CN109707489A

CN109707489A - 一种船用scr控制系统

Info

Publication number: CN109707489A
Application number: CN201811608678.2A
Authority: CN
Inventors: 臧志成; 蔡鹏伟; 张会会; 邹海平
Original assignee: Kailong High Technology Co Ltd
Current assignee: Kailong High Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2019-05-03

Abstract

本发明公开一种船用SCR控制系统，包括：船用SCR喷射控制器、排温温度传感器、氮氧传感器、比例阀、尿素喷枪、安全控制器、大气旁通阀、SCR前旁通阀、SCR后旁通阀、压差传感器以及吹灰阀；所述船用SCR喷射控制器用于根据排温温度传感器采集的排气温度、前后氮氧传感器数值、发动机转速油耗在内的信息，通过调取标定的MAP喷射量计算出初始喷射量，控制比例阀、尿素喷枪工作，并实时通过前后氮氧传感器反馈的实际转换效率进行PID修正初始喷射量。本发明能够灵活计算喷射量，能长效满足氮氧处理要求；自动监控船用SCR系统，减少人力；根据实际状况自动吹灰；采用触摸显示屏，便于信息的直观显示和相关功能的手动控制。

Description

一种船用SCR控制系统

技术领域

本发明涉及SCR控制领域，尤其涉及一种船用SCR控制系统。

背景技术

根据国际海事组织(IMO)2008年10月通过的MAPOL附录VI修正案，该修正案要求2016年1月1日及以后建造的船舶柴油机的排放要求必须符合TierⅢ标准。而增加尾气处理装置是最为有效的控制方式。但是，由于船舶发动机体量大、排气高，在SCR系统催化器或者部件出现问题情况下，并不能保障船用SCR系统正常工作，亟待解决；而且无法灵活计算喷射量，不能长效满足氮氧处理要求。

发明内容

本发明的目的在于通过一种船用SCR控制系统，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种船用SCR控制系统，该系统包括船用SCR喷射控制器、排温温度传感器、氮氧传感器、比例阀、尿素喷枪、安全控制器、大气旁通阀、SCR前旁通阀、SCR后旁通阀、压差传感器以及吹灰阀；所述船用SCR喷射控制器用于根据但不限于排温温度传感器采集的排气温度、前后氮氧传感器数值、发动机转速油耗在内的信息，通过调取标定的MAP喷射量计算出初始喷射量，控制比例阀、尿素喷枪工作，并实时通过前后氮氧传感器反馈的实际转换效率进行PID修正初始喷射量；所述安全控制器与船用SCR系统通讯连接，用于获取当前SCR故障，在所述SCR故障达到设定的严重等级时，控制大气旁通阀打开，并在大气旁通阀打开后控制安装在SCR催化器前后的SCR前旁通阀和SCR后旁通阀关闭；所述大气旁通阀安装于SCR催化器，用于在SCR催化器发生堵塞时，排出废气；所述压差传感器用于采集SCR催化器的内部压差，输出给安全控制器；所述吹灰阀用于在安全控制器判定所述SCR催化器的内部压差大于设定值时，根据安全控制器的控制指令，执行吹灰操作；所述高压气源通过空气滤清器为大气旁通阀、SCR前旁通阀、SCR后旁通阀提供气压。

特别地，所述船用SCR控制系统还包括触摸显示屏；所述触摸显示屏与安全控制器连接，一方面用于显示但不限于前后氮氧数值、尿素喷射量、转化效率、排气温度、SCR故障信息、大气旁通阀的状态信息、SCR前旁通阀的状态信息、SCR后旁通阀的状态信息、吹灰阀的状态信息，另一方用于手动控制但不限于大气旁通阀、SCR前旁通阀、SCR后旁通阀、吹灰阀的开闭，且手动控制各阀门时具有互锁机制。

特别地，所述安全控制器通过CAN、RS485或RS232与船用SCR系统通信。

特别地，所述安全控制器还用于：在船用SCR系统的运行时间达到设定吹灰周期时，控制吹灰阀执行吹灰操作。

特别地，所述船用SCR控制系统还包括直流电源，所述直流电源与安全控制器连接。

特别地，所述直流电源采用直流稳压电源。

特别地，所述船用SCR喷射控制器、直流电源、安全控制器安装在安全控制柜内。

特别地，所述安全控制柜上设置有声光指示灯；在所述船用SCR系统发生故障时，安全控制器控制声光指示灯发出声光报警，提醒用户查看故障。

特别地，所述触摸显示屏还用于保存但不限于前后氮氧数值、尿素喷射量、转化效率、排气温度、SCR故障信息、大气旁通阀的状态信息、SCR前旁通阀的状态信息、SCR后旁通阀的状态信息、吹灰阀的状态信息，并生成对应文档供用户查看。

本发明提出的船用SCR控制系统优点如下：一、喷射量计算灵活，能长效满足氮氧处理要求；二、能够自动监控船用SCR系统，当船用SCR系统出现故障时，安全控制自动运行，减少人力检测；三、根据实际状况自动吹灰；四、采用触摸显示屏，便于信息的直观显示和相关功能的手动控制；五、采用独立直流电源，保证船用SCR系统失效时，安全控制器能继续工作；六、能够对故障信息、阀门状态信息等进行及时保存，并生成对应文档如Excel等，供用户直接导出。

附图说明

图1为本发明实施例提供的船用SCR控制系统结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的船用SCR控制系统结构示意图。

本实施例中船用SCR控制系统包括船用SCR喷射控制器101、排温温度传感器102、氮氧传感器103、比例阀104、尿素喷枪105、安全控制器106、大气旁通阀、SCR前旁通阀、SCR后旁通阀、压差传感器以及吹灰阀；所述船用SCR喷射控制器101用于根据但不限于排温温度传感器102采集的排气温度、前后氮氧传感器103数值、发动机转速油耗在内的信息，通过调取标定的MAP喷射量计算出初始喷射量，控制比例阀104、尿素喷枪105工作，并实时通过前后氮氧传感器103反馈的实际转换效率进行PID修正初始喷射量；所述安全控制器106与船用SCR系统107通讯连接，用于获取当前SCR故障，在所述SCR故障达到设定的严重等级时，控制大气旁通阀打开，并在大气旁通阀打开后控制安装在SCR催化器前后的SCR前旁通阀和SCR后旁通阀关闭；所述大气旁通阀安装于SCR催化器，用于在SCR催化器发生堵塞时，排出废气；所述压差传感器用于采集SCR催化器的内部压差，输出给安全控制器106；所述吹灰阀用于在安全控制器106判定所述SCR催化器的内部压差大于设定值时，根据安全控制器106的控制指令，执行吹灰操作。

在本实施例中所述安全控制器106通过CAN、RS485或RS232任一种或其组合与船用SCR系统107通信。在本实施中所述安全控制器106还用于：在船用SCR系统107的运行时间达到设定吹灰周期时，控制吹灰阀执行吹灰操作，从而实现自动进行周期吹灰。

在本实施中所述船用SCR控制系统还包括直流电源，所述直流电源与安全控制器106连接。在本实施中所述直流电源优选直流稳压电源。在本实施中所述船用SCR喷射控制器101、直流电源、安全控制器106安装在安全控制柜内。在本实施例中所述安全控制柜上设置有声光指示灯；在所述船用SCR系统107发生故障时，安全控制器106控制声光指示灯发出声光报警，提醒用户查看故障。

在本实施例中所述船用SCR控制系统还包括触摸显示屏108；所述触摸显示屏108与安全控制器106连接，一方面用于显示但不限于前后氮氧数值、尿素喷射量、转化效率、排气温度、SCR故障信息、大气旁通阀的状态信息、SCR前旁通阀的状态信息、SCR后旁通阀的状态信息、吹灰阀的状态信息，用户可一目了然的了解系统的运行状态；另一方用于手动控制但不限于大气旁通阀、SCR前旁通阀、SCR后旁通阀、吹灰阀的开闭，且手动控制各阀门时具有互锁机制，以防止用户操作不当，导致三个阀门同时关闭或者其他堵塞排气管的情况，以保护发动机。通过触摸显示屏108实现了船用SCR控制系统的自动和手动控制，控制方式灵活。在本实施例中所述触摸显示屏108还用于保存但不限于前后氮氧数值、尿素喷射量、转化效率、排气温度、SCR故障信息、大气旁通阀的状态信息、SCR前旁通阀的状态信息、SCR后旁通阀的状态信息、吹灰阀的状态信息，并生成对应文档如Excel等供用户查看。

具体应用时，所述安全控制器106通过CAN通信模块与船用SCR系统107通信，CAN通信模块基于SAE-1939协议获取船用SCR系统107的故障信息。当船用SCR系统107没有故障且通信正常时，此状态为正常运行状态，安全控制器106控制控制安装在SCR催化器前后的SCR前旁通阀和SCR后旁通阀打开，大气旁通阀关闭。在SCR故障达到设定的严重等级时例如压差超过设定值、SCR系统失效等，需要激活安全控制器106，此时，安全控制器106先打开大气旁通阀，确认打开后，再关闭SCR前旁通阀和SCR后旁通阀，此时废气就会从大气旁通阀中排出，已达到控制尾气流向的作用。同时，声光指示灯会报警，提醒用户查看故障。

对于吹灰机制：船用SCR系统107的运行难免会导致SCR催化器表面附有沉灰，可能会导致SCR催化器内部压差增大，当压差较大时，会导致发动机背压增大，影响发动机动力及使用寿命；吹灰机制功能就是为了避免这种现象发生。安全控制器106实时获取压差传感器数值并判断，当压差大于设定值时，打开吹灰阀，启动吹灰器逐个进行吹灰操作，从而达到了安全的效果。

本发明的技术方案优点如下：一、喷射量计算灵活，能长效满足氮氧处理要求；二、能够自动监控船用SCR系统，当船用SCR系统出现故障时，安全控制自动运行，减少人力检测；三、根据实际状况自动吹灰；四、采用触摸显示屏，便于信息的直观显示和相关功能的手动控制；五、采用独立直流电源，保证船用SCR系统失效时，安全控制器能继续工作；六、能够对故障信息、阀门状态信息等进行及时保存，并生成对应文档如Excel等，供用户直接导出。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种船用SCR控制系统，其特征在于，包括：船用SCR喷射控制器、排温温度传感器、氮氧传感器、比例阀、尿素喷枪、安全控制器、大气旁通阀、SCR前旁通阀、SCR后旁通阀、压差传感器以及吹灰阀；所述船用SCR喷射控制器用于根据但不限于排温温度传感器采集的排气温度、前后氮氧传感器数值、发动机转速油耗在内的信息，通过调取标定的MAP喷射量计算出初始喷射量，控制比例阀、尿素喷枪工作，并实时通过前后氮氧传感器反馈的实际转换效率进行PID修正初始喷射量；所述安全控制器与船用SCR系统通讯连接，用于获取当前SCR故障，在所述SCR故障达到设定的严重等级时，控制大气旁通阀打开，并在大气旁通阀打开后控制安装在SCR催化器前后的SCR前旁通阀和SCR后旁通阀关闭；所述大气旁通阀安装于SCR催化器，用于在SCR催化器发生堵塞时，排出废气；所述压差传感器用于采集SCR催化器的内部压差，输出给安全控制器；所述吹灰阀用于在安全控制器判定所述SCR催化器的内部压差大于设定值时，根据安全控制器的控制指令，执行吹灰操作；所述高压气源通过空气滤清器为大气旁通阀、SCR前旁通阀、SCR后旁通阀提供气压。

2.根据权利要求1所述的船用SCR控制系统，其特征在于，还包括触摸显示屏；所述触摸显示屏与安全控制器连接，一方面用于显示但不限于前后氮氧数值、尿素喷射量、转化效率、排气温度、SCR故障信息、大气旁通阀的状态信息、SCR前旁通阀的状态信息、SCR后旁通阀的状态信息、吹灰阀的状态信息，另一方用于手动控制但不限于大气旁通阀、SCR前旁通阀、SCR后旁通阀、吹灰阀的开闭，且手动控制各阀门时具有互锁机制。

3.根据权利要求1所述的船用SCR控制系统，其特征在于，所述安全控制器通过CAN、RS485或RS232与船用SCR系统通信。

4.根据权利要求1所述的船用SCR控制系统，其特征在于，所述安全控制器还用于：在船用SCR系统的运行时间达到设定吹灰周期时，控制吹灰阀执行吹灰操作。

5.根据权利要求1所述的船用SCR控制系统，其特征在于，还包括直流电源，所述直流电源与安全控制器连接。

6.根据权利要求5所述的船用SCR控制系统，其特征在于，所述直流电源采用直流稳压电源。

7.根据权利要求5所述的船用SCR控制系统，其特征在于，所述船用SCR喷射控制器、直流电源、安全控制器安装在安全控制柜内。

8.根据权利要求1至7之一所述的船用SCR控制系统，其特征在于，所述安全控制柜上设置有声光指示灯；在所述船用SCR系统发生故障时，安全控制器控制声光指示灯发出声光报警，提醒用户查看故障。

9.根据权利要求2至所述的船用SCR控制系统，其特征在于，所述触摸显示屏还用于保存但不限于前后氮氧数值、尿素喷射量、转化效率、排气温度、SCR故障信息、大气旁通阀的状态信息、SCR前旁通阀的状态信息、SCR后旁通阀的状态信息、吹灰阀的状态信息，并生成对应文档供用户查看。