火內(nèi)燃發(fā)動機操作:原油基燃料，例如柴油燃料、輕質(zhì)燃料油和重質(zhì)燃料油；熱解油基燃料，例如包括棕櫚油、菜籽油、基于動物脂肪的油的第一代生物燃料和包括由非食品公司制造的油的第二代生物燃料；和例如乙醇蓖麻油成分的乙醇基燃料。
7.如前述任一項權(quán)利要求所述的熱解油基燃料電廠(I)，其中，燃料再循環(huán)單元(114)進一步包括燃料冷卻單元(124)，其流體連接到循環(huán)罐(122)并直接或經(jīng)由閥單元(126)流體連接到發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)的出口，并且其中循環(huán)罐(122)流體連接到發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)的進口，控制單元(40)進一步能夠根據(jù)燃料再循環(huán)單元中的燃料類型控制冷卻單元(124)，特別是以冷卻在燃料再循環(huán)單元(114)內(nèi)循環(huán)的熱解油基燃料。
8.一種用于操作熱解油基燃料內(nèi)燃發(fā)動機(100)的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動機能夠以熱解油基燃料操作和以清潔燃料操作，所述內(nèi)燃發(fā)動機(100)包括具有燃料再循環(huán)單元(114)和發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)的燃料再循環(huán)周期，所述方法包括: 提供與熱解油基燃料化學(xué)相容并允許內(nèi)燃發(fā)動機(100)操作的清潔燃料； 用所述清潔燃料操作內(nèi)燃發(fā)動機(100)使得燃料再循環(huán)單元(114)基本上用清潔燃料填充； 在內(nèi)燃發(fā)動機(100)的連續(xù)操作過程中，通過將熱解油基燃料供應(yīng)到燃料再循環(huán)單元(114)，轉(zhuǎn)換到用熱解油基燃料操作內(nèi)燃發(fā)動機(100)，由此增加熱解油基燃料在發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)中的比。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，進一步包括，在內(nèi)燃發(fā)動機(100)的連續(xù)操作過程中，通過將清潔燃料供應(yīng)到燃料再循環(huán)單元(114)轉(zhuǎn)換回用清潔燃料操作內(nèi)燃發(fā)動機(100)，由此增加清潔燃料在發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)中的比。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，進一步包括，在熱解油基燃料操作和清潔燃料操作之間的轉(zhuǎn)換過程期間，將包括清潔燃料和熱解油基燃料的燃料混合物從燃料再循環(huán)單元(114)釋放。
11.一種用于在熱解油基燃料內(nèi)燃發(fā)動機(100)的熱解油基燃料操作和原油基燃料操作之間轉(zhuǎn)換的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動機具有包括燃料再循環(huán)單元(114)和發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)的燃料再循環(huán)周期，所述方法包括: 用原油基燃料操作所述內(nèi)燃發(fā)動機(100)使得燃料再循環(huán)周期基本用原油基燃料填充； 在內(nèi)燃發(fā)動機的連續(xù)操作過程中，通過將清潔燃料供應(yīng)到燃料再循環(huán)周期，轉(zhuǎn)換到用轉(zhuǎn)換燃料操作內(nèi)燃發(fā)動機(100)，轉(zhuǎn)換燃料與原油基燃料以及熱解油基燃料化學(xué)相容并允許內(nèi)燃發(fā)動機(100)操作，由此增加轉(zhuǎn)換燃料在發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)中的比；以及 執(zhí)行權(quán)利要求8-10中任一項所述的方法，由此轉(zhuǎn)換燃料作為清潔燃料提供。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，進一步包括，在原油基燃料操作和轉(zhuǎn)換燃料操作之間的轉(zhuǎn)換過程期間，將包括轉(zhuǎn)換燃料和原油基燃料的燃料混合物從燃料再循環(huán)周期釋放。
13.如權(quán)利要求11或12所述的方法，進一步包括，在用轉(zhuǎn)換燃料操作內(nèi)燃發(fā)動機(100)時，朝著用于連續(xù)供應(yīng)燃料的溫度改變?nèi)剂显傺h(huán)單元(114)中的轉(zhuǎn)換燃料的溫度。
14.如權(quán)利要求8-13中任一項所述的方法，其中，清潔燃料是乙醇基燃料，其基于乙醇和蓖麻油的總體積包括20-90%體積的乙醇和80-10%體積的蓖麻油，并任選地包括總量高達乙醇和蓖麻油的總重量的3%重量的一種或更多種添加劑。
15.如權(quán)利要求8-14中任一項所述的方法，其中，所述內(nèi)燃發(fā)動機(100)用選自包括以下項的燃料組的至少一種燃料作為自點火內(nèi)燃發(fā)動機操作:原油基燃料，例如柴油燃料、輕質(zhì)燃料油和重質(zhì)燃料油；熱解油基燃料，例如包括棕櫚油、菜籽油、基于動物脂肪的油的第一代生物燃料和包括由非食品公司制造的油的第二代生物燃料；和例如乙醇蓖麻油成分的乙醇基燃料。
16.一種熱解油基燃料電廠(1)，包括: 罐系統(tǒng)(20)，其包括熱解油基燃料罐(212)、具有乙醇罐(222)和蓖麻油罐(224)的清潔燃料罐系統(tǒng)以及至少一個原油基燃料罐； 燃料處理系統(tǒng)(30)，其包括流體連接到熱解油基燃料罐(212)并能夠處理熱解油基燃料的熱解油基燃料處理單元(310)、流體連接到清潔燃料罐系統(tǒng)并能夠通過混合乙醇和蓖麻油產(chǎn)生清潔燃料的清潔燃料處理單元(320)以及流體連接到原油基燃料罐(212)并能夠處理原油基燃料的原油基燃料處理單元(330)，其中清潔燃料罐系統(tǒng)流體連接到熱解油基燃料處理單元(310)以提供乙醇或者乙醇-蓖麻油混合物以便從熱解油基燃料處理單元(310)清潔熱解物； 燃料調(diào)節(jié)單元(112)，包括熱解油基調(diào)節(jié)部分(112A)和原油基調(diào)節(jié)部分(112C)，熱解油基調(diào)節(jié)部分(112A)流體連接到熱解油基燃料處理單元(310)和清潔燃料罐系統(tǒng)并能夠通過添加乙醇或者乙醇蓖麻油混合物到熱解油基燃料調(diào)節(jié)熱解油基燃料的粘度，原油基調(diào)節(jié)部分(112C)流體連接到原油基燃料處理單元(330)； 內(nèi)燃發(fā)動機(100)，用于用熱解油基燃料、清潔燃料和原油基燃料操作，內(nèi)燃發(fā)動機(100)包括發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121);和 燃料再循環(huán)單元(I 14)，其能夠接收來自燃料調(diào)節(jié)單元(112)的熱解油基燃料、清潔燃料、原油基燃料及其混合物作為燃料并向發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)供應(yīng)該燃料，燃料再循環(huán)單元(114)包括循環(huán)罐(122)，其流體連接到熱解油基調(diào)節(jié)部分(112A)、清潔燃料處理單元(320)、原油基調(diào)節(jié)部分(112C)和發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)的每一個。
17.如權(quán)利要求16所述的熱解油基燃料電廠(I)，進一步包括: 控制單元(40)，其能夠控制燃料調(diào)節(jié)單元(112)以調(diào)節(jié)被選擇提供到發(fā)動機燃料系統(tǒng)(121)的燃料并將此燃料提供到循環(huán)罐(122)，由此在連續(xù)操作內(nèi)燃發(fā)動機(100)的同時允許在熱解油基燃料操作、清潔燃料操作和原油基燃料操作之間轉(zhuǎn)換。
【文檔編號】F02B45/00GK104136747SQ201380011246
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月28日
【發(fā)明者】A·馮德奧斯滕-扎克, J-U·雷 申請人:卡特彼勒發(fā)動機有限責(zé)任兩合公司