CN110368815A - 钠碱脱硫控制方法、控制装置及脱硫系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种钠碱脱硫控制方法、控制装置及脱硫系统，该方法包括：根据柴油机的负荷信号确定柴油机的燃油消耗率；根据预设的燃油含硫量参数和燃油消耗率确定柴油机在单位时间内的硫氧化物生成量；根据单位时间内的硫氧化物生成量确定碱液设定流量，以及根据柴油机的负荷确定洗涤液设定流量；按照预设时间间隔向碱液供给装置发送碱液设定流量，以及按照预设时间间隔向循环泵组发送洗涤液设定流量，以指示碱液供给装置更新碱液输出流量和指示循环泵组更新洗涤液输出流量。本发明实施例根据柴油机的负荷信号自动确定碱液供给量和洗涤液循环量，并根据规定的排放标准，调整计算参数，使得脱硫处理后的柴油机的排放尾气符合规定要求。

Description

钠碱脱硫控制方法、控制装置及脱硫系统

技术领域

本发明实施例涉及柴油机尾气处理技术领域，尤其涉及一种钠碱脱硫控制方法、控制装置及脱硫系统。

背景技术

船用柴油机钠碱法脱硫控制系统主要完成对钠碱法脱硫系统中碱液供给流量和洗涤液循环量的控制，但是现有的钠碱法脱硫控制系统不能根据柴油机的负荷自动控制碱液供给流量和洗涤液循环量。

发明内容

本发明实施例提供一种钠碱脱硫控制方法、控制装置及脱硫系统，以实现能够根据柴油机的负荷自动控制碱液供给流量和洗涤液流量，以使柴油机尾气排放的硫氧化物符合要求。

第一方面，本发明实施例提供了一种钠碱脱硫控制方法，由用于对柴油发动机的排放尾气进行脱硫控制的控制装置来执行，所述方法包括：

根据柴油机的负荷信号确定柴油机的燃油消耗率；

根据预设的燃油含硫量参数和所述燃油消耗率确定柴油机在单位时间内的硫氧化物生成量；

根据所述单位时间内的硫氧化物生成量确定碱液设定流量，以及根据柴油机的负荷确定洗涤液设定流量；

按照预设时间间隔向碱液供给装置发送所述碱液设定流量，以及按照预设时间间隔向循环泵组发送所述洗涤液设定流量，以指示碱液供给装置更新碱液输出流量和指示循环泵组更新洗涤液输出流量。

第二方面，本发明实施例还提供了一种钠碱脱硫控制装置，所述装置包括：

柴油机参数确定模块，用于根据柴油机的负荷信号确定柴油机的燃油消耗率；

硫氧化物生成量确定模块，用于根据预设的燃油含硫量参数和所述燃油消耗率确定柴油机在单位时间内的硫氧化物生成量；

碱液流量确定模块，用于根据所述单位时间内的硫氧化物生成量确定碱液设定流量，以及按照预设时间间隔向碱液供给装置发送所述碱液设定流量，以指示碱液供给装置更新碱液输出流量；

洗涤液流量确定模块，用于根据柴油机的负荷确定洗涤液设定流量，以及按照预设时间间隔向循环泵组发送所述洗涤液设定流量，以指示循环泵组更新洗涤液输出流量。

第三方面，本发明实施例还提供了一种船用柴油机脱硫系统，包括：碱液供给装置，循环泵组，清水供给装置，废液排放装置，以及本发明任意实施例所述的钠碱脱硫控制装置，其中，

所述碱液供给装置和所述清水供给装置分别连通所述循环泵组，用于向循环泵组输送洗涤液；

所述钠碱脱硫控制装置分别与所述碱液供给装置、所述循环泵、所述清水供给装置以及所述废液排放装置通信连接，用于发送碱液供给量和接收碱液输出流量，发送洗涤液设定流量和接收洗涤液输出流量，发送清水设定流量和接收清水输出流量，以及发送废液设定流量和废液输出流量。

本发明实施例通过采集柴油发动机的负荷信号，根据负荷信号自动计算出进行钠碱脱硫反应所需要的碱液供给量和洗涤液循环量，解决了现有技术中不能根据柴油发动机的负荷确定碱液供给量和洗涤液循环量的问题。通过根据规定的排放标准，调整计算参数，使得脱硫处理后的柴油发动机的排放尾气符合规定要求；通过按照预设时间间隔采集柴油发动机的负荷信号，实现根据负荷信号实时更新脱硫控制所需要的碱液供给量和洗涤液循环量，使得整个脱硫处理过程中所排放的尾气中SOx含量都满足规定排放标准的要求。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种钠碱脱硫控制方法的流程图；

图2是本发明实施例二中的一种钠碱脱硫控制方法的流程图；

图3是本发明实施例三中的一种钠碱脱硫控制方法的流程图；

图4是本发明实施例四中的钠碱脱硫控制装置的结构示意图；

图5是本发明实施例五中的船用柴油机脱硫系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种钠碱脱硫控制方法的流程图，本实施例可适用于根据船舶的柴油发动机自动调整碱液设定流量和洗涤液设定流量的情况，该方法可以由与柴油机的控制装置通信的钠碱脱硫控制装置来执行，该钠碱脱硫控制装置可以采用PLC控制器(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，例如，采用S7-300PLC控制器来执行，如图1所示，该方法具体包括：

S110、根据柴油机的负荷信号确定柴油机的燃油消耗率。

其中，柴油机的负荷是指柴油机当前时刻的输出功率，该负荷信号为电信号。燃油消耗率是指柴油机正常工作时，每输出1kWh能量所消耗的燃油量。柴油机的燃油消耗率与其负荷有着对应关系，通过当前的负荷信号便可以确定与当前负荷对应的燃油消耗率。

本实施例中，考虑到柴油机的负荷信号是变化的，而燃油消耗率是与柴油机的负荷信号相对应的，因而需要动态更新柴油机的负荷信号，以根据柴油机当前的负荷确定最新的燃油消耗率。因而，在确定柴油机的燃油消耗率之前，还包括：按照预设采样间隔采集柴油机的负荷信号。

钠碱脱硫控制装置按照预设的时间间隔采集柴油机的负荷信号，并根据当前的负荷信号确定当前的燃油消耗率。例如，可以按照5分钟的时间间隔来采集柴油机的负荷信号，即每隔5分钟采集一次柴油机的负荷信号，并根据最新的负荷信号确定当前的燃油消耗率。

S120、根据预设的燃油含硫量参数和所述燃油消耗率确定柴油机在单位时间内的硫氧化物生成量。

其中，燃油含硫量参数是指柴油机所使用的柴油的含硫量，在确定了所使用的柴油的油品后，该燃油含硫量参数便已经确定，因而，可以根据所使用的油品信息预先输入该燃油含硫量参数。通过预设的燃油含硫量和柴油机在当前时间段的燃油消耗率，便可以确定柴油机在当前时间段内所消耗的柴油量，进而得到总的硫氧化物生成量。本实施例中，为了统一单位和方便计算，单位时间为一小时，即在计算硫氧化物的生成量时，自动转换成每小时的硫氧化物生成量。

S130、根据所述单位时间内的硫氧化物生成量确定碱液设定流量，以及根据柴油机的负荷确定洗涤液设定流量。

其中，钠碱法脱硫方法的实质是通过碱液中的碱性物与柴油机生成的硫氧化物进行化学反应，将气态的SOx变成硫酸盐沉淀物，从而降低硫氧化物的排放量。因而在确定了单位时间内的硫氧化物生成量后便可以确定单位时间内所需要的碱液供给量，即碱液设定流量。洗涤液设定流量是指脱硫反应过程中单位时间内产生的在循环泵组中流动的洗涤液，即循环泵组每小时输出的洗涤液量。本实施例中，碱液设定流量和洗涤液设定流量均以每小时为单位时间，即碱液设定流量为碱液供给装置每小时应该供给的碱液量，洗涤液设定流量为循环泵组每小时输出的洗涤液量。

S140、按照预设时间间隔向碱液供给装置发送所述碱液设定流量，以及按照预设时间间隔向循环泵组发送所述洗涤液设定流量，以指示碱液供给装置更新碱液输出流量和指示循环泵组更新洗涤液输出流量。

其中，执行本实施例脱硫方法的控制装置与碱液供给装置和循环泵组通信，并按照预置的时钟信号以向碱液供给装置发送碱液设定流量和向循环泵组发送洗涤液设定流量，其中碱液设定流量用于指示碱液供给装置按照该设定流量供给碱液，洗涤液设定流量用于指示循环泵组按照该设定流量进行洗涤液输出。本实施例中，钠碱脱硫控制装置每预设时间间隔采集一次柴油机的负荷信号，因而基于柴油机负荷信号计算得到的碱液设定流量和洗涤液设定流量也需要按照预设时间间隔进行更新，以实现根据柴油机的负荷信号实时调整碱液设定流量和洗涤液设定流量。本实施例中，因为碱液流量和洗涤液流量的计算要求较高的实时性，因而钠碱脱硫控制装置按照预置的时钟信号来确定碱液设定流量和洗涤液设定流量，相邻两个时钟信号的间隔即为预设时间间隔，即在预置的时钟信号到来时，依次运行一次碱液流量和洗涤液流量的计算，并分别与碱液供给装置和循环泵组进行通讯，完成相应信号的交互。

本实施例钠碱脱硫控制方法的工作原理是：定时采集柴油机的负荷信号，根据柴油机的负荷信号确定柴油机在单位时间内的硫氧化物生成量和废气流量，进而确定需要进行化学反应所需要的碱液供给流量，以及所生成的废液的排量，以使得整个系统所排放的尾气经过钠碱脱硫法处理后达到预设的要求。

本实施例的技术方案，根据柴油机的负荷信号，以及所使用的油品确定出柴油机在单位时间内的硫氧化物生成量，进而确定与硫氧化物进行化学反应所需要的碱液供给量，并根据柴油机的负荷确定参与循环的洗涤液流量；根据规定排放标准，调整计算参数，使得按照计算得到的碱液设定流量和洗涤液流量对柴油机排放的尾气进行洗涤处理后，尾气中的SOx含量满足固定排放要求；通过动态更新柴油机的负荷信号，实现根据更新后的负荷信号计算碱液设定流量和洗涤液设定流量，从而实现根据柴油机的负荷动态调整碱液供给量和洗涤液流量，使经过处理后所排放的尾气中SOx含量能够始终满足规定要求。

本实施例中，考虑到通过数字滤波得到的有效采样值，往往不能直接使用，必须把它转换为原量纲的工程值后才能运算、显示、报警等。因而本实施例的钠碱脱硫控制装置中设置有标量转换模块，用来对柴油机负荷和计算出的碱液设定流量、洗涤液设定流量进行标量转换，具体地，在接收到柴油机的负荷信号后，先进行标量转换，钠碱脱硫控制装置根据标量转换后的负荷信号计算碱液设定量流量和洗涤液设定流量；相应地，钠碱脱硫控制装置在确定了碱液设定流量和洗涤液设定流量后，先进行标量转换，将经过标量转换后的值发送至碱液供给装置和循环泵组，碱液供给装置和循环泵组按照指示流量进行相应输出。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种钠碱脱硫控制方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上结合MARPOL Annex VI的排放标准对碱液设定流量和洗涤液设定流量进行了优化，本实施例可适用于根据船舶的柴油机负荷自动调整碱液供给流量和洗涤液流量的情况，该方法具体包括：

S210、根据预设的负荷-燃油消耗率表确定当前负荷所对应的燃油消耗率。

其中，柴油机具有自身的负荷特性，柴油机的负荷特性是指柴油机的转速不变时，柴油机的性能指标随负荷而变化的关系，用曲线形式表示即为负荷特性曲线，用表格形式表示的即为负荷特性表。相应地，负荷-燃油消耗率表即为柴油机的燃油消耗率随负荷变化的关系。

钠碱脱硫控制装置通过查找负荷-燃油消耗率表得到柴油机在当前负荷的燃油消耗率。负荷-燃油消耗率表可以保存在钠碱脱硫控制装置的存储单元中，钠碱脱硫控制装置通过查找该表以确定柴油机在当前负荷的燃油消耗率。

S220、根据当前环境参数修正所述燃油消耗率，其中，所述环境参数至少包括环境温度，冷却水温度和废气背压。

其中，洗涤液在排出循环泵组之前，需要使用海水等液体对洗涤液进行降温、冷却处理，冷却水温度是指对洗涤液进行冷却处理后的冷却水的温度。废气在经过洗涤处理后通常需要进行增压，然后再排放，废气背压是指从增压器排出的废气的压力。本实施例中，根据公式(1)的关系根据环境参数修正燃油消耗率：

当前燃油消耗率＝(((大气压力-0)*0.00027-(废气背压-30)*0.001-(环境温度-25)*0.004+(冷却水进口温度-32)*0.0019)+1)*ISO条件下进气空气质量 (1)

其中，当前燃油消耗率即为修正后的燃油消耗率，单位为kg/kwh；

大气压力为当前环境下的大气压力，单位为mbar；

废气背压为当前环境下洗涤塔的入口压力，单位为mbar；

环境温度为当前环境下的大气温度，单位为℃；

冷却水进口温度为冷却洗涤塔的冷却水的入口温度，单位为℃；

ISO条件下进气空气质量为环境温度25℃、大气压力0mbar条件下柴油机吸入空气的质量，单位为kg/kwh；

下面结合一具体环境对求取当前燃油消耗率进行说明，例如，在某一实施方式中，大气压力为1mbar，废气背压为32mbar，环境温度为35℃，冷却水进口温度为33℃，ISO条件进气空气质量为8.5kg/kwh，则当前燃油消耗率为：

(((1-0)*0.00027-(32-30)*0.001-(35-25)*0.004+(33-32)*0.0019)+1)*8.5＝181.251，即当前燃油消耗率为181.251kg/kwh。

S230、根据预设的燃油含硫量参数和修正后的燃油消耗率确定柴油机在单位时间内的硫氧化物生成量，根据所述单位时间内的硫氧化物生成量确定碱液设定流量。

其中，单位时间内的硫氧化物生成量可按照公式(2)计算：

硫氧化物生成量＝主机油耗*燃料油中S含量/32*126 (2)

式中，燃料油中S含量为燃料油的含硫量，单位为％；

主机油耗按照如下公式确定：

主机油耗＝主机负荷*主机额定功率*当前燃油消耗率/1000 (3)

式中，主机额定功率的单位为kw；

在确定了硫氧化物生成量后，按照如下公式计算得到碱液设定流量，

碱液供给量＝硫氧化物生成量*80/126 (4)

式中，碱液供给量的单位为kg/h。

例如，在上述示例中，主机负荷为80％，主机额定功率为3000w，燃料油中S含量为3.5％，经计算得到的当前燃油消耗率为181.251kg/kwh，则根据公式(3)可知，主机油耗为：80％*3000*181.251/1000＝435kg/h，

再通过公式(2)确定硫氧化物生成量为：

435*3.5％/32*126＝59.9kg/h，

进而通过公式(4)得到当前环境的碱液供给量为：59.9*80/126＝38kg/h。

S240、根据柴油机的负荷确定洗涤液设定流量。

其中，洗涤液设定流量可按照如下公式计算：

洗涤液流量＝主机额定功率*主机负荷/100+55 (5)

式中，洗涤液流量的单位m³/h。

例如，在上述示例中，主机额定功率为3000kw，主机负荷为80％，则根据公式(5)确定当前环境下的洗涤液流量为：3000*80％/100+55＝79m³/h。

S250、按照预设时间间隔向碱液供给装置发送所述碱液设定流量，以及按照预设时间间隔向循环泵组发送所述洗涤液设定流量，以指示碱液供给装置更新碱液输出流量和指示循环泵组更新洗涤液输出流量。

本实施例根据环境参数对柴油机的燃油消耗率进行修正，将柴油机因为冷却、增压等附加环节所消耗的燃油量都得以被计算，得到当前环境下主机的燃油消耗率，并根据修正后的燃油消耗率确定主机在单位时间内的硫氧化物生成量，进而计算得到碱液设定流量；本实施例通过融入环境参数，并结合MARPOL Annex VI的排放标准，对主机的燃油消耗率进行修正，使得燃油消耗率更符合柴油机的实际燃油消耗量，进而计算得到的碱液设定流量更符合实际需求量，进而可以更精确地控制碱液供给装置按照碱液设定流量进行碱液供给，进一步保证了经过钠碱脱硫处理后排放的尾气中SOx含量满足MARPOL Annex VI要求。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种钠碱脱硫控制方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上进行了优化，本实施例可适用于根据船舶的柴油发动机负荷自动调整碱液供给流量和洗涤液流量的情况，该方法具体包括：

S310、根据柴油机的负荷信号确定柴油机的燃油消耗率。

S320、根据预设的燃油含硫量参数和所述燃油消耗率确定柴油机在单位时间内的硫氧化物生成量。

S330、根据所述单位时间内的硫氧化物生成量确定碱液设定流量，以及根据柴油机的负荷确定洗涤液设定流量。

S340、按照预设时间间隔向碱液供给装置发送所述碱液设定流量，以及按照预设时间间隔向循环泵组发送所述洗涤液设定流量，以指示碱液供给装置更新碱液输出流量和指示循环泵组更新洗涤液输出流量。

S350、按照预设时间间隔接收碱液供给装置的碱液输出流量，以及循环泵组的洗涤液输出流量。

其中，碱液供给装置在接收到钠碱脱硫控制装置发送的碱液设定流量后，会调节碱液的输出流量，并将其实际输出的碱液流量反馈给钠碱脱硫控制装置；以及，循环泵组会将其实际输出的洗涤液流量反馈给钠碱脱硫控制装置。

碱液供给装置和循环泵组根据预置的时钟信号向钠碱脱硫控制装置反馈实际输出的碱液供给量和洗涤液流量。可选的，本实施例中，碱液供给装置发送碱液输出流量与循环泵组发送洗涤液输出流量在同一个时钟信号进行，在该时钟信号与下一个时钟信号的间隔内，钠碱脱硫控制装置依次接收碱液输出流量和洗涤液输出流量。本实施例中，考虑到碱液供给装置和循环泵组在调整碱液输出流量和洗涤液输出流量时，需要一定的执行时间，因而，将发送碱液输出流量和洗涤液输出流量，与发送碱液设定流量和洗涤液设定流量，设置在两个时钟内完成，即需要两个时钟完成设定流量信号的发送和实际输出流量信号的接收，这两个时钟信号的间隔可以根据循环泵组和碱液供给泵的状态进行调节，以保证所接收到的碱液输出流量和洗涤液输出流量是已经完成调整的输出流量。

S360、根据所述碱液输出流量和碱液设定流量确定碱液供给泵状态，以及根据所述洗涤液输出流量和洗涤液设定流量确定循环泵状态。

其中，钠碱脱硫控制装置中的碱液流量确定模块计算碱液输出流量与碱液设定流量的差值，并将该差值与预设的碱液流量阈值进行比较，当该差值未超出碱液流量阈值时，表明碱液供给装置实际输出的碱液流量与碱液设定流量的差值超过预设的偏差范围，表明碱液供给泵处于正常状态，相反，则表明碱液供给泵处于非正常状态。同样地，钠碱脱硫控制装置中的洗涤液确定模块计算洗涤液输出流量与洗涤液设定流量的差值，并将该差值与预设的洗涤液流量阈值进行比较，若该差值未超出洗涤液流量阈值，表明循环泵组实际输出的洗涤液流量与洗涤液设定流量的差值超过预设的偏差范围，表明循环泵处于正常状态，否则，则表明循环泵处于非正常状态。

S370、若所述碱液供给泵状态或所述循环泵状态不符合预设要求，则生成第一报警信号。

其中，碱液供给泵状态或循环泵状态不符合预设要求是指碱液供给泵或循环泵处于非正常状态。在碱液供给泵处于非正常状态时，钠碱脱硫控制装置中的碱液流量确定模块会生成第一报警信号，并发送至报警模块进行声和/或光报警，以提示工作人员进行故障排查。同样地，在循环泵处于非正常状态时，钠碱脱硫控制装置中的洗涤液确定模块会生成第一报警信号，并将该报警信号发送至报警模块进行声和/或光报警。

本实施例中，为了进一步确保经过处理后的尾气中的SOx含量符合要求，对废液流量也进行了监控和调节，具体地，

根据所述单位时间内的硫氧化物生成量确定柴油机在单位时间内的废液最小排量；

根据柴油机的当前负荷确定柴油机在单位时间内的冷凝水量，其中，所述冷凝水量为洗涤和冷却废气所需要的水量；

将所述废液最小排量和所述冷凝水量中数值较大的一方确定为废液设定流量，所述废液设定流量用于指示循环泵组更新废液输出流量；

按照预设时间间隔接收循环泵组的废液输出流量；

根据所述废液输出流量和所述废液设定流量，确定所述废水泵状态；

若所述循环泵状态不符合预设要求，则生成第二报警信号。

其中，在确定了单位时间内的硫氧化物生成量后，按照设定的硫酸盐浓度计算出单位时间内的废液最小排量，本实施例中，该设定的硫酸盐浓度为按照 MARPOL Annex VI要求确定的经验值。

废液输出流量与废液设定流量相差超过预设的偏差范围时，表明循环泵的状态不符合要求，通过生成的第二报警信号，指示报警模块进行声和/或光报警。

本实施例通过接收碱液输出流量和洗涤液输出流量，并比较输出流量与设定流量，进而确定碱液供给泵的状态和循环泵的状态，在碱液供给泵或循环泵处于非正常状态时，生成并发送报警信号，指示报警模块进行声和/或光报警，工作人员根据报警信号进行故障排查和维修，以让脱硫系统得以正常工作，使得经脱硫处理后的尾气符合要求。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的钠碱脱硫控制装置的结构示意图，该装置可配置在钠碱脱硫控制系统中，本实施例可适用于通过柴油机的负荷信号自动调节碱液供给量和洗涤液循环量的情况，该脱硫控制装置可以采用PLC控制器，例如，采用S7-300PLC控制器；如图4所示，该装置具体包括：柴油机参数确定模块410，硫氧化物生成量确定模块420，碱液流量确定模块430和洗涤液流量确定模块440，其中，

柴油机参数确定模块410，用于根据柴油机的负荷信号确定柴油机的燃油消耗率；

硫氧化物生成量确定模块420，用于根据预设的燃油含硫量参数和所述燃油消耗率确定柴油机在单位时间内的硫氧化物生成量；

碱液流量确定模块430，用于根据所述单位时间内的硫氧化物生成量确定碱液设定流量，以及按照预设时间间隔向碱液供给装置发送所述碱液设定流量，以指示碱液供给装置更新碱液输出流量；

洗涤液流量确定模块440，用于根据柴油机的负荷确定洗涤液设定流量，以及按照预设时间间隔向循环泵组发送所述洗涤液设定流量，以指示循环泵组更新洗涤液输出流量。

可选的，柴油机参数确定模块410具体用于：

根据预设的负荷-燃油消耗率表确定当前负荷所对应的燃油消耗率；

根据当前环境参数修正所述燃油消耗率，其中，所述环境参数至少包括环境温度，冷却水温度和废气背压。

硫氧化物生成量确定模块420具体用于：根据预设的燃油含硫量参数和修正后的燃油消耗率确定柴油机在单位时间内的硫氧化物生成量。

可选的，该装置还包括：

负荷信号采集模块，用于按照预设采样间隔采集柴油机的负荷信号。

可选的，碱液流量确定模块430具体用于：

根据接收到的碱液输出流量确定碱液供给泵状态，以及在所述碱液供给泵状态不符合预设要求时，生成第一报警信号。

可选的，洗涤液流量确定模块440具体用于：

根据接收到的洗涤液输出流量确定循环泵状态，以及在所述循环泵状态不符合预设要求时，生成第一报警信号。

可选的，该装置还包括废液流量确定模块，该废液流量确定模块具体用于：

根据所述单位时间内的硫氧化物生成量确定柴油机在单位时间内的废液最小排量；

根据柴油机的当前负荷确定柴油机在单位时间内的冷凝水量，其中，所述冷凝水量为洗涤和冷却废气所需要的水量；

将所述废液最小排量和所述冷凝水量中数值较大的一方确定为废液设定流量，所述废液设定流量用于指示循环泵组更新废液输出流量；

按照预设时间间隔接收循环泵组的废液输出流量；

根据所述废液输出流量和所述废液设定流量，确定所述废水泵状态；

若所述循环泵状态不符合预设要求，则生成第二报警信号。

可选的，该装置还包括：

通讯模块，用于与所述碱液供给装置和所述循环泵组的Profibus-DP进行通讯，按照预设时间间隔向碱液供给装置发送所述碱液设定流量和向循环泵组发送所述洗涤液设定流量；以及，按照预设时间间隔接收碱液供给装置的碱液输出流量，和循环泵组的洗涤液输出流量；此外，通讯模块还用于与水质监测单元通讯，以及与烟气分析单元通讯。

报警模块，用于接收所述碱液流量确定模块和所述洗涤液流量确定模块生成的第一报警信号，以及用于接收所述废气流量确定模块生成的第二报警信号，进行声和/或光报警；此外，报警模块还用于对标度变换后高出上限或低于下限的模拟量进行上下限报警，把超过报警限值的数值设置为相应的标志位。报警处理程序采用声光报警控制，有故障产生时，报警灯闪烁，蜂鸣器鸣响。当报警响应按钮按下后，报警灯常亮，同时报警蜂鸣器关闭。故障消除后报警灯灭。其中报警信号包括：碱液输出流量，洗涤液输出流量，烟气进口温度高、烟气出口温度高、烟气进出口压差高、洗涤液PH值低、洗涤液进口压力低、洗涤液出口温度高。

模拟量输入标度变换模块，用于将通过数字滤波得到的采样值变换为原量纲的工程值，并储存变换后的数据，处理的信号包括：主机负荷、环境温度、环境湿度、废气温度、烟气进口温度、烟气出口温度和烟气进出口压差；

模拟量输出标度变换模块，用于将原量纲的工程值变换为通过数字滤波得到的采样值，并输出变换后的数据，处理的信号包括：碱液设定流量、洗涤液设定流量、废液设定流量和清水设定流量。

为了使得钠碱脱硫控制装置能够正常启动和停止，并能够在故障产生时进行停机处理，本实施例钠碱脱硫控制装置还包括以下组成部分：初始化功能模块，正常运行模块，停止模块和故障处理模块，其中，

初始化功能模块存放系统启动前所要求系统初始化的参数，包括：开关指示灯状态位，阀门位置模拟量初始值；在系统上电时执行一次，将其中存放的参数值设置为指定值。

正常运行模块的功能为按照以下时序完成脱硫系统的自动运行：启动冷却水泵、启动洗涤液循环泵、打开烟气洗涤开关阀、关闭烟气洗涤旁通阀、启动碱液供给装置、启动污水处理装置、启动废液排放泵、启动清水供给泵，同时可以在集控室手动控制以上设备，实现手动/自动控制的切换。

停止模块按照以下时序完成脱硫系统的自动停止：打开烟气洗涤旁通阀、关闭烟气洗涤开关阀、停止碱液供给装置、停止洗涤液循环液泵组、停止冷却水泵、停止污水处理装置。

故障处理模块主要用于：读取控制器产生的诊断中断，当控制器的碱液供给装置或循环泵组出现故障时，做出相应的停机处理；机架故障或分布式I/O 的站故障中断，当控制器出现硬件故障时，执行该中断，并做出相应的停机处理；I/O访问错误中断，当控制器的I/O通道出现故障时，执行该中断，并做出相应的停机处理。

本实施例中钠碱脱硫控制装置的控制位置可以在主机的机旁和集控室之间进行转换。在集控室HMI(Human Machine Interface，人机接口)界面中，当选择自动模式时，控制系统控制烟气进口阀打开，烟气旁通阀关闭，同时计算碱液供给量并将碱液供给量设定值发送给碱液供给系统、计算洗涤液流量并将洗涤液流量设定值发送给循环液泵组系统、计算废液排量和清水供给量并将废液排量设定值和清水供给量设定值发送给循环液泵组系统。当选择停止模式时，控制系统控制烟气旁通阀打开，烟气进口阀关闭，停止碱液供给泵、洗涤液循环泵、废水泵、清水供给泵。当选择手动模式时，可以手动打开/关闭烟气阀。同样在机旁控制时，也可以完成上述控制功能。

本发明实施例所提供的钠碱脱硫控制装置可执行本发明任意实施例所提供的钠碱脱硫控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。本实施例中未详尽描述的内容可以参考本发明任意方法实施例中的描述。

实施例五

图5为本发明实施例五提供的船用柴油机脱硫系统的结构示意图，该脱硫系统包括：碱液供给装置510，循环泵组520，清水供给装置530，废液排放装置540和本发明任意实施例提供的钠碱脱硫控制装置550，其中，

所述碱液供给装置510和所述清水供给装置530分别连通所述循环泵组520，用于向循环泵组520输送洗涤液；

所述钠碱脱硫控制装置550分别与所述碱液供给装置510、所述循环泵组 520、所述清水供给装置530以及所述废液排放装置540通信连接，用于发送碱液供给量和接收碱液输出流量，发送洗涤液设定流量和接收洗涤液输出流量，发送清水设定流量和接收清水输出流量，以及发送废液设定流量和废液输出流量。

本实施例中，循环泵组520可以包括洗涤塔和循环罐，柴油发动机排放的尾气首先在洗涤塔与洗涤液混合，再通过循环罐进行钠碱脱硫反应，反应后的洗涤液经由废液缓冲罐缓冲后输出至废液处理装置。

本实施例船用柴油机钠碱法脱硫控制装置需要与主机控制装置进行通信，以采集主机负荷信号；同时与碱液供给装置510、循环泵组520进行通信，根据主机负荷的不同，自动调整碱液供给量、洗涤液循环量，使尾气中SOx含量满足MARPOL Annex VI要求。

本实施例中，在集控室HMI界面中可以实时监测系统状态，如主机负荷、碱液供给装置状态、循环泵组状态、系统当前模式、阀门状态、SO2浓度、CO2 浓度等，还可以对硬件的各个通道状态进行监测。

本实施例脱硫系统具有报警和安保功能。当关键参数达到报警限值时，触发报警，机旁有指示灯显示，同时上位机出现报警信息。当关键参数达到安保限值时，自动切换到停止模式。

本实施例脱硫系统具有一定的故障诊断功能，当出现故障时钠碱脱硫控制装置550可以简单分析出现故障的原因，并显示分析结果。

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 (10)

1.一种钠碱脱硫控制方法，其特征在于，由用于对柴油机的排放尾气进行脱硫控制的控制装置来执行，所述方法包括：

根据柴油机的负荷信号确定柴油机的燃油消耗率；

根据预设的燃油含硫量参数和所述燃油消耗率确定柴油机在单位时间内的硫氧化物生成量；

根据所述单位时间内的硫氧化物生成量确定碱液设定流量，以及根据柴油机的负荷确定洗涤液设定流量；

按照预设时间间隔向碱液供给装置发送所述碱液设定流量，以及按照预设时间间隔向循环泵组发送所述洗涤液设定流量，以指示碱液供给装置更新碱液输出流量和指示循环泵组更新洗涤液输出流量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据柴油机的负荷信号确定柴油机的燃油消耗率，包括：

根据预设的负荷-燃油消耗率表确定当前负荷所对应的燃油消耗率；

根据当前环境参数修正所述燃油消耗率，其中，所述环境参数至少包括环境温度，冷却水温度和废气背压；

相应地，根据预设的燃油含硫量参数和所述燃油消耗率确定柴油机在单位时间内的硫氧化物生成量，包括：

根据预设的燃油含硫量参数和修正后的燃油消耗率确定柴油机在单位时间内的硫氧化物生成量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据柴油机的负荷信号确定柴油机的燃油消耗率之前，还包括：

按照预设采样间隔采集柴油机的负荷信号。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

按照预设时间间隔接收碱液供给装置的碱液输出流量，以及循环泵组的洗涤液输出流量；

根据所述碱液输出流量和碱液设定流量确定碱液供给泵状态，以及根据所述洗涤液输出流量和洗涤液设定流量确定循环泵状态；

若所述碱液供给泵状态或所述循环泵状态不符合预设要求，则生成第一报警信号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述单位时间内的硫氧化物生成量确定柴油机在单位时间内的废液最小排量；

根据柴油机的当前负荷确定柴油机在单位时间内的冷凝水量，其中，所述冷凝水量为洗涤和冷却废气所需要的水量；

将所述废液最小排量和所述冷凝水量中数值较大的一方确定为废液设定流量，所述废液设定流量用于指示循环泵组更新废液输出流量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

按照预设时间间隔接收循环泵组的废液输出流量；

根据所述废液输出流量和所述废液设定流量，确定所述废水泵状态；

若所述循环泵状态不符合预设要求，则生成第二报警信号。

7.一种钠碱脱硫控制装置，其特征在于，所述装置包括：

柴油机参数确定模块，用于根据柴油机的负荷信号确定柴油机的燃油消耗率；

硫氧化物生成量确定模块，用于根据预设的燃油含硫量参数和所述燃油消耗率确定柴油机在单位时间内的硫氧化物生成量；

碱液流量确定模块，用于根据所述单位时间内的硫氧化物生成量确定碱液设定流量，以及按照预设时间间隔向碱液供给装置发送所述碱液设定流量，以指示碱液供给装置更新碱液输出流量；

洗涤液流量确定模块，用于根据柴油机的负荷确定洗涤液设定流量，以及按照预设时间间隔向循环泵组发送所述洗涤液设定流量，以指示循环泵组更新洗涤液输出流量。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述碱液流量确定模块，还用于根据接收到的碱液输出流量确定碱液供给泵状态，以及在所述碱液供给泵状态不符合预设要求时，生成第一报警信号；

所述洗涤液流量确定模块，还用于根据接收到的洗涤液输出流量确定循环泵状态，以及在所述循环泵状态不符合预设要求时，生成第一报警信号。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

通讯模块，用于与所述碱液供给装置和所述循环泵组进行通讯，按照预设时间间隔向碱液供给装置发送所述碱液设定流量和向循环泵组发送所述洗涤液设定流量；以及，按照预设时间间隔接收碱液供给装置的碱液输出流量，和循环泵组的洗涤液输出流量。

报警模块，用于接收所述碱液流量确定模块和所述洗涤液流量确定模块生成的第一报警信号，进行声和/或光报警。

10.一种船用柴油机脱硫系统，其特征在于，包括：碱液供给装置，循环泵组，清水供给装置，废液排放装置，以及权利要求7-9任一项所述的钠碱脱硫控制装置，其中，

所述碱液供给装置和所述清水供给装置分别连通所述循环泵组，用于向循环泵组输送洗涤液；

所述钠碱脱硫控制装置分别与所述碱液供给装置、所述循环泵、所述清水供给装置以及所述废液排放装置通信连接，用于发送碱液供给量和接收碱液输出流量，发送洗涤液设定流量和接收洗涤液输出流量，发送清水设定流量和接收清水输出流量，以及发送废液设定流量和废液输出流量。