[發明專利]一種船用發動機尾氣處理SCR控制系統及方法

在審

• 申請號: 202011214950.6
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112253290A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 暢喜顏;趙文圣;孟亮虎;楊斌;楊迅;李豐;張金生
• 申請（專利權）人: 河南柴油機重工有限責任公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N3/28;F01N11/00;F01N9/00;F02B77/04
• 代理公司: 洛陽啟越專利代理事務所(普通合伙) 41154
• 代理人: 吳楠

1.一種船用發動機尾氣處理SCR控制系統，包括基本監控系統和安保系統以及傳感器組件，基本監控系統和安保系統通過通訊線束交互信息，所述基本監控系統和安保系統均包括SCR系統還原劑噴射控制單元、還原劑存儲監控系統、還原劑供給監控系統、還原劑噴射監控系統、還原劑輔助噴射監控系統、催化劑吹掃監控系統、SCR反應/旁通管道切換監控系統、遠傳監控系統、管路清洗監控系統和SCR系統傳感器件，其特征在于：所述各系統之間采用分布式結構，根據實際空間位置和排氣管道走向擇位安裝，傳感器組件的輸出端與SCR系統還原劑噴射控制單元的輸入端相連接，SCR系統還原劑噴射控制單元采集各個系統的傳感信號，監控SCR系統工作，同時根據發動機的運行工況變化自行調節還原劑噴射量，保證發動機經過SCR系統處理后的尾氣排放達到環境標準要求，同時該系統設置有管路清洗監控系統，還原劑噴射結束后還原劑管道清潔功能開啟，保證管道沒有還原劑結晶物沉積，系統異常時，基本監控系統內發出報警信號，當系統出現故障信號時，基本監控系統報警同時安保系統發出保護動作指令，輸出SCR系統停止、尾氣旁通一系列動作指令，基本監控系統和安保系統協調工作，保護SCR系統安全可靠運行。

2.根據權利要求1所述的一種船用發動機尾氣處理SCR控制系統，其特征在于：所述還原劑存儲監控系統包括液位計、溫度傳感器和加熱器，所述液位計和溫度傳感器的輸出端與SCR系統還原劑噴射控制單元的輸入端相連接，SCR系統還原劑噴射控制單元的輸出端與加熱器的輸入端相連接。

3.根據權利要求1所述的一種船用發動機尾氣處理SCR控制系統，其特征在于：所述還原劑供給監控系統主要包括供給泵組、電磁閥、壓力控制裝置、壓力傳感器件、還原劑供給集線盒，供給泵組由兩個供給泵和一個電磁閥組成。

4.根據權利要求3所述的一種船用發動機尾氣處理SCR控制系統，其特征在于：所述供給泵組中的兩個供給泵互為備用，所述電磁閥采用電動三通閥。

5.根據權利要求1所述的一種船用發動機尾氣處理SCR控制系統，其特征在于：所述還原劑噴射監控系統包括比例電磁閥、壓力傳感器、流量計和噴嘴組件，所述壓力傳感器的輸出端與SCR系統還原劑噴射控制單元的輸入端相連接，所述SCR系統還原劑噴射控制單元的輸出端與比例電磁閥的控制輸入端相連接，所述流量計、比例電磁閥、噴嘴組件依次將還原劑噴射管道相串聯，噴嘴組件上設置有輔助噴射壓縮空氣接口和吹掃接口。

6.根據權利要求1所述的一種船用發動機尾氣處理SCR控制系統，其特征在于：所述還原劑輔助噴射監控系統主要包括穩壓器、電磁閥和壓力傳感器，壓力傳感器的輸出端與SCR系統還原劑噴射控制單元的輸入端相連接，SCR系統還原劑噴射控制單元的輸出端與和電磁閥的輸入端相連接。

7.根據權利要求1所述的一種船用發動機尾氣處理SCR控制系統，其特征在于：所述SCR反應/旁通管道切換監控系統在旁通管道和反應管道分別設置有管道電磁閥和電磁閥開關位置指示器，電磁閥開關位置指示器的輸出端與SCR系統還原劑噴射控制單元的輸入端相連接，電磁閥控制器輸入端和噴射控制單元的輸出端連接，SCR反應管道電磁閥和旁通管道電磁閥設有連鎖機構。

8.根據權利要求1所述的一種船用發動機尾氣處理SCR控制系統，其特征在于：所述管路清洗監控系統包括還原劑、清潔水源切換電磁閥、壓力傳感器、噴嘴清潔電磁閥和噴嘴吹掃電磁閥，還原劑入口與還原劑存儲裝置輸出端相連，還原劑出口與還原劑供給系統輸入端相連，清潔水源切換電磁閥入口與清潔水源相連，清潔水源切換電磁閥出口與還原劑供給系統入端相連。

9.根據權利要求1所述的一種船用發動機尾氣處理SCR控制系統，其特征在于：所述催化劑吹掃監控系統包括催化劑前后壓差傳感器、壓力傳感器、吹掃電磁閥，壓差傳感器和壓力傳感器的輸出端與SCR系統還原劑噴射控制單元的輸入端相連接，SCR系統還原劑噴射控制單元的輸出端與電磁閥的輸入端相連接。

10.一種船用發動機尾氣處理SCR控制方法，其特征在于步驟如下：

S1：SCR系統開始預備工作，并設定還原劑溫度和發動機排氣溫度，并進入步驟S2；

S2：還原劑存儲監控系統工作，對還原劑的液位和溫度進行檢測，并對還原劑進行預熱、溫控，進入步驟S3；

S3：若發動機排氣溫度滿足溫度預值，進入步驟S4；若不滿足溫度預值，則進入步驟S3；

S4：采集發動機運行工況信息，并將信號傳輸給SCR系統還原劑噴射控制單元，并進入步驟S5；

S5：SCR系統還原劑噴射控制單元根據采集的發動機信號讀取MAP還原劑基礎噴射量,調整還原劑供給監控系統、還原劑噴射監控系統、還原劑輔助噴射監控系統和催化劑吹掃監控系統的工作狀態，并進入步驟S6；

S6：通過傳感器組件檢測SCR系統的運行狀態，不斷修正還原劑噴射量，同時檢測SCR系統運行狀態，若SCR系統檢測異常，則進入步驟S7；若SCR系統檢測正常，則進入步驟S8；

S7：基本監控系統進行報警；并進入步驟步驟S8；

S8：檢測SCR系統是否發生故障，若SCR系統出現故障，則進入步驟S9；若SCR系統檢測正常，則進入步驟S10；

S9：SCR系統停止運行；同時SCR反應/旁通管道切換監控系統開始工作，并進入步驟S11；

S10：判斷SCR系統是否停止工作，若停止工作，則進入步驟S11；若正常工作，則進入步驟S2；

S11：管路清洗監控系統和催化劑吹掃監控系統工作，待管路清洗監控系統和催化劑吹掃監控系統工作預設的時間后，進入步驟S12；

S12：SCR系統停止運行。