[發明專利]用于操作內燃機的方法和內燃機

在審

• 申請號: 201710596027.5
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107642394A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: A.德林;G.斯蒂施
• 申請（專利權）人: 曼柴油機和渦輪機歐洲股份公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N3/22;F02B37/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 代易寧,李強

技術領域

本發明涉及一種用于操作帶有廢氣增壓系統并帶有廢氣后處理系統的內燃機的方法。此外，本發明涉及一種內燃機、數個內燃機的安裝和用于操作這樣的安裝的方法。

背景技術

在例如用于發電站的固定內燃機中的燃燒過程中，并且在例如用在船上的非固定內燃機中的燃燒過程中，出現氮氧化物，其中，這些氮氧化物典型地出現在諸如煤、礦物煤、褐煤、礦物油、重油或柴油的含硫化石燃料的燃燒中。因此，廢氣后處理系統與這樣的內燃機相關，所述后處理系統用于離開內燃機的廢氣的凈化、尤其是脫氮。

主要地，所謂的SCR催化轉化器用于從實踐已知的廢氣后處理系統中的廢氣中的氮氧化物的還原。在SCR催化轉化器中，出現氮氧化物的選擇催化還原，其中，需要氨(NH₃)作為用于氮氧化物的還原的還原劑。為此，將氨(NH₃)或相應地諸如例如尿素的氨前體物質在SCR催化轉化器的上游以液體形式引入廢氣中，其中，氨或相應地氨前體物質在SCR催化轉化器上游與廢氣混合。為此，根據實踐，在氨或相應地氨前體物質的引入與SCR催化轉化器之間設置有混合部段。

于是，當將這樣的帶有廢氣增壓系統并帶有廢氣后處理系統的內燃機例如用在船上時，內燃機在具有不同的排放法規并因此具有應不同地遵守的排放限制值的地區操作。例如，如果船的內燃機在具有低的氮氧化物排放要求的地區操作，諸如例如在公海上操作，則將要遵守的氮氧化物限制值已通過純馬達措施被遵守，使得為了遵守排放限制值，廢氣無須經由SCR催化轉化器被引導。在該情況下，可停用廢氣后處理系統，尤其是廢氣后處理系統的SCR催化轉化器。

為了在停用的催化轉化器的情況下防止催化轉化器的劣化，催化轉化器在該情況下經由位于催化轉化器上游和下游的切斷裝置與廢氣流分開或相應地從廢氣流切斷，以便然后經由旁路引導經過催化轉化器的廢氣。然而，由于這樣的切斷裝置不總是完全關閉的，所以會出現進入催化轉化器的廢氣泄露。尤其，如果諸如例如重油或殘油的高含硫燃料通過流入催化轉化器的廢氣的泄露在內燃機中燃燒，則所述催化轉化器可尤其通過包含在廢氣中的硫酸被損壞，所述硫酸在催化轉化器中冷凝并引起腐蝕。這是不利的。

從WO 2015/158948 A1已知一種用于保護SCR催化轉化器的系統，其中，系統包括用于SCR催化轉化器的加熱系統，并且其中，加熱系統具有壓縮空氣供應源。從壓縮空氣供應源開始，可利用壓縮空氣對SCR催化轉化器起作用。催化轉化器的組件可經由加熱系統加熱。

發明內容

由此開始，本發明基于的問題是提供用于操作帶有廢氣增壓系統并帶有廢氣后處理系統的內燃機的新穎方法、用于操作數個這樣的內燃機的安裝的方法、這樣的內燃機和數個這樣的內燃機的安裝。

該問題通過根據權利要求1的用于操作內燃機的方法解決。根據本發明，當位于催化轉化器上游和下游的切斷裝置關閉時，利用在廢氣渦輪增壓器的壓縮機中壓縮的充入空氣對催化轉化器起作用。

本發明將充入空氣用于保護催化轉化器。充入空氣在任何情況下都存在。因此，不需要單獨的壓縮空氣源。本發明使得能夠用少的與裝置相關的花費以特別有利的方式、即當它們停用并引導廢氣經過它們時保護催化轉化器免受劣化。催化轉化器于是用充入空氣沖洗。

根據有利的另一改進，在催化轉化器中檢測壓力，并且調整供應至催化轉化器的充入空氣流，使得相對于通向催化轉化器的廢氣供給管線和/或相對于引導離開催化轉化器的廢氣排出管線在催化轉化器中存在至少2毫巴的過壓、優選地至少4毫巴的過壓、特別優選地至少8毫巴的過壓。于是，當經由充入空氣在催化轉化器中調整這樣的過壓時，能特別有效地防止進入催化轉化器的廢氣泄露，并因而能保護催化轉化器免受劣化。

根據有利的另一改進，將具有至少120℃的溫度、優選地具有至少140℃的溫度、特別優選地具有至少200℃的溫度的充入空氣供給至催化轉化器。這是有利的，以便將催化轉化器的組件保持在期望的溫度。特別優選地，供給至催化轉化器的充入空氣的溫度超過132℃，并因此高于硫酸露點。盡管利用充入空氣對催化轉化器起作用，如果廢氣泄露進入催化轉化器，則在該溫度，也能防止硫酸的冷凝。

尤其地，優選地在熱交換器中加熱供給至催化轉換器的充入空氣，經由所述熱交換器，在一方面引導供給至催化轉化器的充入空氣，并且另一方面引導廢氣。在此，使用廢氣的熱能，以便將充入空氣加熱至對應的溫度。這允許內燃機的特別有利的有效操作。