CN106894867A - 一种船用柴油机nox减排装置scr的旁通阀门及操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种船用柴油机NOX减排装置SCR的旁通阀门及其操作方法，采用气动/手动蝶阀，用于为SCR系统提供运行保障。本发明目的在于，提供SCR系统运行过程中通过旁通阀门的开度调节，保证柴油机排气与反应器内的催化剂在适宜的温度下充分反应，从而实现船用柴油机NOX减排SCR系统反应器正常工作。包括：反应器进口阀(V1)、反应器出口阀(V2)、SCR旁通阀(V3)，增压器旁通阀(V4)、扫气溢流阀(V5)、气缸旁通阀(V6)和安全阀(V7)。通过控制旁通阀门的开闭，使柴油机能迅速的在Tier II和Tier III模式下切换运行，用以满足不同的船舶运行工况。通过调节旁通阀门的开度，调节进入反应器的废气流量，保证在柴油机的不同负荷条件下SCR系统运行的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种船用柴油机NOX减排装置SCR的旁通阀门及操作方法，采用气动/手动蝶阀，用于为SCR系统提供运行保障。
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。催化剂作为SCR系统的重要组成部分，通常将集中布置在SCR系统反应装置内。
SCR系统催化剂通常选用钒系催化剂，具有一定的活性温度。在适宜的温度下，催化剂才能够发生效应使SCR系统工作，因此在SCR系统启动前，必须保证催化剂在适宜温度下。
SCR系统在运行过程中，需根据柴油机负荷及排气温度、流量控制旁通阀门的开度，通过旁通阀门的开度调节，保证柴油机在Tier II和Tier III模式下相互切换运行及排气与反应器内的催化剂在不同工况条件下充分反应。
发明内容
本发明的目的在于，提供SCR系统运行过程中通过旁通阀门的开度调节，保证柴油机排气与反应器内的催化剂在适宜的温度下充分反应，从而实现船用柴油机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的旁通阀门，包括：反应器进口阀、反应器出口阀、SCR旁通阀，增压器旁通阀、扫气溢流阀、气缸旁通阀和安全阀。其中，
反应器进口阀，连接柴油机排气集管和反应器入口管；
反应器出口阀，连接反应器出口管和涡轮增压器入口管；
SCR旁通阀，连接排气集管和涡轮增压器入口管；
增压器旁通阀，连接涡轮增压器入口管和排气管，在SCR系统运行过程中，通过控制调节阀的开度旁通废气量，提高SCR系统的进气温度；
扫气溢流阀，连接反应器出口旁通管和扫气箱，用于实现扫气放气，防止扫气压力波动，使柴油机排气温度稳定，SCR系统运行温度稳定；
气缸旁通阀，连接反应器出口旁通管和扫气箱，通过调节其开度，增加或减少柴油机进气量，调节柴油机排气温度，保证SCR系统运行稳定；
安全阀，连接反应器出口管，在SCR系统运行过程中，当废气管道内废气压力过高，通过打开安全阀泄放废气，实现安全保护作用。
所述的船用柴油机NOX减排装置SCR的旁通阀门，其特征是，旁通阀门中的反应器进口阀、反应器出口阀、SCR旁通阀，增压器旁通阀、扫气溢流阀、气缸旁通阀和安全阀，通过手动/自动控制。
所述船用柴油机NOX减排装置SCR的旁通阀门，设有控制单元，在柴油机废气温度到达SCR系统运行的温度时，SCR系统自动运行，控制单元控制系统中的阀门自动开启/关闭。
如上所述的船用柴油机NOX减排装置SCR的旁通阀门的操作方法，包括以下步骤：
当柴油机在Tier II模式下运行时，关闭反应器进口阀和反应器出口阀，打开SCR旁通阀，废气从排气集管直接进入增压器，通过调节SCR旁通阀和增压器旁通阀开度，调节进入涡轮增压器的废气流量；
当柴油机在Tier III模式下运行时，打开反应器进口阀和反应器出口阀，关闭SCR旁通阀，废气从排气集管至反应器再进入涡轮增压器，通过调节反应器出口阀和增压器旁通阀开度，调节进入涡轮增压器的废气流量。
本发明通过控制旁通阀门的开闭，使柴油机能迅速的在Tier II和Tier III模式下切换运行，以满足不同的船舶运行工况。通过调节旁通阀门的开度，调节进入反应器的废气流量，保证在柴油机的不同负荷条件下SCR系统运行的稳定性。
附图说明
图1是本发明船用柴油机NOX减排装置SCR的旁通阀门的示意图。
具体实施方式
本发明一种船用柴油机NOX减排装置SCR的旁通阀门，在SCR系统运行过程中，通过旁通阀门的开度调节，调节进入反应器的废气流量，保证废气与反应器内的催化剂在不同工况条件下充分反应。
具体而言，本发明的技术原理是：当船舶由工作状态驶入ECA区时，SCR系统启动，废气通过反应器进口阀V1和反应器出口阀V2，旁通进入SCR反应器，与催化剂进行催化还原反应，降低废气中氮氧化物排放，使排出的废气满足Tier III的排放法规标准；当船舶驶离ECA区时，SCR系统关闭，废气通过SCR旁通阀V3直接进入柴油机涡轮增压器，使排出的废气满足Tier II的排放法规标准；
下文参看附图详细地描述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。
图1旁通阀门包含：①反应器进口阀V1，用于连接到柴油机排气集管和反应器入口管；②反应器出口阀V2，用于连接反应器出口管和涡轮增压器入口管；③SCR旁通阀V3，用于连接排气集管和涡轮增压器入口管；④增压器旁通阀V4，用于连接涡轮增压器入口管和排气管，在SCR系统运行过程中，通过控制调节增压器旁通阀V4的开度旁通废气量，提高SCR系统的进气温度；⑤扫气溢流阀V5，用于连接反应器出口旁通管和扫气箱，其功能在于：扫气放气，防止扫气压力波动，使柴油机排气温度稳定，SCR系统运行温度稳定；⑥气缸旁通阀V6，用于连接反应器出口旁通管和扫气箱，通过调节其开度，增加或减少柴油机进气量，调节柴油机排气温度，保证SCR系统运行稳定；⑦安全阀V7，用于连接反应器出口管，在SCR系统运行过程中，如果废气管道内废气压力过高，打开安全阀V7泄放废气，起到安全保护作用。
当柴油机在Tier II模式下运行时，关闭反应器进口阀V1和反应器出口阀V2，打开SCR旁通阀V3，废气从排气集管直接进入增压器，通过调节SCR旁通阀V3和增压器旁通阀V4开度，调节进入涡轮增压器的废气流量；
当柴油机在Tier III模式下运行时，打开反应器进口阀V1和反应器出口阀V2，关闭SCR旁通阀V3，废气从排气集管至反应器再进入涡轮增压器，通过调节反应器出口阀V2和增压器旁通阀V4开度，调节进入涡轮增压器的废气流量。
旁通阀门中的阀门控制柴油机的废气是否排入到SCR系统，并可以改变开度调整通入SCR系统废气量，可手动/自动控制。其中设有控制单元，在柴油机废气温度到达SCR系统运行的温度时，SCR系统自动运行，控制单元控制系统中的阀门自动开启/关闭。
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 (4)
1.一种船用柴油机NOX减排装置SCR的旁通阀门，其特征是，包括：反应器进口阀(V1)、反应器出口阀(V2)、SCR旁通阀(V3)，增压器旁通阀(V4)、扫气溢流阀(V5)、气缸旁通阀(V6)和安全阀(V7)，其中，
反应器进口阀(V1)，连接柴油机排气集管和反应器入口管；
反应器出口阀(V2)，连接反应器出口管和涡轮增压器入口管；
SCR旁通阀(V3)，连接排气集管和涡轮增压器入口管；
增压器旁通阀(V4)，连接涡轮增压器入口管和排气管，在SCR系统运行过程中，通过控制调节阀(V4)的开度旁通废气量，提高SCR系统的进气温度；
扫气溢流阀(V5)，连接反应器出口旁通管和扫气箱，用于实现扫气放气，防止扫气压力波动，使柴油机排气温度稳定，SCR系统运行温度稳定；
气缸旁通阀(V6)，连接反应器出口旁通管和扫气箱，通过调节其开度，增加或减少柴油机进气量，调节柴油机排气温度，保证SCR系统运行稳定；
安全阀(V7)，连接反应器出口管，在SCR系统运行过程中，当废气管道内废气压力过高，通过打开安全阀(V7)泄放废气，实现安全保护作用。
2.根据权利要求1所述的船用柴油机NOX减排装置SCR的旁通阀门，其特征是，旁通阀门中的反应器进口阀(V1)、反应器出口阀(V2)、SCR旁通阀(V3)，增压器旁通阀(V4)、扫气溢流阀(V5)、气缸旁通阀(V6)和安全阀(V7)，通过手动/自动控制。
3.根据权利要求2所述的船用柴油机NOX减排装置SCR的旁通阀门，其特征是，旁通阀门设有控制单元，在柴油机废气温度到达SCR系统运行的温度时，SCR系统自动运行，控制单元控制系统中的阀门自动开启/关闭。
4.根据权利要求1至3之一所述的船用柴油机NOX减排装置SCR的旁通阀门的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
当柴油机在Tier II模式下运行时，关闭反应器进口阀(V1)和反应器出口阀(V2)，打开SCR旁通阀(V3)，废气从排气集管直接进入增压器，通过调节SCR旁通阀(V3)和增压器旁通阀(V4)开度，调节进入涡轮增压器的废气流量；
当柴油机在Tier III模式下运行时，打开反应器进口阀(V1)和反应器出口阀(V2)，关闭SCR旁通阀(V3)，废气从排气集管至反应器再进入涡轮增压器，通过调节反应器出口阀(V2)和增压器旁通阀(V4)开度，调节进入涡轮增压器的废气流量。
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