CN106894866A - 一种船用柴油机nox减排装置scr的尿素喷射系统及方法 - Google Patents

一种船用柴油机nox减排装置scr的尿素喷射系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种船用柴油机NOX减排装置SCR的尿素喷射系统。该系统由空气单元，尿素泵站和计量单元组成，具体包括多个气动/手动阀门、泵组、滤器及管路，用于为SCR系统运行时提供尿素喷射。本发明的目的在于，控制SCR系统运行过程中喷射系统的尿素喷射量及喷射压力，使尿素溶液充分的与氮氧化物混合，从而实现还原剂与催化剂的充分反应，保证船用柴油机NOX减排SCR系统反应器正常工作。其技术效果在于，可以根据主机负荷及废气排量自动实时调节尿素喷射量，保证柴油机在不同工况条件下，SCR系统运行的稳定性，并可适时选择吹扫尿素喷射系统，保证尿素喷射系统的安全性。

Description

一种船用柴油机NOX减排装置SCR的尿素喷射系统及方法
技术领域
本发明涉及一种船用柴油机NOX减排装置SCR的尿素喷射系统及方法。该系统主要用于为SCR系统运行时提供尿素喷射。
背景技术
IMO明确船用柴油机2016年起需严格执行Tier III的排放法规，因而NOX在ECA区域的排放量须有一定的控制。
应用选择性催化还原(SCR)技术，降低柴油机烟气中的氮氧化物排放是有效的技术策略，因此其应用越来越广泛。
SCR技术主要技术原理是：在富氧条件下，利用尿素通过热解水解生成的氨气作为还原剂，与氮氧化物在催化剂作用下发生催化还原反应，将氮氧化物转变为氮气和水。因此，尿素作为还原剂，需要一定的喷射压力使其在喷射时能充分雾化，才能充分与氮氧化物混合。
SCR系统在运行过程中，需根据柴油机负荷及需要降低的NOx含量，通过控制调节尿素泵的输出流量及压力，调整尿素的喷射量及喷射压力。并且能够根据需要控制空气吹扫喷射系统，保证柴油机在Tier III模式下正常运行。
发明内容
本发明目的在于，控制SCR系统运行过程中喷射系统的尿素喷射量及喷射压力，使尿素溶液充分的与氮氧化物混合，实现还原剂与催化剂的充分反应，从而保证船用柴油机NOX减排SCR系统反应器正常工作。
本发明公开一种船用柴油机NOX减排装置SCR的尿素喷射系统，包括空气单元I、尿素泵站II、计量单元III，
其中，空气单元I中包含：手动截止阀，气动截止阀，第一调压阀，第二调压阀，滤器，气动三通阀，其中第一调压阀用于调节吹扫的空气压力；
尿素泵站II中包含：第一手动截止阀，第二手动截止阀，单向阀，安全阀，滤器，泵，其中第二手动截止阀用于当尿素管路中有多余的尿素溶液泄放尿素溶液，泵用于根据SCR系统运行的不同工况适时调整尿素喷射量；
计量单元III中包含：第三手动截止阀，第四手动截止阀，第一气动截止阀，第二气动截 止阀，单向阀，滤器，调压阀，单向阀用于防止尿素溶液进入空气管路，调压阀用于调节吹扫的空气压力。
所述船用柴油机NOX减排装置SCR的尿素喷射系统，尿素泵站II中的滤器和泵为一用一备，确保一组滤器和泵不能工作时，另一组仍可以运行，确保尿素喷射的正常工作。
所述船用柴油机NOX减排装置SCR的尿素喷射方法，包括以下步骤：在SCR系统运行前，打开空气单元I中的手动截止阀及气动截止阀，打开计量单元III中的第三手动截止阀及第一气动截止阀，空气通过空气单元I、计量单元III进入尿素喷嘴，对尿素喷嘴进行空气吹扫，确保SCR系统运行过程中尿素喷嘴的正常工作；
在SCR系统运行过程中，打开尿素泵站II中的第一手动截止阀，泵运行，打开计量单元III中第四手动截止阀、第三手动截止阀及第二气动截止阀，尿素溶液通过尿素泵站II和计量单元III进入尿素喷嘴喷射，若尿素泵站II中的尿素溶液压力过高，开启尿素泵站II中的安全阀并打开第二手动截止阀，使尿素溶液不通过泵而通过第二手动截止阀泄放。
本发明可以根据主机负荷及废气排量自动实时调节尿素喷射量，保证柴油机在不同工况条件下SCR系统运行的稳定性，并可根据实际需要控制压缩空气适时选择吹扫尿素喷射系统，防止喷射系统长时间运行后残余在尿素管路的尿素结晶使管路堵塞，保证尿素喷射系统的安全性。
附图说明
图1是本发明船用柴油机NOX减排装置SCR的尿素喷射系统示意图。
图2是空气单元组成示意图。
图3是尿素泵站组成示意图。
图4是计量单元组成示意图。
具体实施方式
本发明的技术思路是：在SCR系统运行过程中，根据主机废气排量，由SCR控制系统实时控制调节尿素喷射系统中尿素泵的输出流量，用以调节喷射进入混合管的尿素流量。通过调节尿素喷射系统中阀门的开度调节尿素的喷射压力，保证柴油机在SCR系统开启模式下尿素与氮氧化物的充分混合，满足SCR系统工作要求。
下文结合附图详细地描述了本发明的优选实施例。以求更为清楚明白的理解本专利发明的结构和使用过程，但不能以此来限制本专利发明的保护范围。
如图1所示，本发明一种船用柴油机NOX减排装置SCR的尿素喷射系统，包括：空气单元I，尿素泵站II，计量单元III。其中，图2空气单元I中包含：手动截止阀1、5，气动截止阀4，第一调压阀3，第二调压阀7，滤器2，气动三通阀6；图3尿素泵站II中包含：第一手动截止阀1、2、3、5、8，第二手动截止阀7，单向阀4，安全阀6，滤器9，泵10， 第二手动截止阀7用于当尿素管路中有多余的尿素溶液泄放尿素溶液；图4计量单元III中包含：第三手动截止阀1、5、12，第四手动截止阀8、11，第一气动截止阀4、6，第二气动截止阀10，单向阀7，滤器2、9，调压阀3，单向阀7用于防止尿素溶液进入空气管路。
在SCR系统运行前，打开空气单元I中的手动截止阀1、5及气动截止阀4，打开计量单元III中的第三手动截止阀1、5、12及第一气动截止阀4、6，空气通过空气单元I、计量单元III进入尿素喷嘴，对尿素喷嘴进行空气吹扫，确保SCR系统运行过程中尿素喷嘴的正常工作；
在SCR系统运行过程中，打开尿素泵站II中的第一手动截止阀1、2、3、5、8，泵10运行，打开计量单元III中第四手动截止阀8、11、第三手动截止阀12及第二气动截止阀10，尿素溶液通过尿素泵站II和计量单元III进入尿素喷嘴喷射。
空气单元I和计量单元III中，通过调节调压阀3调节吹扫的空气压力。
通过调节尿素泵站II中泵10的输出流量调节尿素的喷射量及喷射压力，根据SCR系统运行的不同工况适时调整尿素喷射量。
在SCR系统运行过程中，若尿素泵站II中的尿素溶液压力过高，为了保护泵10及保证系统的正常运行，安全阀6开启并打开手动截止阀7，尿素溶液不通过泵10通过手动截止阀7泄放。
如果尿素管路中有多余的尿素溶液，打开尿素泵站II中的手动截止阀7泄放尿素溶液。
计量单元III中的单向阀7用于防止尿素溶液进入空气管路。
尿素泵站II中的滤器9和泵10为一用一备，确保一组滤器和泵不能工作时，另一组仍可以运行，确保尿素喷射的正常工作。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种调整、变化和改进，这些调整、变化和改进在不偏离本发明的基本原理和主要特征的情况下都应该落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书限定。

Claims (3)

1.一种船用柴油机NOX减排装置SCR的尿素喷射系统，其特征在于，包括空气单元I、尿素泵站II、计量单元III，
其中，空气单元I中包含：手动截止阀(1、5)，气动截止阀(4)，第一调压阀(3)，第二调压阀(7)，滤器(2)，气动三通阀(6)，调压阀(3)用于调节吹扫的空气压力；
尿素泵站II中包含：第一手动截止阀(1、2、3、5、8)，第二手动截止阀(7)，单向阀(4)，安全阀(6)，滤器(9)，泵(10)，第二手动截止阀(7)用于当尿素管路中有多余的尿素溶液泄放尿素溶液，泵(10)用于根据SCR系统运行的不同工况适时调整尿素喷射量；
计量单元III中包含：第三手动截止阀(1、5、12)，第四手动截止阀(8、11)，第一气动截止阀(4、6)，第二气动截止阀(10)，单向阀(7)，滤器(2、9)，调压阀(3)，单向阀(7)用于防止尿素溶液进入空气管路，调压阀(3)用于调节吹扫的空气压力。
2.根据权利要求1所述船用柴油机NOX减排装置SCR的尿素喷射系统，其特征在于，尿素泵站II中的滤器(9)和泵(10)为一用一备，确保一组滤器和泵不能工作时，另一组仍可以运行，确保尿素喷射的正常工作。
3.根据权利要求1或2所述船用柴油机NOX减排装置SCR的尿素喷射方法，其特征在于，包括以下步骤：
在SCR系统运行前，打开空气单元I中的手动截止阀(1、5)及气动截止阀(4)，打开计量单元III中的第三手动截止阀(1、5、12)及第一气动截止阀(4、6)，空气通过空气单元I、计量单元III进入尿素喷嘴，对尿素喷嘴进行空气吹扫，确保SCR系统运行过程中尿素喷嘴的正常工作；
在SCR系统运行过程中，打开尿素泵站II中的第一手动截止阀(1、2、3、5、8)，泵(10)运行，打开计量单元III中第四手动截止阀(8、11)、第三手动截止阀(12)及第二气动截止阀(10)，尿素溶液通过尿素泵站II和计量单元III进入尿素喷嘴喷射，若尿素泵站II中的尿素溶液压力过高，开启安全阀(6)并打开第二手动截止阀(7)，使尿素溶液不通过泵(10)而通过第二手动截止阀(7)泄放。
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