CN208138023U - 一种提高船用柴油机排气温度投脱硝的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种提高船用柴油机排气温度投脱硝的系统，包括船用柴油机，船用柴油机排气端通过排气烟道连接选择性催化还原技术SCR反应器；烟道旁路一端连接排气烟道，烟道旁路另一端连接涡轮降压器；涡轮降压器通过烟道连接预燃室进口，预燃室出口通过预燃室出口烟道连接涡轮增压器，涡轮增压器通过旁路烟道连接SCR反应器。本实用新型提供的装置克服了现有技术的不足，通过增加一套同轴调压系统，提高了船用柴油机的排气温度，以达到投运脱硝反应器的要求，即使在高背压小流量的情况下也能保证系统的稳定运行，同时不增加系统能耗。

Description

一种提高船用柴油机排气温度投脱硝的系统

技术领域

本实用新型涉及烟气脱硝技术领域，具体涉及一种提高船用柴油机排气温度以达到投运脱硝反应器的要求的系统。

背景技术

当前，大气污染对人类生活的威胁日益凸显，随着世界船舶数的大量增加，船舶对大气造成的污染也引起了世界各国的广泛关注。据统计，在每年大气污染物所占的比例中，船舶尾气的排放带来的大气污染占整个污染的比例为5％～9％。1997年，国际海事组织在缔约国大会上增添了MARPOL公约，该公约旨在减少船舶对大气造成的污染。NOx是船舶产生的主要气体污染物，2016年，国际海事组织(IMO)强制实施了MARPOL73/78公约附则VI中对NOx排放要求中更为严格的第三层标准，也就是说自此以后在排放控制区(ECA)内航行的船舶所产生的废气排放必须符合这一新的标准。

为了达到减排目标，相关研究人员从机前处理、机内处理和排气后处理三个方面对船用柴油机进行了改进和优化。其中，排气后处理的选择性催化还原技术(SCR)因其脱硝效率高、对柴油机的工作影响小，被广泛应用于降低船用柴油机排气的NOx含量。然而，SCR在船用柴油机排气脱硝方面还面临着诸多问题，主要问题之一就是SCR催化剂的反应温度在250～400℃之间，通常情况下船用柴油机在低负荷时的排气温度达不到适合催化剂反应的最低温度，这将导致脱硝效率降低，达不到规定的船用柴油机排放标准。因此，在低负荷时，提高船用柴油机排气温度，以达到投运SCR脱硝系统的要求就显得很有必要。

现有的提高柴油机排气温度的方法是通过在柴油机尾部烟道中喷入燃料，通过燃料的燃烧增加排气的热量，提高排气温度。由于船用柴油机在运行过程中的排气背压很高(高达0.4MPa)，需要燃料有很高的压头，才能将燃料喷入到柴油机尾部烟道燃烧；另一方面，喷入的燃料流量很小，在高背压流量又很小的情况下，很难保证喷入的燃料能连续稳定燃烧，这就导致系统不能稳定运行，排气温度提升无法保证；此外，在高背压情况下，向排气烟道内喷入燃料需要克服较高的阻力，能耗会增加。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是如何在保证系统稳定运行的前提下，提高船用柴油机的排气温度，以达到投运脱硝反应器的要求。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种提高船用柴油机排气温度投脱硝的系统，其特征在于：包括船用柴油机，船用柴油机排气端通过排气烟道连接选择性催化还原技术SCR反应器；烟道旁路一端连接排气烟道，烟道旁路另一端连接涡轮降压器；涡轮降压器通过烟道连接预燃室进口，预燃室出口通过预燃室出口烟道连接涡轮增压器，涡轮增压器通过旁路烟道连接SCR反应器。

优选地，所述预燃室内设有燃油燃烧器。

优选地，所述涡轮降压器与涡轮增压器同轴连接。

本实用新型在喷燃料的基础上增加一套同轴涡轮调压系统，通过柴油机排气压力带动涡轮运转，进入预燃室的柴油机排气通过涡轮减压，以降低预燃室的高背压情况；另一方面，补燃后排出预燃室的高温烟气通过涡轮增加压力，将提高压力后的高温烟气送入SCR入口与柴油机排气混合提高排气温度，达到投运脱硝的目的。通过增加一套同轴调压系统，一方面避免了克服柴油机排气高背压的能耗，另一方面即使在喷入燃料小流量的情况下也不影响燃料的稳定连续燃烧，有效地保证了船用柴油机排气温度提升达到投运SCR的要求。

本实用新型提供的装置克服了现有技术的不足，提高了船用柴油机的排气温度，以达到投运脱硝反应器的要求，即使在高背压小流量的情况下也能保证系统的稳定运行，同时不增加系统能耗。

附图说明

图1为本实施例提供的提高船用柴油机排气温度投脱硝的系统示意图；

附图标记说明：1-船用柴油机；2-排气烟道；3-烟道旁路；4-涡轮降压器；5-涡轮增压器；6-预燃室进气烟道；7-燃油燃烧器；8-预燃室；9-预燃室出口烟道；10-旁路烟道；11-SCR反应器。

具体实施方式

图1为本实施例提供的提高船用柴油机排气温度投脱硝的系统示意图，所述的提高船用柴油机排气温度投脱硝的系统包括船用柴油机1，船用柴油机1排气端通过排气烟道2连接SCR反应器11，烟道旁路3一端连接排气烟道2，烟道旁路3另一端连接涡轮降压器4，涡轮降压器4通过烟道6连接预燃室8进口，预燃室8出口通过预燃室出口烟道9连接涡轮增压器5，涡轮增压器5通过旁路烟道10连接SCR反应器11。

其中，预燃室8内设有燃油燃烧器7。涡轮降压器4与涡轮增压器5同轴设置。

船用柴油机在低负荷运行时，打开旁通烟道3，使部分船用柴油机1的排气进入涡轮降压器4，通过涡轮降压器4降压后通过烟道6进入预燃室8，在预燃室8中采用燃油燃烧器7燃烧燃油放出热量加热船用柴油机排气，提升船用柴油机排气烟温；烟温提升后的排气通过预燃室出口烟道9进入涡轮增压器5，经过涡轮增压器5升压后通过旁通烟道10进入SCR反应器11与从排气烟道2来的另一路船用柴油机排气混合，从而提高进入SCR反应器11的排气温度，达到投运SCR反应器11的要求，从而降低NOx排放。

其中，系统依靠旁通烟道3中排气的压力推动涡轮降压器4，带动同轴的涡轮增压器5运行；通过涡轮降压器4的作用，使进入预燃室8的排气背压降低，通过涡轮增压器5的作用使从预燃室8排出的气体压力升高，从而达到调节预燃室8内压力的目的，克服了原有系统在高背压小流量情况下燃烧不能稳定运行的问题。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种提高船用柴油机排气温度投脱硝的系统，其特征在于：包括船用柴油机(1)，船用柴油机(1)排气端通过排气烟道(2)连接选择性催化还原技术SCR反应器(11)；烟道旁路(3)一端连接排气烟道(2)，烟道旁路(3)另一端连接涡轮降压器(4)；涡轮降压器(4)通过烟道(6)连接预燃室(8)进口，预燃室(8)出口通过预燃室出口烟道(9)连接涡轮增压器(5)，涡轮增压器(5)通过旁路烟道(10)连接SCR反应器(11)。

2.如权利要求1所述的一种提高船用柴油机排气温度投脱硝的系统，其特征在于：所述预燃室(8)内设有燃油燃烧器(7)。

3.如权利要求1或2所述的一种提高船用柴油机排气温度投脱硝的系统，其特征在于：所述涡轮降压器(4)与涡轮增压器(5)同轴连接。