CN113669906A - 一种碱液柜加热系统及船舶 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及船舶气体排放技术领域，具体公开了一种碱液柜加热系统及船舶。该碱液柜加热系统包括碱液柜、盘管、循环泵和加热单元。碱液柜用于容纳碱液。盘管设置于碱液柜内，以加热碱液。循环泵的入水口与盘管的出口连通，循环泵的排水口与盘管的入口连通，以形成循环管路。加热单元能够加热循环管路内的水。船舶包括上述的碱液柜加热系统。该碱液柜加热系统的盘管能够加热碱液柜内的氢氧化钠溶液，能够使氢氧化钠溶液保持在适宜的温度范围内，避免氢氧化钠溶液温度过低发生结晶，影响使用。而且能够避免氢氧化钠溶液温度过高，导致腐蚀性增强，对碱液柜造成腐蚀破坏，提高了船舶的安全性。
Description
技术领域
本发明属于船舶气体排放技术领域，尤其涉及一种碱液柜加热系统及船舶。
背景技术
为满足船舶气体排放法规的要求，现在船舶上都配置有除硫除氮系统。氢氧化钠溶液作为一种碱性液体，由于其制作简便，成本低，往往被用作除硫除氮系统的中和剂。
在现有的船舶柴油机尾气脱硫系统中，一般配置有碱液柜盛放氢氧化钠溶液。由于氢氧化钠溶液的物理性质，其在温度过低下时会结晶，温度过高时会增强其腐蚀性，从而降低了碱液柜的使用寿命，甚至可能会造成碱液柜漏液等安全隐患。
目前，通过循环泵组将碱液柜内的氢氧化钠溶液泵入加热循环管路中进行循环加热，以完成氢氧化钠溶液的加热、保温。该加热方式存在的问题是：氢氧化钠溶液在长时间循环过程中容易对循环管路造成腐蚀，增加了循环管路漏液的安全隐患，缩短了循环管路的使用寿命，增加了成本。同时，氢氧化钠溶液在循环管路中各部分的温差较大，不利于精确测量和控制加热温度。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种碱液柜加热系统，以减少氢氧化钠溶液对循环管路的腐蚀，提高碱液柜加热系统的安全性。
本发明的另一个目的在于提供一种船舶，以减少氢氧化钠溶液对循环管路的腐蚀，提高碱液柜加热系统以及船舶的安全性。
为达此目的，本发明所采用的技术方案是：
一种碱液柜加热系统，包括：
碱液柜，用于容纳碱液；
盘管，设置于所述碱液柜内，以加热碱液；
循环泵，其入水口与所述盘管的出口连通，所述循环泵的排水口与所述盘管的入口连通，以形成循环管路；
加热单元，被配置为能够加热所述循环管路内的水。
进一步地，所述碱液柜加热系统还包括：
第一传感器，用于测量所述碱液柜内碱液的温度；
所述循环泵被配置为当所述第一传感器测得的温度值低于第一设定值时，开启；或者，当所述第一传感器测得的温度值高于第二设定值时，关闭。
进一步地，所述碱液柜加热系统还包括：
膨胀柜，与所述循环管路连通，用于存储所述循环管路内的水或者向所述循环管路内补充水。
进一步地，所述循环泵具有多个，多个所述循环泵并联于所述循环管路中。
进一步地，所述盘管均布于所述碱液柜的底部。
进一步地，所述加热单元包括：
热交换器，设置于所述循环泵与所述盘管之间，以加热所述循环管路；
蒸汽系统，用于产生高温蒸汽；以及
蒸汽管路，所述蒸汽系统能够通过所述蒸汽管路与所述热交换器连通。
进一步地，所述加热单元还包括：
第二传感器，用于测量所述碱液柜内碱液的温度；
第一调节阀，连通安装于所述蒸汽管路上，所述第一调节阀被配置为当所述第二传感器测得的温度值低于第三设定值时，打开所述蒸汽管路，以使所述蒸汽系统与所述热交换器连通。
进一步地，所述加热单元还包括：
第三传感器，用于测量所述循环管路内的温度；
第二调节阀，连通安装于所述蒸汽管路上，所述第二调节阀被配置为当所述第三传感器测得的温度值高于第四设定值时，调整所述蒸汽管路的开度，以降低蒸汽流量。
进一步地，所述加热单元还包括：
自动疏水阀组，所述热交换器与所述自动疏水阀组沿所述蒸汽管路内蒸汽的流动方向依次安装于所述蒸汽管路上，以排出所述蒸汽管路内的冷凝水。
一种船舶，包括上述的碱液柜加热系统。
本发明的有益效果为：
本发明提出的一种碱液柜加热系统包括碱液柜、盘管、循环泵以及加热单元，循环泵与盘管形成循环管路，加热单元加热循环管路内的水，从而使盘管能够加热碱液柜内的氢氧化钠溶液，使得氢氧化钠溶液保持在适宜的温度范围内，避免氢氧化钠溶液温度过低发生结晶，影响使用。而且能够避免氢氧化钠溶液温度过高，导致腐蚀性增强，对碱液柜造成腐蚀破坏，提高了碱液柜的安全性。
同时，使用盘管对碱液柜内的氢氧化钠溶液加热，能够使碱液柜内保持温度均衡。相对于将氢氧化钠溶液通过循环管路进行循环加热，本发明的碱液柜加热系统能够避免氢氧化钠溶液对循环管路造成腐蚀，提高了碱液柜加热系统的安全性。此外，还能够避免氢氧化钠溶液在循环管路中各部分的温差过大，有利于精确测量氢氧化钠溶液的实际温度。
本发明提出的一种船舶包括上述的碱液柜加热系统，能够使氢氧化钠溶液保持在适宜的温度范围内，避免氢氧化钠溶液温度过低发生结晶，影响使用。而且能够避免氢氧化钠溶液温度过高，导致腐蚀性增强，对碱液柜造成腐蚀破坏，提高了船舶的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的碱液柜加热系统的管路分布示意图。
图中部件名称和标号如下：
1、碱液柜；2、循环泵；3、盘管；4、第一传感器；5、膨胀柜；
6、加热单元；61、热交换器；62、蒸汽系统；63、蒸汽管路；64、第二传感器；65、第一调节阀；66、第三传感器；67、第二调节阀；68、蒸汽滤器；69、自动疏水阀组。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。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。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本实施例公开了一种船舶，在船舶的柴油机尾气脱硫系统中，一般配置有碱液柜1盛放氢氧化钠溶液。由于氢氧化钠溶液在温度过低下时会结晶，温度过高时会增强其腐蚀性，一般通过加热系统对氢氧化钠溶液进行加热保温，使氢氧化钠溶液始终处于适宜的温度范围内。
现有的加热系统中，通过循环泵将碱液柜1内氢氧化钠溶液泵入加热循环管路中进行循环加热。由于氢氧化钠溶液在长时间循环过程中容易对循环管路造成腐蚀，增加了循环管路漏液的安全隐患，缩短了循环管路的使用寿命。同时，氢氧化钠溶液在循环管路中各部分的温差较大，不利于精确测量和控制加热温度。
为解决上述问题，如图1所示，本实施例还公开了一种碱液柜加热系统，该碱液柜加热系统包括碱液柜1、盘管3、循环泵2和加热单元6。碱液柜1用于容纳碱液(氢氧化钠溶液)。盘管3设置于碱液柜1内，以加热碱液。循环泵2的入水口与盘管3的出口连通，循环泵2的排水口与盘管3的入口连通，以形成循环管路。加热单元6能够加热循环管路内的水。
需要说明的是，本实施例的循环管路内的流动介质为水，容易获取，成本极低。而且，水不会对循环管路造成腐蚀。即使循环管路发生泄漏，水也不会对循环管路周围的环境或船舶的船体造成污染或损伤，安全性较高。当然，循环管路内的流动介质还可以为其他能够实现热传导的溶液等。
在本实施例中，循环泵2与盘管3通过管道相连，并形成循环管路，盘管3能够加热碱液柜1内的氢氧化钠溶液，使得氢氧化钠溶液保持在适宜的温度范围内，避免氢氧化钠溶液温度过低发生结晶，影响使用。而且能够避免氢氧化钠溶液温度过高，导致腐蚀性增强，对碱液柜1造成腐蚀破坏，提高了碱液柜1的安全性。
此外，相对于将现有的加热系统将氢氧化钠溶液通过循环管路进行循环加热，本实施例的碱液柜加热系统中，氢氧化钠溶液无需与循环管路中的管道发生接触，能够避免氢氧化钠溶液对循环管路造成腐蚀，提高了碱液柜加热系统的安全性。此外，能够避免氢氧化钠溶液在循环管路中各部分的温差过大，方便精确测量氢氧化钠溶液的实际温度，从而调整氢氧化钠溶液的加热温度。
优选地，循环泵2具有多个，多个循环泵2并联于循环管路中。当循环管路开启循环时，只需开启一个循环泵2即可。其他循环泵2处于关闭状态，作为备用泵，实现了循环泵2的冗余设计，提高了循环管路的可靠性。
本实施例的循环泵2具有两个。当然，循环泵2的数量还可以为三个或四个以上。
由于水的热胀冷缩的特性，为保证水在循环管路内顺畅流动，如图1所示，碱液柜加热系统还包括膨胀柜5，膨胀柜5位于循环管路的上方，膨胀柜5的底端与循环管路连通，以存储循环管路内的水。膨胀柜5的顶端敞口设置，使得循环管路与外部大气压连通。当水受热膨胀时，部分水能够进入膨胀柜5内，避免循环管路内的水压过高。当水温度下降体积收缩时，膨胀柜5内的水重新进入循环管路内。
同时，膨胀柜5通过开关阀与外部的水箱连通，能够及时向循环管路内补充水，以补充循环管路内挥发或损耗的水，保证循环管路的加热效果。
如图1所示，碱液柜加热系统还包括第一传感器4，第一传感器4用于测量碱液柜1内碱液的温度，以实时监控氢氧化钠溶液的实际温度槽，从而控制循环泵2的开启或关闭。
具体地，当第一传感器4测得的温度值低于第一设定值时，循环泵2开启，循环管路内的水开始循环。当第一传感器4测得的温度值高于第二设定值时，循环泵2关闭，循环管路内的水停止流动。以避免循环泵2频繁开闭，实现循环泵2的精准控制，降低能耗。
本实施例的第一设定值为20℃，第二设定值为30℃。当碱液柜1内氢氧化钠溶液的温度处于20℃～30℃之间时，循环泵2开启。当然，还可以根据实际的加热需求适应性地调整第一设定值与第二设定值的大小。
需要说明的是，盘管3均布于碱液柜1的底部，以实现碱液柜1内氢氧化钠溶液的均匀加热，避免碱液柜1内温差过大，影响温度测量的准确性。
本实施例的加热单元6包括热交换器61、蒸汽系统62和蒸汽管路63。蒸汽系统62用于产生高温蒸汽，并通过蒸汽管路63与热交换器61连通。热交换器61设置于循环泵2与盘管3之间，以加热循环管路。蒸汽的热量散失较快，能够快速加热经过热交换器61的循环管路内的水，有利于提高加热效率。
为了精确控制碱液柜1内氢氧化钠溶液的温度，加热单元6还包括第二传感器64和第一调节阀65。其中，第二传感器64用于测量碱液柜1内碱液(氢氧化钠溶液)的温度。第一调节阀65连通安装于蒸汽管路63上，并位于热交换器61与蒸汽系统62之间，能够打开或关闭蒸汽管路63。当第二传感器64测得的碱液柜1内氢氧化钠溶液的温度值低于第三设定值时，第一调节阀65打开蒸汽管路63，以使蒸汽系统62与热交换器61连通，从而加热循环管路内的水。
需要说明的是，第三设定值位于第一设定值与第二设定值之间，以保证热交换器61开始加热时，循环泵2已经被打开，循环管路内的水处于循环状态。
具体地，本实施例的第三设定值为28℃。当第二传感器64测得的碱液柜1内氢氧化钠溶液的温度值低于28℃时，循环泵2已被打开，第一调节阀65开启，热交换器61加热循环管路内的水，并通过盘管3加热碱液柜1内的氢氧化钠溶液。随着碱液柜1内的氢氧化钠溶液的温度升高，当第一传感器4测得的温度值高于30℃时，循环泵2关闭，循环管路内的水停止流动，减少对氢氧化钠溶液的加热强度，使碱液柜1进入保温状态。即碱液柜1内的氢氧化钠溶液保持在稳定的温度范围内，避免温度过高产生较强的腐蚀性。
为避免碱液柜1内的氢氧化钠溶液被过度加热，加热单元6还包括第三传感器66和第二调节阀67。第三传感器66连通安装于循环管路中，用于测量循环管路内水的温度。第二调节阀67连通安装于蒸汽管路63上。当第三传感器66测得的温度值高于第四设定值时，第二调节阀67调整蒸汽管路63的开度，以降低蒸汽流量，从而减少进入热交换器61内的蒸汽流量，降低对循环管路的加热强度。
本实施例的第四设定值为48℃，当第三传感器66测得的温度值高于48℃时，第二调节阀67逐步减小开度，从而减少蒸汽流量，直至完全关闭蒸汽管路63。第二调节阀67的调节过程可以根据实际的加热工况进行调整，在此不再进行赘述。
由于本实施例通过蒸汽进行加热，经过热交换器61的蒸汽温度降低会发生冷凝，出现大量冷凝水。如图1所示，加热单元6还包括自动疏水阀组69，热交换器61与自动疏水阀组69沿蒸汽管路63内蒸汽的流动方向依次安装于蒸汽管路63上，以排出蒸汽管路63内的冷凝水。
此外，为了保证蒸汽的清洁度，以保护热交换器61，加热单元6还包括蒸汽滤器68，蒸汽滤器68与热交换器61沿蒸汽管路63内蒸汽的流动方向依次连通安装于蒸汽管路63上。
本实施例的船舶包括上述的碱液柜加热系统，能够使氢氧化钠溶液保持在适宜的温度范围内，避免氢氧化钠溶液温度过低发生结晶，影响使用。而且能够避免氢氧化钠溶液温度过高，导致腐蚀性增强，对碱液柜1造成腐蚀破坏，提高了船舶的安全性。
以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种碱液柜加热系统，其特征在于，包括：
碱液柜(1)，用于容纳碱液；
盘管(3)，设置于所述碱液柜(1)内，以加热碱液；
循环泵(2)，其入水口与所述盘管(3)的出口连通，所述循环泵(2)的排水口与所述盘管(3)的入口连通，以形成循环管路；
加热单元(6)，被配置为能够加热所述循环管路内的水。
2.根据权利要求1所述的碱液柜加热系统，其特征在于，所述碱液柜加热系统还包括：
第一传感器(4)，用于测量所述碱液柜(1)内碱液的温度；
所述循环泵(2)被配置为当所述第一传感器(4)测得的温度值低于第一设定值时，开启；或者，当所述第一传感器(4)测得的温度值高于第二设定值时，关闭。
3.根据权利要求1所述的碱液柜加热系统，其特征在于，所述碱液柜加热系统还包括：
膨胀柜(5)，与所述循环管路连通，用于存储所述循环管路内的水或者向所述循环管路内补充水。
4.根据权利要求1所述的碱液柜加热系统，其特征在于，所述循环泵(2)具有多个，多个所述循环泵(2)并联于所述循环管路中。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的碱液柜加热系统，其特征在于，所述盘管(3)均布于所述碱液柜(1)的底部。
6.根据权利要求1所述的碱液柜加热系统，其特征在于，所述加热单元(6)包括：
热交换器(61)，设置于所述循环泵(2)与所述盘管(3)之间，以加热所述循环管路；
蒸汽系统(62)，用于产生高温蒸汽；以及
蒸汽管路(63)，所述蒸汽系统(62)能够通过所述蒸汽管路(63)与所述热交换器(61)连通。
7.根据权利要求6所述的碱液柜加热系统，其特征在于，所述加热单元(6)还包括：
第二传感器(64)，用于测量所述碱液柜(1)内碱液的温度；
第一调节阀(65)，连通安装于所述蒸汽管路(63)上，所述第一调节阀(65)被配置为当所述第二传感器(64)测得的温度值低于第三设定值时，打开所述蒸汽管路(63)，以使所述蒸汽系统(62)与所述热交换器(61)连通。
8.根据权利要求6所述的碱液柜加热系统，其特征在于，所述加热单元(6)还包括：
第三传感器(66)，用于测量所述循环管路内的温度；
第二调节阀(67)，连通安装于所述蒸汽管路(63)上，所述第二调节阀(67)被配置为当所述第三传感器(66)测得的温度值高于第四设定值时，调整所述蒸汽管路(63)的开度，以降低蒸汽流量。
9.根据权利要求6所述的碱液柜加热系统，其特征在于，所述加热单元(6)还包括：
自动疏水阀组(69)，所述热交换器(61)与所述自动疏水阀组(69)沿所述蒸汽管路(63)内蒸汽的流动方向依次安装于所述蒸汽管路(63)上，以排出所述蒸汽管路(63)内的冷凝水。
10.一种船舶，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的碱液柜加热系统。
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- 2021-08-26 CN CN202110989059.8A patent/CN113669906A/zh active Pending
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