CN109723525A - 一种scr尿素喷射系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SCR尿素喷射系统，其包含：控制装置、尿素箱、尿素泵、尿素喷射装置、SCR催化反应装置、设于SCR催化反应装置的进口处和出口处的若干个传感器，其中，所述控制装置包含：PLC、与PLC连接的变频器；所述尿素泵连接所述尿素箱和所述尿素喷射装置；所述尿素箱内预装有尿素，尿素通过尿素泵泵入尿素喷射装置；所述传感器包含氮氧化物传感器，该氮氧化物传感器用以采集氮氧化物浓度信息；使用状态下，传感器采集到的浓度信息传送至PLC，PLC能够根据该信息给出尿素喷射量指令并传送至变频器，变频器能够根据尿素喷射量指令控制尿素泵泵出尿素的速度，使尿素通过所述的尿素喷射装置喷入所述SCR催化反应装置内。
Description
技术领域
本发明涉及发动机排放净化处理技术领域，具体涉及一种SCR尿素喷射系统。
背景技术
选择性催化还原技术（SCR）是针对柴油车尾气排放中NOx的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOx还原成N2和H2O。催化剂有贵金属和非贵金属两类。该技术也被广泛应用于柴油机尾气后处理，通过优化喷油和燃烧过程，尽量在机内控制微粒PM的产生，而后在机外处理富氧条件下形成的氮氧化物，及时用车用尿素（车用尿素在一定温度下分解生成氨）对氮氧化物（NOx）进行选择性催化还原，从而达到既节能、又减排的目的。
为了降低NOx的排放，船用柴油机也需要匹配选择性催化还原系统。市场现有的控制系统多针对车用柴油机，直接拿来使用灵活性不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种适合船用的SCR尿素喷射系统，该系统可实现对尿素喷射量的灵活控制。
为了达到上述目的，本发明提供了一种SCR尿素喷射系统，其包含：控制装置、尿素箱、尿素泵、尿素喷射装置、SCR催化反应装置、设于所述SCR催化反应装置的进口处和出口处的若干个传感器，其中，所述控制装置包含：PLC、与PLC连接的变频器；所述的尿素泵连接所述的尿素箱和所述的尿素喷射装置；所述尿素箱内预装有尿素，尿素通过所述尿素泵泵入所述的尿素喷射装置；所述的尿素喷射装置包含喷嘴，尿素通过喷嘴喷射至所述的SCR催化反应装置；所述的传感器包含氮氧化物传感器，该氮氧化物传感器用以采集氮氧化物浓度信息；使用状态下，所述传感器采集到的浓度信息传送至所述PLC，所述PLC能够根据该信息给出尿素喷射量指令并传送至所述变频器，所述变频器能够根据尿素喷射量指令控制所述尿素泵泵出尿素的速度，使尿素通过所述的尿素喷射装置喷入所述SCR催化反应装置内。
较佳地，当所述SCR催化反应装置出口处的氮氧化物浓度信息超过标准时，所述PLC重新给出尿素喷射量指令，直至所述SCR催化反应装置出口处的氮氧化物浓度符合标准。
较佳地，所述的传感器还包含：用于采集所述SCR催化反应装置进口处和出口处温度信息的第一温度传感器，以及用于采集所述SCR催化反应装置进口处和出口处压力信息的压力传感器；所述温度信息和压力信息传送至所述的PLC，所述的PLC能够同时根据所述的温度信息、所述的压力信息及所述的氮氧化物浓度信息给出尿素喷射量指令。
较佳地，所述的尿素箱设有第二温度传感器，用以监测所述尿素箱内尿素溶液的温度。
较佳地，所述的尿素箱设有液位传感器，用以监测所述尿素箱内尿素溶液的存储量。
较佳地，所述控制装置还包含：触摸屏，该触摸屏能够显示所述尿素箱内尿素溶液的温度和存储量。
较佳地，所述的触摸屏还能够显示所述的传感器采集到的信息。
较佳地，所述控制装置还包含：操作面板，该操作面板上设有用于对所述SCR尿素喷射系统进行手动控制的按钮，所述按钮包含尿素泵的起停按钮、故障复位按钮、应急停止按钮。
较佳地，所述SCR尿素喷射系统还包含控制箱，所述PLC安装在该控制箱内，控制箱采用IP55防护等级。
较佳地，所述变频器安装在所述控制箱外，所述变频器也采用IP55防护等级。
有益效果：
本发明的SCR尿素喷射系统能够通过PLC对尿素喷射量进行实时控制，并设有用于手动操作的控制面板，方便船用柴油机在特殊情况下对SCR尿素喷射系统进行手动操作。
附图说明
图1为本发明的SCR尿素喷射系统的示意图。
图2为本发明的SCR尿素喷射系统的控制箱内各部件的示意图。
图3为图1所示SCR尿素喷射系统中操作面板的示意图。
图4为本发明的SCR尿素喷射系统的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图1至图3所示，本发明的SCR尿素喷射系统包含：控制装置、尿素箱、尿素泵、尿素喷射装置、SCR催化反应装置1、设于所述SCR催化反应装置1的进口处和出口处的若干个传感器2。
控制装置可以对尿素喷射系统进行控制，并对其状态参数进行实时监测。控制装置包含PLC（图2中的5），触摸屏14，变频器、操作面板等。PLC是SCR尿素喷射系统的控制核心。触摸屏14用于对SCR尿素喷射系统的状态进行实时的显示，用户可以查看SCR尿素喷射系统状态的实时数据。传感器2采集到的数据信息通过触摸屏14显示。
尿素箱用于存储尿素，并且带有第二温度感器、液位传感器，可以监测尿素溶液的温度和存储量，PLC接收这些数据，并在触摸屏14上显示，使用户掌握尿素溶液的存储量和温度，以便及时补充尿素溶液，调整溶液的温度。
变频器接收PLC的起动、停止命令，起、停尿素泵，并能快速响应对尿素泵的转速控制，具有控制尿素喷射量的作用。尿素泵将尿素传送到尿素喷射装置，尿素喷射装置会将尿素溶液雾化。尿素喷射装置设有喷嘴，尿素通过喷嘴喷入SCR催化反应装置1。使用状态下，传感器2采集的信息传送至PLC，PLC根据传感器2采集的信息给出尿素喷射量指令并传送至变频器，变频器根据尿素喷射量指令控制尿素泵泵出尿素的速度，使给定量的尿素通过尿素喷射装置喷入SCR催化反应装置1内。
传感器2包括第一温度传感器、压力传感器、氮氧化物传感器。SCR催化反应装置1设置在柴油机的排气管道内。
SCR催化反应装置1中包含了一层或多层催化剂，为还原反应提供了良好的场所。SCR催化反应装置1进口处和出口处的第一温度传感器、压力传感器、氮氧化物传感器，可以检测SCR催化反应装置1进、出口处废气温度、SCR催化反应装置1的密封阀前后压差、SCR系统压差、SCR催化反应装置1进、出口处压力、氮氧化物进口处浓度和经过还原处理后出口处的浓度，并将这些数据提供给PLC。当设于SCR催化反应装置1出口处的氮氧化物传感器检测到经过处理的废气仍然超过标准，所述PLC会重新给出尿素喷射量指令，直至排放的废气中氮氧化物含量符合标准。
SCR尿素喷射系统设有控制箱（请参阅图2），PLC安装在控制箱内，控制箱内还包含隔离开关6、电源3、小型断路器4、继电器8、接触器9、端子7等，控制箱采用IP55防护等级。变频器安装在控制箱外，也采用IP55防护等级。因此整套装置具有较高的防护等级。
如图3所示，操作面板含选择开关12、按钮11及指示灯10，操作面板外设有填料函13。选择开关12供用户选择自动或手动控制尿素喷射系统。操作面板提供手动控制尿素泵的起、停，清洗喷嘴，故障复位，应急停止，开关散热风扇等功能，操作面板上的若干个指示灯10具有电源接通、尿素泵运行、故障、清洗等指示功能。
如图4所示，为本发明的SCR尿素喷射系统的工作流程图。机器首先上机自检，若自检不通过，则机器自动报警。自检通过后利用第一温度传感器采集排气管中废气的温度数据，如果温度大于设定值，则此时适合进行尿素喷射，温度数据传送至PLC，由PLC向变频器发出尿素喷射指令，变频器启动尿素泵，使尿素不断喷射，废气进行还原反应。如果尿素不能正常喷射，则机器会自动报警。尿素喷射后，废气已进行还原处理，如果此时设于SCR催化反应装置1出口处的氮氧化物传感器检测到处理后的废气中氮氧化物浓度依然超过指标，则PLC重新发射指令，并调整尿素喷射量，直至排出的废气符合标准。排出的废气符合标准后，尿素喷射停止。如果尿素喷射不能正常停止，系统将自动报警。尿素喷射正常停止后对尿素喷射装置中的喷嘴进行冲洗，无法正常冲洗喷嘴时，机器也会自动报警。喷嘴清洗完成后，系统结束工作。
综上所述，本发明的SCR尿素喷射系统能够通过PLC对尿素喷射量进行实时控制，并设有用于手动操作的控制面板，方便船用柴油机在特殊情况下对SCR尿素喷射系统进行手动操作。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种SCR尿素喷射系统，其特征在于，包含：控制装置、尿素箱、尿素泵、尿素喷射装置、SCR催化反应装置、设于所述SCR催化反应装置的进口处和出口处的若干个传感器，其中，
所述控制装置包含：PLC、与PLC连接的变频器；
所述的尿素泵连接所述的尿素箱和所述的尿素喷射装置；所述尿素箱内预装有尿素，尿素通过所述尿素泵泵入所述的尿素喷射装置；
所述的尿素喷射装置包含喷嘴，尿素通过喷嘴喷射至所述的SCR催化反应装置；
所述的传感器包含氮氧化物传感器，该氮氧化物传感器用以采集氮氧化物浓度信息；
使用状态下，所述传感器采集到的浓度信息传送至所述PLC，所述PLC能够根据该信息给出尿素喷射量指令并传送至所述变频器，所述变频器能够根据尿素喷射量指令控制所述尿素泵泵出尿素的速度，使尿素通过所述的尿素喷射装置喷入所述SCR催化反应装置内。
2.根据权利要求1所述的SCR尿素喷射系统，其特征在于，当所述SCR催化反应装置出口处的氮氧化物浓度信息超过标准时，所述PLC重新给出尿素喷射量指令，直至所述SCR催化反应装置出口处的氮氧化物浓度符合标准。
3.根据权利要求1所述的SCR尿素喷射系统，其特征在于，所述的传感器还包含：用于采集所述SCR催化反应装置进口处和出口处温度信息的第一温度传感器，以及用于采集所述SCR催化反应装置进口处和出口处压力信息的压力传感器；所述温度信息和压力信息传送至所述的PLC，所述的PLC能够同时根据所述的温度信息、所述的压力信息及所述的氮氧化物浓度信息给出尿素喷射量指令。
4.根据权利要求1所述的SCR尿素喷射系统，其特征在于，所述的尿素箱设有第二温度传感器，用以监测所述尿素箱内尿素溶液的温度。
5.根据权利要求1所述的SCR尿素喷射系统，其特征在于，所述的尿素箱设有液位传感器，用以监测所述尿素箱内尿素溶液的存储量。
6.根据权利要求4或5所述的SCR尿素喷射系统，其特征在于，所述控制装置还包含：触摸屏，该触摸屏能够显示所述尿素箱内尿素溶液的温度和存储量。
7.根据权利要求6所述的SCR尿素喷射系统，其特征在于，所述的触摸屏还能够显示所述的传感器采集到的信息。
8.根据权利要求1所述的SCR尿素喷射系统，其特征在于，所述控制装置还包含：操作面板，该操作面板上设有用于对所述SCR尿素喷射系统进行手动控制的按钮，所述按钮包含尿素泵的起停按钮、故障复位按钮、应急停止按钮。
9.根据权利要求1所述的SCR尿素喷射系统，其特征在于，所述SCR尿素喷射系统还包含控制箱，所述PLC安装在该控制箱内，控制箱采用IP55防护等级。
10.根据权利要求9所述的SCR尿素喷射系统，其特征在于，所述变频器安装在所述控制箱外，所述变频器也采用IP55防护等级。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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