[發明專利]一種船舶低速柴油機SCR反應器廢氣均勻性評價方法及系統

在審

• 申請號: 202310103166.5
• 申請日: 2023-02-08
• 公開（公告）號: CN116029066A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 唐佳東;張光偉;張印光;劉佃濤;宋紅衛
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團柴油機有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 武博

1.一種船舶低速柴油機SCR反應器廢氣均勻性評價方法，其特征在于，包括：

構建廢氣流通域幾何模型，并對廢氣流通域幾何模型進行網格劃分；

對SCR反應器內廢氣流場進行穩態仿真計算，提取SCR反應器中首層催化劑入口處設定截面的氣流速度、氨氣質量分數及單元網格面積數據；

比較所述截面所有面單元網格的氣流速度或氨氣質量分數數據與其面積加權平均值加減設定倍數標準差的關系，得到符合條件的單元網格總面積；以滿足設定面積占比作為所述截面的氣流速度分布或氨氣濃度分布均勻性的評價準則，形成廢氣均勻性評價方案。

2.根據權利要求1所述的一種船舶低速柴油機SCR反應器廢氣均勻性評價方法，其特征在于，計算設定截面上氣流速度或氨氣質量分數的面積加權平均值和標準差S；比較所述截面所有面單元網格上的氣流速度或氨氣質量分數數據與其面積加權平均值±1～3倍標準差的關系，統計符合條件的單元網格的總面積。

3.根據權利要求2所述的一種船舶低速柴油機SCR反應器廢氣均勻性評價方法，其特征在于，所述評價準則滿足：

其中，α為閾值系數，A_1s、A_2s、A_3s分別表示該截面上所有氣流速度或者氨氣質量分數在范圍內的單元網格的面積總和，A_i表示任一個單元網格的面積。

4.根據權利要求3所述的一種船舶低速柴油機SCR反應器廢氣均勻性評價方法，其特征在于，α小于等于1；當α＝1時，即假設該截面上的物理量符合正態分布的規律。

5.根據權利要求2所述的一種船舶低速柴油機SCR反應器廢氣均勻性評價方法，其特征在于，如果氣流速度或氨氣質量分數的均勻性統計結果中任何一方不能滿足評價準則，重新設計擾流、導流或均流部件，建立仿真模型，計算和評估均勻性，直至滿足要求。

6.根據權利要求1所述的一種船舶低速柴油機SCR反應器廢氣均勻性評價方法，其特征在于，利用計算流體動力學仿真軟件對SCR反應器內廢氣流場進行穩態仿真計算。

7.根據權利要求6所述的一種船舶低速柴油機SCR反應器廢氣均勻性評價方法，其特征在于，利用后處理軟件提取設定截面上每個面網格的氣流速度、氨氣質量分數和面積數據。

8.根據權利要求1所述的一種船舶低速柴油機SCR反應器廢氣均勻性評價方法，其特征在于，根據SCR反應器入口廢氣參數和催化劑參數，確定混合管路、反應器及連接管路的具體結構和尺寸，并估算尿素噴射量。

9.根據權利要求1所述的一種船舶低速柴油機SCR反應器廢氣均勻性評價方法，其特征在于，設計對催化劑層入口廢氣均勻性起主要作用的部件，構建詳細幾何模型；保留詳細幾何模型的主要特征結構，得到簡化后的廢氣流通域幾何模型。

10.一種船舶低速柴油機SCR反應器廢氣均勻性評價系統，其特征在于，包括：

廢氣流通域幾何模型構建模塊，用于構建廢氣流通域幾何模型，并對廢氣流通域幾何模型進行網格劃分；

數據提取模塊，用于對SCR反應器內廢氣流場進行穩態仿真計算，提取SCR反應器中首層催化劑入口處設定截面的氣流速度、氨氣質量分數及單元網格面積數據；

均勻性評價方案生成模塊，用于比較所述截面所有面單元網格的氣流速度或氨氣質量分數數據與其面積加權平均值加減設定倍數標準差的關系，得到符合條件的單元網格總面積；以滿足設定面積占比作為所述截面的氣流速度分布或氨氣濃度分布均勻性的評價準則，形成廢氣均勻性評價方案。