[實(shí)用新型]船機(jī)SCR多路噴射控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520758803.3
• 申請(qǐng)日: 2015-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN205297695U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋鑫;游加慰;李緒祿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七研究院
• 主分類號(hào): F01N3/20
• 分類號(hào): F01N3/20;F01N3/28;F01N9/00
• 代理公司: 中國(guó)船舶專利中心 11026
• 代理人: 溫振寧

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型公開(kāi)了船機(jī)SCR多路噴射控制系統(tǒng)，涉及在多臺(tái)船用柴油機(jī)SCR裝置的噴 射控制技術(shù)，屬于船機(jī)排氣后處理系統(tǒng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

2008年10月，IMO正式通過(guò)了MARPOL73/78附則VI的修正案《NOX技術(shù)規(guī)則》，對(duì) NO_X排放提出了三個(gè)階段的限制要求。隨著船機(jī)排放法規(guī)的加嚴(yán)和世界航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，針對(duì) 當(dāng)前船用柴油機(jī)的排放水平，單靠機(jī)內(nèi)凈化已難以滿足第三階段對(duì)NOx的排放限值要求，機(jī) 外控制技術(shù)的應(yīng)用已是必然，因此，在船用排氣后處理上SCR后處理技術(shù)是必然趨勢(shì)。

SCR(選擇性催化還原)技術(shù)是指在富氧條件下，選用合適的催化劑，使還原劑與廢氣 中NOx的化學(xué)反應(yīng)被催化加速，同時(shí)抑制還原劑被排氣中的氧氣氧化。使SCR實(shí)現(xiàn)NOx的 快速、高效還原主要取決于催化劑、還原劑和反應(yīng)溫度。

一般而言，車載重型柴油機(jī)配有1臺(tái)，民用船舶配有2～4臺(tái)柴油機(jī)，大型艦船配有6～8 臺(tái)柴油機(jī)。而在傳統(tǒng)SCR裝置的設(shè)計(jì)中，噴射控制系統(tǒng)僅針對(duì)單個(gè)柴油機(jī)進(jìn)行噴射控制，并 沒(méi)有涉及多臺(tái)柴油機(jī)的復(fù)用。這對(duì)于艦船而言，不僅增加了艦用設(shè)計(jì)的負(fù)擔(dān)、浪費(fèi)了艙內(nèi)空 間，而且加大了艦載設(shè)備的重量。因此，本實(shí)用新型提出一種多路SCR噴射控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型是針對(duì)船用多臺(tái)柴油機(jī)的后處理需要，提供一種多路SCR噴射控制系統(tǒng)。

船機(jī)SCR多路噴射控制系統(tǒng)，主要包括尿素柜，共軌管路，高壓噴嘴，排氣管路，手動(dòng) 閥A和B，過(guò)濾閥，高壓噴射泵，脈動(dòng)阻尼器，調(diào)壓閥，電磁閥，減壓閥，止回閥和三通閥，

其中，尿素柜與高壓噴射泵通過(guò)手動(dòng)閥A、B和過(guò)濾閥連接，手動(dòng)閥A設(shè)置在尿素柜下 游，手動(dòng)閥B設(shè)置在高壓噴射泵的上游；脈動(dòng)阻尼器安裝在高壓噴射泵的下游，用于消除噴 射系統(tǒng)的管道內(nèi)液體壓力脈動(dòng)的壓力容器，穩(wěn)定流體壓力和流量，提高高壓噴射泵的工作精 度及噴射能力；尿素溶液經(jīng)過(guò)高壓噴射泵流出后，通過(guò)三通閥流入共軌管路進(jìn)行分流，共軌 管路后的噴射分路數(shù)量由艦船機(jī)艙布置的柴油機(jī)設(shè)定；共軌管路裝有調(diào)壓閥，用于監(jiān)測(cè)噴射 共軌管路的壓力信息，并向控制系統(tǒng)反饋；共軌管路有輸出接口，每個(gè)輸出接口都對(duì)應(yīng)單個(gè) 噴射分路，噴射分路布置有電磁閥，減壓閥、止回閥和高壓噴嘴，減壓閥用于調(diào)節(jié)噴射溶液 進(jìn)入高壓噴嘴的壓力，止回閥用于防止管路溶液的倒灌保證管路中的正壓；高壓噴嘴有液體 入口，安裝在各柴油機(jī)排氣管路上，其朝向和排氣流向保持一致；當(dāng)共軌管路壓力超過(guò)設(shè)定 閥值，控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)調(diào)壓閥和電磁閥的工作狀態(tài)，以保證管路噴射溶液的流量正常供應(yīng)；

控制系統(tǒng)根據(jù)柴油機(jī)噴射量和排氣管路的位置信息，對(duì)噴射分路的電磁閥占空比或開(kāi)閉 時(shí)間進(jìn)行分配，并安排個(gè)噴射分路的電磁閥工作時(shí)間及順序，以滿足共軌管路中尿素溶液的 噴射需要，實(shí)現(xiàn)單泵對(duì)多路柴油機(jī)排氣管路的后處理，包含電源箱，控制器，電源供電線路 和通訊總線，電源箱提供控制系統(tǒng)的電源；傳感器包括NOx傳感器、溫度傳感器、壓力傳感 器、壓差傳感器、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和液位傳感器；控制系統(tǒng)選用現(xiàn)場(chǎng)總線CAN通訊 或總線+I/O控制方式，控制器通過(guò)電磁閥調(diào)節(jié)管路流量的供應(yīng)。

所述的船機(jī)SCR多路噴射控制系統(tǒng)，尿素柜容積的大小由接入柴油機(jī)的數(shù)量決定，按一 天連續(xù)工作時(shí)間來(lái)設(shè)定。

所述的船機(jī)SCR多路噴射控制系統(tǒng)，高壓噴射泵和高壓噴嘴分別替換為普通噴射泵和普 通噴嘴，通過(guò)外接入壓縮空氣，對(duì)噴出的尿素溶液進(jìn)行輔助霧化，普通噴嘴由液體和氣體兩 個(gè)輸入口組成，壓縮空氣接入氣體入口；控制系統(tǒng)增加對(duì)空氣分路中的壓縮空氣電磁閥閉合 的控制；壓縮空氣管路包含壓縮空氣源，電磁閥，手動(dòng)閥和減壓閥；其中壓縮空氣源由艦船 的空氣壓縮機(jī)提供，壓縮空氣流量由柴油機(jī)的數(shù)量決定；壓縮空氣的電磁閥僅用于控制閉合， 不考慮占空比及流量分配問(wèn)題，重點(diǎn)在于空氣分路中的減壓閥對(duì)壓縮空氣的壓力控制；普通 噴嘴的設(shè)計(jì)增加壓縮空氣的管路接口，壓縮空氣的接入可在噴射管路中設(shè)計(jì)壓縮空氣接口， 不局限在普通噴嘴上。

所述的船機(jī)SCR多路噴射控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收多個(gè)柴油機(jī)的工況信號(hào)，包含扭 矩、轉(zhuǎn)速、排氣流量和排氣溫度，根據(jù)柴油機(jī)排放特性，計(jì)算不同柴油機(jī)的排氣管路中需要 噴射的尿素溶液量；控制系統(tǒng)打開(kāi)噴射管路中連接尿素柜的電磁閥并發(fā)送工作指令給噴射泵， 使噴射泵開(kāi)始工作，噴射泵按計(jì)算的噴射量吸取尿素溶液通過(guò)管路傳輸給共軌管路。