随着国际上对于船舶排放标准的日趋严格,LNG作为清洁高效的燃料越来越受青睐。燃料分配系统作为LNG燃料船中的重要组成部分,负责以额定温度、压力、流量向发动机输送燃料气。我国对燃料分配系统的研究起步较晚,目前国内的LNG燃料船大多使用进口燃料分配系统,价格昂贵。因此,研发经济、高效的燃料分配系统对于我国推广LNG燃料船具有重要意义。本文在现有的LNG燃料船的燃料分配系统的基础上,提出了一种适用于小型LNG燃料动力船的新型低压燃料分配系统,并对系统流程进行了稳态和动态的模拟,最后对实验进行了流程设计、设备选型和结果模拟。主要内容如下:首先,对常见的燃料分配系统流程进行了总结和分析。主流的分配系统可以根据增压方式不同分为压缩机增压,利用自增压单元增压和低温泵增压三种。根据小型LNG船空间紧凑,对经济性要求高的特点,提出了一种基于新型增压方式的低压燃料分配系统。该系统采用燃料气管路的支路回流储罐的方法,实现储罐增压,该增压方式稳定可控,且节约了成本;同时采用两个小型换热器代替一个大型换热器,对空间进行了进一步有效利用。然后,选定了Wartsila 6L20DF双燃料发动机为目标主机,分析了该发动机的内部结构和供气需求。该发动机在满负荷下的燃气供应需求为30℃、700k Pa、186kg/h,发动机内部的冷却水循环系统有足够的热量能够对LNG进行加热,加热过程使用凝固点较低的50%的水-乙二醇溶液作为传热介质。使用HYSYS软件对该燃料分配系统进行模拟,并分析了不同的参数设置对于换热器和泵选型的影响。结果显示,向满负荷的发动机供气需要50%水-乙二醇流量1529kg/h,泵的扬程为2.9m,额定流量为1.6m3/h。汽化器和加热器中的换热量分别为25.05k W、22.22k W,换热面积分别为0.71m2和1.0m2。在燃料分配系统的实际应用过程中,需要特别关注增压回流气体的温度和水-乙二醇进出口温度,与设计温度偏差过大可能会导致无法以额定的温度供气。同时,建立了燃料分配系统的动态模型,提出并比较三种控制方案,并在效果较优的控制方案的基础上,模拟了燃气流量、LNG温度、压力、组分和水-乙二醇温度发生扰动时的出口燃气动态变化。结果表明,在上述扰动中,燃气流量对于系统稳定供气的影响最大,特别是加速的情况下,燃气温度可能会低于发动机能承受的的最低温度。LNG压力的扰动对燃气压力影响较大,过低的LNG压力会使燃气的供应压力会低于发动机所需的最小值。另外三种扰动主要影响燃气的温度,其中LNG甲烷含量的扰动造成增压回流气温度的波动最大,可以通过对旁通阀进行合理的选型进行补偿。同时水-乙二醇温度的过低可能会使燃气温度偏离设定值。最后,根据实际条件设计了燃料分配系统实验台架,包括实验流程的确定、主要设备的选型、测量和控制系统的布置。考虑到实验场地和实验安全性,实验模型的大小为原型燃料分配系统的1/3,并选择液氮作为替代工质。实验由三个子实验组成,旨在从不同角度验证燃料分配系统的流程和控制方案的可行性。最后还使用HYSYS软件对实验流程进行了模拟,模拟结果可以作为实验的参考,通过分析误差来源对实验装置或模拟流程进行优化。