CN110302642A - 船舶废气脱硫系统的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种船舶废气脱硫系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：根据船舶航行区域，选择船舶废气脱硫系统运行于开环模式或闭环模式；根据柴油机的功率、负荷、燃油含硫量来计算洗涤水流量的预设值并据此对船舶废气进行洗涤水喷淋，再采集CEMS数据来计算S/C，根据S/C的高低确定是否改变洗涤水流量；若船舶废气脱硫系统运行于闭环模式，根据柴油机功率、负荷、燃油含硫量来计算碱液添加流量的预设值并据此向缓冲罐添加碱液，再测定缓冲罐中碱液的pH，根据pH的高低确定是否改变碱液添加流量。上述控制方法，洗涤水流量和碱液添加流量独立计算分别调整，船舶废气脱硫系统稳定，波动性小。

Description

船舶废气脱硫系统的控制方法
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种船舶废气脱硫系统的控制方法。
背景技术
随着经济全球化及船舶行业的快速发展，全球船舶吨位不断增加，随之而来的是船舶柴油机废气的排放量迅速增加。船舶废气排放对全球大气污染及人类健康造成的危害极大，对此，国际海事组织批准的MARPOL73/78公约附则Ⅵ－《防止船舶造成大气污染规则》中规定，航行在ECA(排放控制区)的船只，必须燃烧含硫量等于或小于0.1％(m/m)的低硫燃油，或船舶使用经批准的减排技术，使SO2排放等效于燃烧等于或小0.1％的低硫燃油。相比于燃烧高硫油，船舶燃烧低硫油将使船舶额外增加70％的燃油费用，因此船舶航行过程中主要燃烧高硫油。
为满足较高的SO2脱除要求，通常采用湿法脱硫技术，该技术是现阶段比较成熟的高效船舶尾气脱硫方法。目前，湿法船舶废气脱硫系统的控制主要根据柴油机功率、负荷、含硫量、CEMS(连续式在线烟气分析仪)的测量值、以及缓冲罐PH值，来计算洗涤水流量和碱液添加流量，而后同时对洗涤水流量和碱液添加流量进行调整，而两个参数同时调整则容易造成船舶废气脱硫系统的不稳定，以至SO2脱除不达标。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种新型的船舶废气脱硫系统的控制方法，解决现有技术的不足，其可避免洗涤水流量和碱液添加流量同时调整而引起的系统不稳定。
本发明提供一种船舶废气脱硫系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：根据船舶航行区域，选择船舶废气脱硫系统运行于开环模式或闭环模式；根据柴油机的功率、负荷、燃油含硫量来计算洗涤水流量的预设值并据此对船舶废气进行洗涤水喷淋，再采集CEMS数据来计算S/C，根据S/C的高低确定是否改变洗涤水流量；若船舶废气脱硫系统运行于闭环模式，根据柴油机功率、负荷、燃油含硫量来计算碱液添加流量的预设值并据此向缓冲罐添加碱液，再测定缓冲罐中碱液的pH，根据pH的高低确定是否改变碱液添加流量。
进一步地，所述对船舶废气进行洗涤水喷淋步骤包括如下步骤：根据柴油机的功率、负荷、燃油含硫量，来计算洗涤水流量的预设值；根据洗涤水流量的预设值，对船舶废气进行洗涤水喷淋；采集CEMS数据来计算S/C，判断S/C是否低于排放限制值，如果S/C低于排放限制值，则保持洗涤水流量的预设值不变，如果S/C不低于排放限制值，则增大洗涤水流量，再次采集CEMS数据来计算S/C，直至S/C低于排放限制值，调小至洗涤水流量的预设值。
进一步地，所述排放限制值为4.3。
进一步地，所述洗涤水流量是通过PLC控制洗涤水泵来调整的。
进一步地，所述碱液添加步骤包括如下步骤：若脱硫系统运行于闭环模式，根据柴油机功率、负荷、燃油含硫量来计算碱液添加流量预设值；按照所得到的碱液添加流量的预设值，来向缓冲罐添加碱液；测定缓冲罐中碱液的PH，若PH在6.7～7.3之间，保持以碱液添加流量的预设值继续添加，若PH不在6.7～7.3之间，调整碱液添加流量以控制缓冲罐中碱液的PH，直至缓冲罐中碱液的PH达到6.7～7.3之间，再保持以碱液添加流量的预设值继续添加。
进一步地，所述碱液添加流量是通过PLC控制碱液泵来调整的。
进一步地，所述开环模式是使用海水来清洗船舶废气。
进一步地，所述闭环模式是使用封闭的循环清洁水。
本发明的技术方案带来的有益效果是：上述的船舶废气脱硫系统的控制方法，洗涤水流量和碱液添加流量独立计算分别调整，船舶废气脱硫系统稳定，波动性小。
附图说明
图1是船舶废气脱硫系统的控制方法的流程图之一。
图2是船舶废气脱硫系统的控制方法的流程图之二。
图3是船舶废气脱硫系统的控制方法的流程图之三。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
图1是船舶废气脱硫系统的控制方法的流程图之一。如图1所示，本发明的船舶废气脱硫系统的控制方法，包括但不限于以下步骤：
步骤S1，根据船舶航行区域，选择船舶废气脱硫系统运行于开环模式或闭环模式；
步骤S2，根据柴油机的功率、负荷、燃油含硫量来计算洗涤水流量的预设值并据此对船舶废气进行洗涤水喷淋，再采集CEMS数据来计算S/C，根据S/C的高低确定是否改变洗涤水流量；
步骤S3，若船舶废气脱硫系统运行于闭环模式，根据柴油机功率、负荷、燃油含硫量来计算碱液添加流量的预设值并据此向缓冲罐添加碱液，再测定缓冲罐中碱液的pH，根据pH的高低确定是否改变碱液添加流量。
在步骤S1中，船舶废气脱硫系统可运行于开环模式或闭环模式。其中，开环模式是使用海水来清洗船舶废气，海水中天然的化学物质将废气中的硫化物中和以达到脱硫的目的；而闭环模式是使用封闭的循环水，这些水将会用一些碱性物质的水进行处理，例如烧碱，循环水将会被重新循环利用，损失的部分用回添加新的淡水，少量的循环水将会被送到水处理单元处理后再被排放到大海中之前。在船舶废气脱硫系统通常为开环模式和闭环模式两种模式交替使用。
图2是船舶废气脱硫系统的控制方法的流程图之二。参见图2所示，本发明的船舶废气脱硫系统的控制方法的步骤S2，具体包括如下步骤：
步骤S201，根据柴油机的功率、负荷、燃油含硫量，来计算洗涤水流量的预设值；
步骤S202，根据洗涤水流量的预设值，对船舶废气进行洗涤水喷淋；
步骤S203，采集CEMS数据来计算S/C，判断S/C是否低于排放限制值4.3，如果S/C低于4.3，则保持洗涤水流量的预设值不变，如果S/C不低于4.3，则通过PLC控制洗涤水泵增大洗涤水流量，再次采集CEMS数据来计算S/C，直至S/C低于4.3，通过PLC控制洗涤水泵调小至洗涤水流量的预设值。
PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，用于采集、记录湿法船舶废气脱硫系统的运行参数，该运行参数包括洗涤水流量、洗涤水温度、碱液添加流量、碱液温度、洗涤塔出口SO2浓度、洗涤塔出口CO2浓度、洗涤塔入口废气压力、洗涤塔液位、缓冲罐液位、缓冲罐温度、洗涤水泵变频器频率、碱液泵变频器频率，PLC用于控制缓冲罐液位，开环模式和闭环模式切换时的阀门控制。PLC还用于控制船舶废气脱硫系统的安全控制，包括系统参数报警、运行参数报警、设备故障报警以及因不同报警产生的保护连锁动作。洗涤塔液位高报警信号、洗涤塔入口废气压力高报警信号独立于PLC控制系统，该信号将通过硬件控制将脱硫系统旁通。PLC控制变频器分别驱动洗涤水泵和碱液泵。
本发明中S/C(硫碳比)的计算公式为其中THC是TotalHydro Carbons的简称，指排放船舶废气中含有碳氢化合物的总量。
图3是船舶废气脱硫系统的控制方法的流程图之三。参加图3所示，本发明的船舶废气脱硫系统的控制方法的步骤S3，具体包括如下步骤：
步骤S301，若船舶废气脱硫系统运行于闭环模式，根据柴油机功率、负荷、燃油含硫量来计算碱液添加流量预设值；
步骤S302，按照所得到的碱液添加流量的预设值，来向缓冲罐添加碱液；
步骤S303，测定缓冲罐中碱液的PH，若PH在6.7～7.3之间，保持以碱液添加流量的预设值继续添加，若PH不在6.7～7.3之间，通过PLC控制碱液泵调整碱液添加流量以控制缓冲罐中碱液的PH，直至缓冲罐中碱液的PH达到6.7～7.3之间，再保持以碱液添加流量的预设值继续添加。
本发明的船舶废气脱硫系统的控制方法，其将洗涤水流量和碱液添加流量单独计算及控制，根据柴油机功率、负荷、含硫量、CEMS的测量值计算洗涤水流量，根据缓冲罐PH值计算碱液添加流量，分别对其进行控制，避免同时调整两个参数而造成船舶废气脱硫系统的不稳定，在保证系统的动态响应效果的同时保证系统稳态精确控制，确保船舶废气排放达标。
PH通常通过船舶废气脱硫系统中设置PH计进行测量。船舶废气脱硫系统运行于闭环模式，根据柴油机功率、负荷、燃油含硫量计算洗涤水流量和碱液添加流量预设值，通过CEMS测量和PLC来计算S/C，S/C的排放限制值为4.3，如果S/C不小于4.3，则增大洗涤水流量，如果S/C小于4.3，则保持洗涤水流量不变。监测缓冲罐PH，通过PLC判断PH是否大于6.7且小于7.3(PH在6.7和7.3之间近似为中性)，如果是，则保持碱液添加流量不变。如果PH大于7.3，则减小碱液添加流量，如果PH小于6.7，则增大碱液添加流量。
本发明的技术方案带来的有益效果是：上述的船舶废气脱硫系统的控制方法，洗涤水流量和碱液添加流量独立计算分别调整，船舶废气脱硫系统稳定，波动性小。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种船舶废气脱硫系统的控制方法，其特征在于；所述控制方法包括如下步骤：
根据船舶航行区域，选择船舶废气脱硫系统运行于开环模式或闭环模式；
根据柴油机的功率、负荷、燃油含硫量来计算洗涤水流量的预设值并据此对船舶废气进行洗涤水喷淋，再采集CEMS数据来计算S/C，根据S/C的高低确定是否改变洗涤水流量；
若船舶废气脱硫系统运行于闭环模式，根据柴油机功率、负荷、燃油含硫量来计算碱液添加流量的预设值并据此向缓冲罐添加碱液，再测定缓冲罐中碱液的pH，根据pH的高低确定是否改变碱液添加流量。
2.如权利要求1所述的船舶废气脱硫系统的控制方法，其特征在于：所述对船舶废气进行洗涤水喷淋步骤包括如下步骤：
根据柴油机的功率、负荷、燃油含硫量，来计算洗涤水流量的预设值；
根据洗涤水流量的预设值，对船舶废气进行洗涤水喷淋；
采集CEMS数据来计算S/C，判断S/C是否低于排放限制值，如果S/C低于排放限制值，则保持洗涤水流量的预设值不变，如果S/C不低于排放限制值，则增大洗涤水流量，再次采集CEMS数据来计算S/C，直至S/C低于排放限制值，调小至洗涤水流量的预设值。
3.如权利要求2所述的船舶废气脱硫系统的控制方法，其特征在于：所述排放限制值为4.3。
4.如权利要求2所述的船舶废气脱硫系统的控制方法，其特征在于：所述洗涤水流量是通过PLC控制洗涤水泵来调整的。
5.如权利要求1所述的船舶废气脱硫系统的控制方法，其特征在于：所述碱液添加步骤包括如下步骤：
若脱硫系统运行于闭环模式，根据柴油机功率、负荷、燃油含硫量来计算碱液添加流量预设值；
按照所得到的碱液添加流量的预设值，来向缓冲罐添加碱液；
测定缓冲罐中碱液的PH，若PH在6.7～7.3之间，保持以碱液添加流量的预设值继续添加，若PH不在6.7～7.3之间，调整碱液添加流量以控制缓冲罐中碱液的PH，直至缓冲罐中碱液的PH达到6.7～7.3之间，再保持以碱液添加流量的预设值继续添加。
6.如权利要求5所述的船舶废气脱硫系统的控制方法，其特征在于：所述碱液添加流量是通过PLC控制碱液泵来调整的。
7.如权利要求1所述的船舶废气脱硫系统的控制方法，其特征在于：所述开环模式是使用海水来清洗船舶废气。
8.如权利要求1所述的船舶废气脱硫系统的控制方法，其特征在于：所述闭环模式是使用封闭的循环清洁水。
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