CN115419494A - 一种设于机舱内的柴油机废气清洁系统 - Google Patents

一种设于机舱内的柴油机废气清洁系统 Download PDF

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赵进龙
朱剑鹏
朱岚劼
李啸峰
柳一点
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卢崇旭
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Abstract

本申请提供一种设于机舱内的柴油机废气清洁系统，包括柴油机、排气管路和清洁装置。柴油机布置在机舱的底部，柴油机上设有进气口和出气口，出气口处布置增压器，废气从增压器排出；进气口处布置压气机，外部气体从压气机进入柴油机。排气管路布置在机舱内，所述排气管路一端连通所述增压器，废气经增压器沿排气管路排出。清洁装置位于所述柴油机的外部，布置在机舱预定区域，所述清洁装置设有进口和出口；所述清洁装置的进口连通所述排气管路另一端，用于接收从所述柴油机排出的废气，废气经所述清洁装置清洁进入所述压气机，并在所述压气机内与外部气体混合进入所述柴油机。本系统具备布置灵活性，避免了船舶因柴油机体积改变尾部线型。

Description

一种设于机舱内的柴油机废气清洁系统
技术领域
本申请涉及废气清洁系统技术领域，具体而言，涉及一种设于机舱内的柴油机废气清洁系统。
背景技术
柴油机广泛应用在船舶中，并通过燃烧燃料为船舶提供推进动力。在柴油机燃烧过程中，会排放出含有氮氧化物等污染物的废气，该废气如果直接排出会严重污染环境。为了满足废气排放法规，柴油机机身上或内部通常集有废气净化装置以降低废气内污染物含量，但是在柴油机机身上或内部集成净化装置会导致整个柴油机体积庞大。由于船舶的舱底部的空间有限，柴油机体积过大就需要改变船舶尾部线型，延长了建造周期，还会影响船舶航速。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种设于机舱内的柴油机废气清洁系统，其在柴油机外部，机舱内布置清洁装置，具备布置灵活性，避免了因柴油机体积改变船舶尾部线型。
本申请提供了一种设于机舱内的柴油机废气清洁系统，包括：
柴油机，布置在机舱的底部，所述柴油机上设有进气口和出气口，所述出气口处布置增压器，废气从所述增压器排出；所述进气口处布置压气机，外部气体从所述压气机进入所述柴油机；
排气管路，布置在所述机舱内，所述排气管路一端连通所述增压器，废气经所述增压器沿所述排气管路排出；
清洁装置，位于所述柴油机的外部，布置在机舱预定区域，所述清洁装置设有进口和出口；所述清洁装置的进口连通所述排气管路另一端，用于接收从所述柴油机排出的废气，废气经所述清洁装置清洁进入所述压气机，并在所述压气机内与外部气体混合进入所述柴油机。
在一种实施方案中，还包括废气锅炉，所述废气锅炉布置在机舱预定平台上，所述排气管路靠近所述清洁装置端设有引流口，所述废气锅炉与所述引流口连通，所述废气锅炉用于收集流经所述引流口的废气。
在一种实施方案中，所述柴油机的出气口与所述增压器之间设第一温度传感器，用于监测所述柴油机内废气温度。
在一种实施方案中，所述排气管路的引流口与所述清洁装置之间设有气动遥控阀，用于控制废气是否流经所述清洁装置。
在一种实施方案中，所述引流口与所述废气锅炉之间布设背压阀，所述背压阀在预设压力时打开，用于自动调节进入所述柴油机的废气量。
在一种实施方案中，所述排气管路靠近所述气动遥控阀处设有第一流量计，用于监控进入所述清洁装置的流量。
在一种实施方案中，靠近所述背压阀设有第二流量计，用于监控流入所述废气锅炉的流量。
在一种实施方案中，所述清洁装置的出口设有第二温度传感器，用于监控从所述清洁装置流入所述压气机内的气体温度。
本申请中的设于机舱内的柴油机废气清洁系统具有的有益效果：
1、通过将清洁装置布置在机舱的柴油机外部，避免了机舱因柴油机体积而改变尾部线型，提高了机舱建造周期，提高了大型柴油机的船舶航速。
2、清洁装置可以对返回的废气进行清洁，以去除废气中杂质，提高回气的清洁度，清洁后的回气与新鲜空气回合后，送回柴油机，由于CO2替代了部分O2，因此柴油机缸内燃烧比较平缓，峰值温度变低，抑制了NOx产生的环境，进而降低NOx的产生，从而满足法规要求。
3、在排气管路中布置废气锅炉，利用柴油机大流量、高温废气进行制造蒸汽，可供应给船舶使用，实现废热回收，达到节能效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为根据本申请实施例示出的一种设于机舱内的柴油机废气清洁系统的结构示意图。
100、柴油机；110、压气机；120、增压器；130、第一温度传感器；200、清洁装置；210、第二温度传感器；300、排气管路；310、引流口；320、气动遥控阀；321、第一流量计；330、背压阀；331、第二流量计；400、废气锅炉。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为根据本申请实施例示出的一种设于机舱内的柴油机废气清洁系统的结构示意图。参见图1，该柴油机废气清洁系统包括柴油机100、排气管路300和清洁装置200。
其中柴油机100布置在机舱的底部，柴油机100上设有进气口和出气口，出气口处布置增压器120，废气从增压器120排出；进气口处布置压气机110，外部气体从压气机110进入柴油机100。
排气管路300布置在所述机舱内，排气管路300一端连通增压器120，废气经增压器120沿所述排气管路排出。
清洁装置200位于柴油机100的外部，布置在机舱预定区域，例如，布置在机舱的四平台上，四平台的位置靠近柴油机100，并且管路少，便于清洁装置200及清洁装置200管路的布置。清洁装置200设有进口和出口，清洁装置200的进口连通排气管路300的另一端，用于接收从柴油机100排出的废气，废气经清洁装置200清洁进入压气机110，并在压气机110内与外部气体混合进入柴油机100。由于清洁装置外置，清洁装置内可采用外部喷入的清洁介质。
在上述实施过程中，通过将原来集成在柴油机上的清洁装置布置在外部，可以布置在机舱的四平台上，再通过外部管路连接清洁装置和柴油机，外部管路布置尽可能短，以实现整个系统的快速响应。本申请设于机舱内的柴油机废气清洁系统可以实现柴油机主机体积固定，机舱无需因为柴油机的大小调整，避免了机舱的设计改进，降低机舱搭建难度，提高船舶航速。
加之，由于清洁装置清洁废气，去除废气中杂质，再将清洁后的废气与外部空气混合后返回到柴油机内，清洁后废气CO2含量高，其替代了部分O2，因此柴油机缸内燃烧比较平缓，峰值温度变低，抑制了NOx产生的环境，进而降低NOx的产生，从而满足法规要求。
基于机舱的结构，现有的柴油机的废气多是清洁后再利用或排放，在一种可能的实施方案中，本申请的设于机舱内的柴油机废气清洁系统还包括废气锅炉400，废气锅炉400布置在机舱预定平台上，例如，布置在机舱的舱棚内。排气管路300靠近清洁装置200端设有引流口310，废气锅炉400与引流口310连通，废气锅炉400用于收集流经引流口310的废气。本申请通过将废气锅炉与柴油机100连通，用于利用柴油机100的废气制造蒸汽，供应船舶上使用，实现能量回收。避免了对部分废气的清洁，实现对废气二次利用。
在一种实施方案中，柴油机100的出气口与增压器120之间设第一温度传感器130，用于监测柴油机100内废气温度，以便了解柴油机工作状况。
在一种实施方案中，排气管路300的引流口310与清洁装置200之间设有气动遥控阀320，用于控制废气是否流经清洁装置200。当本系统工作时，该气动遥控阀320打开，以便废气顺利返回柴油机100。当该系统停止运转时，气动遥控阀320关闭，废气全部进入废气锅炉400。通过设置气动遥控阀320可以随时控制废气流动去向。
在一种实施方案中，引流口310与废气锅炉400之间布设背压阀330，背压阀330在预设压力时打开，用于自动调节进入柴油机100的废气量。在一种实施过程中，在管路内压力小于300mm WC时，背压阀330一直处于关闭状态；当管路内压力大于300mm WC时，背压阀330自动打开以接通管路，气体通过背压阀330进入废气锅炉400。本系统工作时，清洁装置200不工作时，可以关闭气动遥控阀320。在达到预定压力时，背压阀330打开，废气通过引流口310进入废气锅炉400，在废气锅炉内高温废气转为蒸汽以供船舶上使用，实现能量回收利用。
在一种实施方案中，所述排气管路靠近气动遥控阀320处设有第一流量计321，用于监控进入清洁装置200的流量，可以检验整个系统是否正常运行。
在一种实施方案中，靠近背压阀330设有第二流量计331，用于监控流入废气锅炉400的流量。在废气经背压阀330流入废气锅炉400过程中，第二流量计331可以即时监控其流量。
在一种实施方案中，清洁装置200的出口设有第二温度传感器210，用于监控从清洁装置200流入压气机110内的气体温度，以检查清洁装置200是否正常工作。
本申请的设于机舱内的柴油机废气清洁系统的具体工作过程：
废气经柴油机100的增压器120流出，气动遥控阀320打开状态时，废气经气动遥控阀320进入清洁装置200。废气在清洁装置200内被清洁，清洁后的气体经压气机110与外部气体混合后重新进入柴油机100。清洁装置200不工作时，废气可以直接进入废气锅炉400，废气锅炉400利用大流量的高温废气产生蒸汽，供应船舶上使用，实现能量回收的目的。
本申请的清洁系统，经外部清洁介质洗涤，可以重新返回柴油机，由于CO2替代了部分O2，因此柴油机缸内燃烧比较平缓，峰值温度变低，抑制了NOx产生的环境，进而降低NOx的产生，从而满足法规要求。即降低了柴油机燃烧时的氧气含量，实现降低柴油机燃烧时产生的NOx等污染物。同时通过增加废气锅炉，利用柴油机大流量和高温废气制造蒸汽，实现废热回收，达到节能效果，同时在排气管路中布置废气锅炉可供应给船舶使用。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种设于机舱内的柴油机废气清洁系统，其特征在于，包括：
柴油机，布置在机舱的底部，所述柴油机上设有进气口和出气口，所述出气口处布置增压器，废气从所述增压器排出；所述进气口处布置压气机，外部气体从所述压气机进入所述柴油机；
排气管路，布置在机舱内，所述排气管路一端连通所述增压器，废气经所述增压器沿所述排气管路排出；
清洁装置，位于所述柴油机的外部，布置在机舱预定区域，所述清洁装置设有进口和出口；所述清洁装置的进口连通所述排气管路另一端，用于接收从所述柴油机排出的废气，废气经所述清洁装置清洁进入所述压气机，并在所述压气机内与外部气体混合进入所述柴油机。
2.根据权利要求1所述的设于机舱内的柴油机废气清洁系统，其特征在于，还包括废气锅炉，所述废气锅炉布置在机舱预定平台上，所述排气管路靠近所述清洁装置端设有引流口，所述废气锅炉与所述引流口连通，所述废气锅炉用于收集流经所述引流口的废气。
3.根据权利要求1所述的设于机舱内的柴油机废气清洁系统，其特征在于，所述柴油机的出气口与所述增压器之间设第一温度传感器，用于监测所述柴油机内废气温度。
4.根据权利要求2所述的设于机舱内的柴油机废气清洁系统，其特征在于，所述排气管路的引流口与所述清洁装置之间设有气动遥控阀，用于控制废气是否流经所述清洁装置。
5.根据权利要求2所述的设于机舱内的柴油机废气清洁系统，其特征在于，所述排气管路的引流口与所述废气锅炉之间布设背压阀，所述背压阀在预设压力时打开，用于自动调节进入所述柴油机的废气量。
6.根据权利要求4所述的设于机舱内的柴油机废气清洁系统，其特征在于，所述排气管路靠近所述气动遥控阀处设有第一流量计，用于监控进入所述清洁装置的流量。
7.根据权利要求5所述的设于机舱内的柴油机废气清洁系统，其特征在于，靠近所述背压阀设有第二流量计，用于监控流入所述废气锅炉的流量。
8.根据权利要求1所述的设于机舱内的柴油机废气清洁系统，其特征在于，所述清洁装置的出口设有第二温度传感器，用于监控从所述清洁装置流入所述压气机内的气体温度。
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