CN108661758A - Scr供给喷射系统以及船舶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SCR供给喷射系统以及一种船舶，SCR供给喷射系统包括压缩空气供给管路、尿素溶液供给管路以及至少两个喷射部。空气供给管路包括压缩空气进口；尿素溶液供给管路包括尿素溶液进口，尿素溶液供给管路上连接有溢流阀，溢流阀用于使尿素溶液供给管路的压力保持恒定；喷射系统包括压缩空气出口管路、尿素溶液出口管路、喷射部。压缩空气出口管路与压缩空气供给管路连通；尿素溶液出口管路与尿素溶液供给管路连通；喷射部分别与压缩空气出口管路和尿素溶液出口管路连通，喷射部用于将尿素溶液和压缩空气的混合物雾化喷射。本发明的SCR供给喷射系统能够同时用于多个柴油机，同时能够实现较宽流量范围的尿素溶液的精确计量。

Description

SCR供给喷射系统以及船舶
技术领域
本发明属于柴油机废气后处理技术领域，具体地涉及一种SCR(SelectiveCatalytic Reduction)供给喷射系统以及具有该系统的船舶。
背景技术
使用SCR是船用柴油机废气NOX后处理的主流技术。SCR供给喷射系统是SCR系统的核心部套，是实现尿素溶液供给、精确计量及雾化喷射的执行机构。目前，SCR供给喷射系统可公开获得的技术主要集中于车用及电站SCR系统领域，而船用领域虽有所应用，但均沿用车用及电站SCR供给喷射系统设计思路，仅可供一台船用柴油机SCR系统工作所需尿素溶液计量喷射。
车用柴油机所需的尿素溶液流量较小，给料系统通常采用的技术主要有以下两种：1.使用小型往复泵完成尿素溶液的输送并提供一定液体压力，利用液体压力进行雾化喷射，并通过调节喷嘴占空比实现尿素溶液的流量调节；2.使用计量喷射泵对尿素溶液进行输送及计量，通过一定压力的压缩空气完成尿素溶液的雾化喷射。
电站SCR系统所需流量较大，且对溶液计量精度要求不高，目前一般采用大型泵站进行尿素溶液的输送与计量，利用压缩空气辅助方式进行雾化喷射。
而船用柴油机额定功率范围大，所需尿素溶液的流量范围也较宽，且计量精度要求高。现有技术均只针对单台船用柴油机进行尿素溶液的计量喷射，而一艘船舶通常包括一台主机和多台辅机，每套SCR系统均需配备一套SCR供给喷射系统，易造成系统部套过多、占用空间大、增大初期投入成本及后期运行维护难度等问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了至少部分地解决上述问题，根据本发明的第一方面，公开了一种SCR供给喷射系统，包括：
压缩空气供给管路，所述压缩空气供给管路包括：
压缩空气进口，压缩空气从所述压缩空气进口进入；
尿素溶液供给管路，所述尿素溶液供给管路包括：
尿素溶液进口，
其中，所述尿素溶液供给管路上连接有溢流阀，所述溢流阀用于使所述尿素溶液供给管路后端的压力保持恒定；以及
至少两个喷射系统，所述喷射系统包括：
压缩空气出口管路，所述压缩空气出口管路与所述压缩空气供给管路连通；
尿素溶液出口管路，所述尿素溶液出口管路与所述尿素溶液供给管路连通；以及
喷射部，所述喷射部分别与所述压缩空气出口管路和所述尿素溶液出口管路连通，所述喷射部用于将所述尿素溶液和所述压缩空气的混合物雾化喷射。
优选地，所述尿素溶液出口管路和/或所述压缩空气出口管路上设置有用于对所述尿素溶液和/或所述压缩空气的流量进行调节和控制的流量计和比例调节阀。
优选地，所述尿素溶液供给管路上设置有用于从所述尿素溶液进口处抽取所述尿素溶液的离心泵。
优选地，所述尿素溶液供给管路包括尿素溶液回路，所述尿素溶液回路与所述溢流阀相连，所述尿素溶液能够通过所述溢流阀和所述尿素溶液回路返回至所述尿素溶液进口处。
优选地，所述压缩空气供给管路上设置有过滤减压阀和电磁阀，所述压缩空气通过所述过滤减压阀和所述电磁阀后进入所述压缩空气出口管路。
优选地，所述尿素溶液出口管路和/或所述压缩空气出口管路上设置有止回阀。
优选地，所述压缩空气供给管路和/或所述尿素溶液供给管路上设置有压力表以及传感器组件。
优选地，所述的SCR供给喷射系统用于船用柴油机。
根据本发明的第二方面，公开了一种船舶，其特征在于，所述船舶包括如上所述的SCR供给喷射系统，以及船用柴油机。
附图说明
本发明实施方式的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1为根据本发明的一个优选实施方式的SCR供给喷射系统的原理示意图；
图2为图1中的SCR供给喷射系统的内部结构示意图；
图3为图1中的SCR供给喷射系统的尿素溶液回路的示意图；以及
图4为图1中的SCR供给喷射系统的压缩空气供给管路的示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。
图1至图4示例性地示出了根据本发明的一个优选实施方式的SCR供给喷射系统100。SCR供给喷射系统100能够被应用于功率范围在500kW-16000kW的船用柴油机，具体地，在本实施方式中，SCR供给喷射系统100应用于一台1320kW的柴油机和两台550kW的柴油机。但在其他未示出的实施方式中，本发明的SCR供给喷射系统也可应用于其他种类的柴油机。
SCR供给喷射系统100包括槽钢底座8以及设置在槽钢底座8上的压缩空气供给管路9、尿素溶液供给管路以及三个喷射系统。
压缩空气供给管路9包括供压缩空气进入的压缩空气进口A1，压缩空气供给管路9上还设置有过滤减压阀3、电磁阀4和球阀2、，压缩空气通过过滤减压阀3、电磁阀4和球阀2之后从压缩空气供给管路9的连接端A2进入各个喷射系统的压缩空气出口管路。压缩空气供给管路9上还设置有压力表以及传感器组件1。
尿素溶液供给管路供尿素溶液进入的尿素溶液进口B1，尿素溶液供给管路具体地还包括尿素溶液回路10，尿素溶液回路10连接有溢流阀13和止回阀6，尿素溶液能够通过溢流阀13沿尿素溶液回路10经由尿素溶液回流端B2返回至尿素溶液进口B1处。这样，不仅能够保证尿素溶液管路排出的尿素溶液具有稳定的压力值，同时也能够实现多余的尿素溶液的回收利用。尿素溶液管路上还设置有离心泵5，离心泵5用于从尿素溶液进口B1处抽取尿素溶液。尿素溶液管路上还设置有压力表以及传感器组件。
每个喷射系统都包括压缩空气出口管路、尿素溶液出口管路以及喷射部。现以第一喷射系统C1为例进行说明，第二喷射系统C2和第三喷射系统C3的结构与其类似。
第一喷射系统C1的压缩空气出口管路与压缩空气供给管路9连通，第一喷射系统C1的尿素溶液出口管路经由尿素溶液出口端B3与尿素溶液供给管路连通，最终第一喷射系统C1的压缩空气出口管路和尿素溶液出口管路在各自的喷射部12汇合，喷射部12将尿素溶液和压缩空气的混合物雾化并喷射至柴油机。喷射部12具有较高的雾化性能，能够产生较佳的雾化效果，雾化粒径的平均值小于50μm，充分保证了SCR供给喷射系统100的整体性能。多余的尿素溶液会转化为NH3，而本实施方式的SCR供给喷射系统能够精确计量尿素的使用量，因而避免了浪费，那么便能够实现在将NH3泄漏量控制在较小范围内的同时尽可能地提高了NOX的转化率。
在第一喷射系统C1中，在尿素溶液出口管路上设置有流量计7和比例调节阀11，通过PID(Proportion Integration Differentiation)调节对尿素溶液的流量进行控制。由于每个喷射系统中都会设置流量计和比例调节阀，因而SCR供给喷射系统100的多个喷射系统能够将不同浓度和流量的尿素溶液与压缩空气混合并雾化喷射，因而能同时满足三个不同类型的柴油机的需要。
需要说明的是，生产装配本发明的SCR供给喷射系统100时，需根据柴油机的功率、转速、排气温度等参数，确定SCR供给喷射系统100所需要的尿素溶液的流量范围，从而选定离心泵、流量计、喷射部等关键部件的型号。
本实施方式的SCR供给喷射系统100，能够应用于多个不同类型的柴油机，并根据各个柴油机的需要相应地设置尿素溶液的流量等参数。在应用SCR供给喷射系统100后，三台柴油机的SCR系统的NOX的转化率同时达到80％-95％，NOX排放达到TierⅢ标准，能有效减少初期设备投入(约能够减少12％)，并能减少原有SCR设备占用体积(约能够减少15％)。
同时，本发明还包括了一种船舶，包括权利要求书中所限定的任意一种SCR供给喷射系统，以及船用柴油机，船舶的SCR供给喷射系统能够同时应用于船舶的多个船用柴油机。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (9)

1.一种SCR供给喷射系统，其特征在于，包括：
压缩空气供给管路，所述压缩空气供给管路包括：
压缩空气进口，压缩空气从所述压缩空气进口进入；
尿素溶液供给管路，所述尿素溶液供给管路包括：
尿素溶液进口，
其中，所述尿素溶液供给管路上连接有溢流阀，所述溢流阀用于使所述尿素溶液供给管路的后端的压力保持恒定；以及
至少两个喷射系统，所述喷射系统包括：
压缩空气出口管路，所述压缩空气出口管路与所述压缩空气供给管路连通；
尿素溶液出口管路，所述尿素溶液出口管路与所述尿素溶液供给管路连通；以及
喷射部，所述喷射部分别与所述压缩空气出口管路和所述尿素溶液出口管路连通，所述喷射部用于将所述尿素溶液和所述压缩空气的混合物雾化喷射。
2.根据权利要求1所述的SCR供给喷射系统，其特征在于，所述尿素溶液出口管路和/或所述压缩空气出口管路上设置有用于对所述尿素溶液和/或所述压缩空气的流量进行调节和控制的流量计和比例调节阀。
3.根据权利要求1所述的SCR供给喷射系统，其特征在于，所述尿素溶液供给管路上设置有用于从所述尿素溶液进口处抽取所述尿素溶液的离心泵。
4.根据权利要求1所述的SCR供给喷射系统，其特征在于，所述尿素溶液供给管路包括尿素溶液回路，所述尿素溶液回路与所述溢流阀相连，所述尿素溶液能够通过所述溢流阀和所述尿素溶液回路返回至所述尿素溶液进口处。
5.根据权利要求1所述的SCR供给喷射系统，其特征在于，所述压缩空气供给管路上设置有过滤减压阀和电磁阀，所述压缩空气通过所述过滤减压阀和所述电磁阀后进入所述压缩空气出口管路。
6.根据权利要求1所述的SCR供给喷射系统，其特征在于，所述尿素溶液出口管路和/或所述压缩空气出口管路上设置有止回阀。
7.根据权利要求1所述的SCR供给喷射系统，其特征在于，所述压缩空气供给管路和/或所述尿素溶液供给管路上设置有压力表以及传感器组件。
8.根据权利要求1所述的SCR供给喷射系统，其特征在于，所述的SCR供给喷射系统用于船用柴油机。
9.一种船舶，其特征在于，所述船舶包括如权利要求1-8中任一项所述的SCR供给喷射系统，以及船用柴油机。
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