WO2024067704A1 - 一种双燃料发动机废气再循环系统 - Google Patents
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Abstract
一种双燃料发动机废气再循环系统，其中循环泵（3）的入口与循环柜（2）的出水口连接，循环泵的出口与冷却装置（4）的入口连接，冷却装置的出口与洗涤塔（1）的第一进水口（A1）连接，洗涤塔的出水口与循环柜的第一进水口（B1）连接，循环柜用于容纳冷却用水，循环泵用于将循环柜中的冷却用水泵入洗涤塔中，冷却装置用于对循环泵从循坏柜中泵出的冷却用水进行冷却，洗涤塔用于接收发动机废气，并接收由冷却装置冷却后的冷却用水，通过冷却用水对废气进行冷却，并将对废气进行冷却后的水排入循环柜中，将冷却后的废气输入到双燃料发动机主机增压器的压气机中。废气再循环系统可以将洗涤塔出口的废气设定温度控制在设定值附近，并实现废气的再利用。
Description
本发明涉及循环技术领域，尤其涉及一种双燃料发动机废气再循环系统。
双燃料发动机在燃气模式下，燃气燃烧后会产生NOx和CO2等废气，若将废气一起排入空气中，容易造成环境污染。
发明内容
本发明提供了一种双燃料发动机废气再循环系统，循环系统可以将洗涤塔出口的废气设定温度控制在设定值附近，并实现废气的再利用。
根据本发明的一方面，提供了一种双燃料发动机废气再循环系统，包括：
洗涤塔、循环柜、冷却装置和循环泵；
循环泵的入口与循环柜的出水口连接，循环泵的出口与冷却装置的入口连接，冷却装置的出口与洗涤塔的第一进水口连接，洗涤塔的出水口与循环柜的第一进水口连接；
循环柜用于容纳冷却用水；
循环泵用于将循环柜中的冷却用水泵入洗涤塔中；
冷却装置用于对循环泵从循坏柜中泵出的冷却用水进行冷却；
洗涤塔用于接收发动机废气，并接收由冷却装置冷却后的冷却用水，通过冷却用水对废气进行冷却，并将对废气进行冷却后的水排入循环柜中，将冷却后的废气输入到双燃料发动机主机增压器的压气机中。
进一步的，双燃料发动机废气再循环系统还包括：
控制装置；
控制装置用于控制循环泵的启动和停止，并获取发动机负荷、废气设定温度以及废气目标率，根据发动机负荷、废气设定温度以及废气目标率确定循环泵所需的转速，并根据所需的转速调节循环泵的转速；其中，废气设定温度为废气冷却后的目标温度，废气目标率为进入洗涤塔的废气量与双燃料发动机排
放的废气总量的比值的目标比值。
进一步的，控制装置用于接收到外部控制系统发送的EGC准备请求信号后启动所述循环泵，并向外部控制系统发送EGC准备中信号，在循环泵达到指定转速后，向外部控制系统发送EGC准备好信号，在接收到外部控制系统发送的EGC运行信号后，根据发动机负荷、废气设定温度以及废气目标率确定循环泵所需的转速，根据所需的转速调节循环泵的转速；
控制装置还用于检测到EGC运行信号撤销后，控制循环泵以指定转速运行，检测到EGC准备请求信号撤销后，控制所述循环泵停止运行。
进一步的，控制装置包括输入模块、输出模块和主控模块；
输入模块用于从外部控制系统获取EGC准备请求信号、EGC运行信号、发动机负荷、废气设定温度以及废气目标率；
主控模块用于控制循环泵的运行状态，并用于根据发动机负荷、废气设定温度以及废气目标率确定循环泵所需的转速；
输出模块用于输出EGC准备中信号、EGC准备好信号以及所需的转速。
进一步的，洗涤塔排气口设置有第一温度传感器；
输入模块还用于获取第一温度传感器测得的洗涤塔排气口的出口废气温度；
主控模块还用于在出口废气温度大于废气设定温度时，通过输出模块输出第一控制信号，以控制循环泵的转速逐渐增大，并在出口废气温度小于废气设定温度时，通过输出模块输出第二控制信号，以控制循环泵的转速逐渐较小。
进一步的，冷却装置的出口还与洗涤塔的第二进水口连接，洗涤塔内设置有除雾器，除雾器与洗涤塔的第二进水口连接；冷却装置的出口与洗涤塔的第二进水口的连接通路上设置有除雾器清洗水阀；
输入模块还用于获取除雾器清洗水阀的开闭状态信息；
主控模块用于通过输出模块输出第三控制信号，以控制除雾器清洗水阀每隔设定时间打开一次，对洗涤塔内的除雾器进行清洗。
进一步的，循环柜的第二进水口与补水管路连接，补水管路上设置有补水阀；
输入模块还用于获取循环柜的液位信息；
主控模块用于根据循环柜的液位信息确定是否需要打开所述补水阀，并通过输出模块控制补水阀的开闭状态。
进一步的，双燃料发动机废气再循环系统还包括：
第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器和第五温度传感器；
第二温度传感器设置于洗涤塔的进水口，第三温度传感器设置于洗涤塔的出水口与循环柜的第一进水口的连通通路上，第四温度传感器设置于循环柜内，第五温度传感器设置于洗涤塔进气口；
第二温度传感器用于检测洗涤塔进水口的进口水温度，第三温度传感器用于检测洗涤塔出水口的回水温度，第四温度传感器用于检测循环柜温度，第五温度传感器用于检测洗涤塔进气口的废气温度；
输入模块还用于获取进口水温度、回水温度、循环柜温度和洗涤塔进气口的废气温度；
主控模块用于在进口水温度、回水温度、循环柜温度、洗涤塔进气口的废气温度和洗涤塔排气口废气温度异常时，控制输出模块发出警报；
主控模块还用于通过输出模块将进口水温度、回水温度、循环柜温度和洗涤塔进气口的废气温度发送给外部控制系统。
进一步的，双燃料发动机废气再循环系统还包括：
第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器和PH检测传感器；
第一压力传感器设置于洗涤塔的进水口，第二压力传感器设置于洗涤塔的进气口，第三压力传感器设置于洗涤塔排气口，第四压力传感器设置于冷却装置处，PH检测传感器设置于循环柜处；
第一压力传感器用于检测洗涤塔的进水口的进口水压，第二压力传感器用于检测洗涤塔的进气口的进口废气压力，第三压力传感器用于检测洗涤塔排气口的出口废气压力，第四压力传感器用于检测冷却装置的水压，PH检测传感器用于检测循环柜处冷却用水的PH值；
输入模块还用于获取进口水压、进口废气压力、出口废气压力、冷却装置的水压和PH值；
主控模块用于根据进口废气压力和出口废气压力确定洗涤塔的废气压差，并通过输出模块将废气压差、进口水压和PH值发送给外部控制系统；
主控模块还用于在进口水压、进口废气压力、出口废气压力、冷却装置的水
压和PH值异常时，通过输出模块发出警报。
进一步的，控制装置还包括通讯处理模块；
输出模块和输出模块通过通讯处理模块与外部控制系统通讯。
本发明实施例提供的一种双燃料发动机废气再循环系统，包括洗涤塔、循环柜、冷却装置和循环泵等主要装置，将由洗涤塔进气口排入的废气，通过循环的冷却用水对废气进行冷却，将洗涤塔排气口的废气温度控制在设定值附近，同时将冷却后的废气输入到双燃料发动机主机增压器的压气机中，可以避免将不完全燃烧的废气排放到空气中，减少对环境的污染。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明实施例提供的一种双燃料发动机废气再循环系统的循环原理图；
图2为本发明实施例提供的一种双燃料发动机废气再循环系统的控制装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种双燃料发动机废气再循环系统的软件功能模块的调用原理图；
图4为本发明实施例提供的另一种双燃料发动机废气再循环系统的控制装置的结构示意图。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，
显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明实施例提供了一种双燃料发动机废气再循环系统，图1为本发明实施例提供的一种双燃料发动机废气再循环系统的循环原理图。参考图1，双燃料发动机废气再循环系统包括：
洗涤塔1、循环柜2、冷却装置4和循环泵3；
循环泵3的入口与循环柜2的出水口连接，循环泵3的出口与冷却装置4的入口连接，冷却装置4的出口与洗涤塔1的第一进水口A1连接，洗涤塔1的出水口与循环柜2的第一进水口B1连接；
循环柜2用于容纳冷却用水；
循环泵3用于将循环柜2中的冷却用水泵入洗涤塔1中；
冷却装置4用于对循环泵3从循坏柜2中泵出的冷却用水进行冷却；
洗涤塔1用于接收发动机废气，并接收由冷却装置4冷却后的冷却用水，通过冷却用水对废气进行冷却，并将对废气进行冷却后的水排入循环柜2中，将冷却后的废气输入到双燃料发动机主机增压器的压气机中。
具体的，通过将废气进行洗涤冷却后，引入主机增压器的压气机，使废气与新鲜空气混合，实现扫气气体的氧浓度含量控制。控制扫气中的氧浓度，提高燃烧稳定性，可避免燃气的早燃、爆燃，从而进一步提高压缩比，改善性能，降低燃气消耗，降低甲烷逃逸量，降低NOx、CO2排放，使发动机废气满足法规要求。
循环柜2的第一进水口B1主要是接收对废气进行冷却后的冷却用水。洗涤塔1的第一进水口A1主要是接收由冷却装置4冷却后的冷却用水。而洗涤塔1的进水口A3和进水口A4与从洗涤塔进气口7连接，洗涤塔1的进水口A3和进水口A4将冷却用水排入洗涤塔1，对进入洗涤塔进气口7的废气进行预喷淋处理，预喷淋处理即对废气的提前降温处理，加快废气的降温速度。循环泵3还包括配套的循环泵控制柜，循环泵控制柜的主要作用是控制循环泵3，包括：控制循环泵3的运行、控制循环泵3的急停等。现场配置可以一个、两个或多个循环泵3，本实施例示例性的示出了两个循环泵3，其中一个循环泵3用于将循环柜2中的冷却用水泵入洗涤塔1中，另一个循环泵3用作备用泵，备用泵的主要作用是当正常运行的循环泵3突然出现故障时，可换用备用泵继续维持系统运行，不至于使系统陷入瘫痪。可以将海水作为冷却装置4中的冷却液，其中冷却液是用于冷却冷却用水的液体，冷却后的海水只是温度有所改变，可直接排入海中，节省了大量的冷却成本。
本发明实施例提供的一种双燃料发动机废气再循环系统，包括洗涤塔1、循环柜2、冷却装置4和循环泵3等主要装置，将由洗涤塔进气口7排入的废气，通过循环的冷却用水对废气进行冷却，将洗涤塔排气口8的废气温度控制在设定值附近，同时将冷却后的废气输入到双燃料发动机主机增压器的压气机中，可以避免将不完全燃烧的废气排放到空气中，减少对环境的污染。
可选的，继续参考图1，双燃料发动机废气再循环系统还包括：
控制装置5；
控制装置5用于控制循环泵3的启动和停止，并获取发动机负荷、废气设定温度以及废气目标率，根据发动机负荷、废气设定温度以及废气目标率确定循环泵3所需的转速，并根据所需的转速调节循环泵3的转速；其中，废气设定温度为废气冷却后的目标温度，废气目标率为进入洗涤塔1的废气量与双燃料发动机排放的废气总量的比值的目标比值。
具体的，控制装置5可以是采用S7-1200系列PLC。控制装置5通过控制循环泵控制柜，进而控制循环泵3。示例性的，在废气再循环系统运行过程中，控制装置5可以向循环泵控制柜发送循环泵启动信号、循环泵停止信号和循环泵运行频率设定点信号等，进而控制循环泵3的启动、停止和转速等，其
中，循环泵启动信号可以理解为控制装置5发出的让循环泵3启动运行的信号，循环泵停止信号可以理解为控制装置5发出的让循环泵3停止运行的信号。循环泵运行频率设定点信号可以理解为控制装置5设定的循环泵3的运行频率信号。循环泵3也可以通过循环泵控制柜向控制装置5反馈循环泵运行信号、循环泵故障信号、循环泵报警信号、循环泵急停信号、循环泵遥控信号等。其中，循环泵运行信号可以理解为循环泵3向控制装置5反馈的正常运行信号；循环泵故障信号可以理解为在循环泵3出现故障问题的情况下，向控制装置5反馈的故障信号；循环泵报警信号可以理解为在循环泵3出现问题的情况下，向控制装置5反馈进行报警处理的信号；循环泵急停信号可以理解为在循环泵3出现进阶问题并需要紧急停止循环泵的情况下，向控制装置5反馈的急停信号，循环泵遥控信号可以理解为向控制装置5反馈循环泵3是处于遥控状态还是就地状态。
其中，发动机负荷决定了双燃料发动机排放废气总量的多少，而废弃目标率，即iCER目标率，是进入洗涤塔1的废气量与双燃料发动机排放的废气总量的比值。当发动机负荷增大时，双燃料发动机排放废气的总量必然增加，而废弃目标率不变，即iCER目标率不变，必然会导致进入洗涤塔1的废气量增加，进入洗涤塔1的废气温度也会相应增加，以发动机负荷增加前的循环泵3的转速运行，废气设定温度不一定能控制在废气再循环系统的设定值范围内，当废气设定温度超出设定范围时，废气再循环系统会根据发动机负荷、废气设定温度以及废气目标率确定循环泵3所需的转速，并根据所需的转速调节循环泵3的转速。
示例性的，废气再循环系统可以根据接收到的发动机负荷和废弃目标率，通过查表得出循环泵基础转速百分比，如下：
将循环泵基础转速百分比乘以循环泵3的基础转速可以得到循环泵3的调整转速。
可选的，控制装置5用于接收到外部控制系统6发送的EGC准备请求信号后，启动循环泵3，并向外部控制系统6发送EGC准备中信号，在循环泵3达到指定转速后，向外部控制系统6发送EGC准备好信号，在接收到外部控制系统6发送的EGC运行信号后，根据发动机负荷、废气设定温度以及废气目标率确定循环泵3所需的转速，根据所需的转速调节循环泵3的转速；
控制装置5还用于检测到EGC运行信号撤销后，控制循环泵3以指定转速运行，检测到EGC准备请求信号撤销后，控制循环泵3停止运行。
具体的，外部控制系统6是指控制装置5的上层控制系统。指定转速为循环泵3准备状态下的转速，可以根据循环泵3的启动需要确定。在接收到外部控制系统6发送的EGC运行信号后，控制装置5根据发动机负荷、废气设定温度以及废气目标率，重新调整循环泵3的转速，能够在控制洗涤塔排气口8的废气设定温度的条件下，最大限度的实现节能的目的。示例性的，在发动机负荷由大变小时，系统会根据发动机负荷的减小程度、废气设定温度的降低程度以及废气目标率的变化量等反馈信息，将循环泵3的转速适当减少，在满足洗涤塔排气口8的废气设定温度的条件下，可以达到节能的目的。
图2为本发明实施例提供的一种双燃料发动机废气再循环系统的控制装置
的结构示意图，可选的，如图2所示，控制装置5包括输入模块9、输出模块10和主控模块11；
输入模块9用于从外部控制系统6获取EGC准备请求信号、EGC运行信号、发动机负荷、废气设定温度以及废气目标率；
主控模块11用于控制循环泵3的运行状态，并用于根据发动机负荷、废气设定温度以及废气目标率确定循环泵3所需的转速；
输出模块10用于输出EGC准备中信号、EGC准备好信号以及所需的转速。
具体的，输入模块9包括数字量输入模块和模拟量输入模块。其中数字量输入模块执行的操作包括接收外部控制系统6发出的EGC准备请求信号、EGC运行信号、iCER紧急停止信号等和接收废气再循环系统现场发出的EGC循环柜液位低信号、EGC循环柜液位高信号、除雾器清洗水阀打开信号、除雾器清洗水阀关闭信号、循环柜补水阀打开信号、循环柜补水阀关闭信号等，以及接收循环泵控制柜发出的循环泵运行信号、循环泵故障信号、循环泵报警信号、循环泵急停信号、循环泵遥控信号等。模拟量输入模块处理的信号包括接收外部控制系统6发出的发动机负荷信号、废气设定温度信号以及废气目标率信号等和接收废气再循环系统现场发出的第一压力传感器⑨测得的进口水压信号、第二温度传感器⑤测得的进口水温度信号、第三温度传感器⑥测得的回水温度信号、第四温度传感器⑦测得的循环柜温度信号、第一液位传感器③和第二液位传感器④测得的EGC循环柜液位信号、第五温度传感器⑧测得的进口烟气温度信号、第一温度传感器①测得的出口烟气温度信号、第二压力传感器⑩测得的进口烟气压力信号、第三压力传感器测得的出口烟气压力信号、第四压力传感器测得的板冷背压信号、PH检测传感器测得的循环柜PH信号等，以及接收循环泵控制柜发出的循环泵运行频率信号。其中，iCER紧急停止可以理解为在主机、船体等出现问题时，外部控制系统6向控制装置5的紧急停止信号。
输出模块10包括数字量输出模块和模拟量输出模块。其中数字量输出模块处理的信号包括向外部控制系统6发出EGC准备好信号、EGC准备中信号、EGC运行信号、EGC报警信号、EGC故障信号、EGC急停信号等和
向废气再循环系统现场发出打开除雾器清洗水阀信号、打开循环柜补水阀信号、报警蜂鸣器信号等，以及向循环泵控制柜发出启动循环泵的信号。模拟量输出模块处理的信号包括向外部控制系统6发出第五温度传感器⑧测得的进口温度信号、第一温度传感器①测得的出口温度信号、EGC压差信号等，以及向循环泵控制柜发出循环泵运行频率设定点信号。其中，EGC为废气再循环系统。EGC准备好信号可以理解为在EGC系统准备好时，向外部控制系统6发送的准备好信号；EGC准备中信号可以理解为在EGC系统处于准备中状态时，向外部控制系统6发送的准备中信号；EGC运行信号可以理解为在EGC系统处于运行状态时，向外部控制系统6发送的运行信号；EGC报警信号可以理解为在EGC系统需要报警时，向外部控制系统6发送的报警信号；EGC故障信号可以理解为在EGC系统出现故障时，向外部控制系统6发送的故障信号；EGC急停信号可以理解为在EGC系统出现急停状况时，向外部控制系统6发送的急停信号；EGC压差信号可以理解为向外部控制系统6发送的第二压力传感器⑩测得的进口烟气压力值与第三压力传感器测得的出口烟气压力值的差值信号。
主控模块11可以为处理器(CPU)模块。主要用于存储系统程序，包括操作系统和用户程序，操作系统用来处理PLC的启动、刷新过程映像输入/输出区等；用户程序主要包括系统需要执行的自动化任务，算法等。其中，刷新过程映像输入/输出区可以理解为在执行程序前，读取输入模块和输出模块的数据，并存入过程映像输入/输出区里，即存入主控模块11的寄存器中。主控模块11内部设置有与硬件系统相匹配的软件系统。
示例性的，图3为本发明实施例提供的一种双燃料发动机废气再循环系统的软件功能模块的调用原理图，软件系统可以设计为如图3所示的软件功能模块。其中软件功能块划分如下：包括有OB1主循环组织块110，OB30循环中断组织块120，OB31循环中断组织块130，OB32循环中断组织块140。分别说明如下：
1、OB1主循环组织块110：
其中，组织块是操作系统100与用户程序的接口，由操作系统100调用，用于控制扫描循环和中断程序的执行，PLC的启动和错误处理等。OB1主循环组织块110是用户程序中的主程序，主控模块11完成启动过程后，将循
环执行OB1主循环组织块110，在OB1主循环组织块110中调用其他功能块。
OB1主循环组织块110中存放主要的控制功能，包括五个功能模块：FC1系统状态转换模块111、FC2模拟量输入标度变换模块112、FC3模拟量输出标度变换模块113、FC7报警故障功能模块114、FC8设备功能模块115。
FC1系统状态转换模块111：主要功能是控制废气再循环系统状态之间的转换，包括五个状态：系统没有准备好、系统待启动、系统准备中，系统准备完成、系统运行中、系统停止中。
FC2模拟量输入标度变换模块112和FC3模拟量输出标度变换模块113：把通过数字滤波得到的有效采样值，转换为原量纲的工程值后用于运算、显示、报警等。调用FC2模拟量输入标度变换模块112及FC3模拟量输出标度变换模块113进行标度变换，并将标度变换后的数据存入标度变换数据块内。
其中：FC2模拟量输入标度变换模块112处理的模拟量信号有：第一压力传感器⑨测得的进口水压信号、第二温度传感器⑤测得的进口水温度信号、第三温度传感器⑥测得的回水温度信号、第四温度传感器⑦测得的循环柜温度信号、第一液位传感器③和第二液位传感器④测得的EGC循环柜液位信号、第五温度传感器⑧测得的进口烟气温度信号、第一温度传感器①测得的出口烟气温度信号、第二压力传感器⑩测得的进口烟气压力信号、第三压力传感器测得的出口烟气压力信号、第四压力传感器测得的板冷背压信号、PH检测传感器测得的循环柜PH信号、废气设定温度信号、发动机负荷信号、废气目标率信号、循环泵运行频率信号。
FC3模拟量输出标度变换模块113处理的模拟量信号有：循环泵运行频率设定点信号、第五温度传感器⑧测得的进口温度信号、第一温度传感器①测得的出口温度信号、EGC压差信号。
FC7报警故障功能模块114：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：第一温度传感器①测得的出口温度高、EGC废气背压高、第一压力传感器⑨测得的进口水压低、板冷背压高、循环柜液位低、循环柜液位高、循环泵故障等。
FC8设备功能模块115：主要控制循环泵3的启停、除雾器清洗水阀的打开和关闭、循环柜补水阀的打开和关闭。
2、OB30循环中断组织块120
OB30循环中断组织块120中存放实时性要求高且有一定执行频率要求的功能模块，此处存放FC4 RS485通讯处理功能块121，系统每隔100ms执行一次FC4 RS485通讯处理功能块121，完成一次外部控制系统从废气再循环控制系统报文的读取。
3、OB31循环中断组织块130
OB31循环中断组织块130中存放FC5系统IO映像功能块131，FC5系统IO映像功能块131完成将PLC过程映像寄存器中的IO数据保存到全局数据块DB中，经过这样处理后，用户程序不依赖于外部硬件设计，提高系统移植性。
4、OB32循环中断组织块140
OB32循环中断组织块140中存放FC6循环泵转速控制功能块141，FC6
循环泵转速控制功能块141根据接收到的发动机负荷和废气目标率，通过查表得出循环泵基础转速百分比。
可选的，参考图1和图2，洗涤塔排气口8设置有第一温度传感器①；
输入模块9还用于获取第一温度传感器①测得的洗涤塔排气口8的出口废气温度；
主控模块11还用于在出口废气温度大于废气设定温度时，通过输出模块10输出第一控制信号，以控制循环泵3的转速逐渐增大，并在出口废气温度小于废气设定温度时，通过输出模块10输出第二控制信号，以控制循环泵3的转速逐渐较小。
其中，第一温度传感器①可以为精度高、稳定性好、结构小巧、抗折断的TPI温度变送器，也可以为灵敏度高的SLT-I电流型集成温度传感器等，本发明实施例对此不进行限制。具体的，将第一温度传感器①的检测值实时传送给输入模块9，示例性的，每隔1min进行一次反馈，能让主控模块11及时了
解洗涤塔排气口8的出口废气温度，并作出对循环泵控制柜的反馈，对控制循环泵3的转速及时作出调整，在满足洗涤塔排气口8的废气设定温度的条件下，可以达到节能的目的。废气设定温度可以为一个具体温度值，也可以为一个温度范围。
主控模块11还用于在出口废气温度大于废气设定温度时，通过输出模块10输出第一控制信号，以控制循环泵3的转速逐渐增大，并在出口废气温度小于废气设定温度时，通过输出模块10输出第二控制信号，以控制循环泵3的转速逐渐较小。示例性的，如果洗涤塔排气口8的温度测量值高于控制装置5系统内的设定值，循环泵3的转速每分钟增加2％，如果洗涤塔排气口8温度测量值低于控制装置5系统内的设定值，循环泵3的转速每分钟减少2％，最大调整量为10％。循环泵3的转速最终范围为55-100％。将循环泵基础转速百分比乘以循环泵3的基础转速可以得到循环泵3的所需的转速。
可选的，继续参考图1和图2，冷却装置4的出口还与洗涤塔1的第二进水口A2连接，洗涤塔1内设置有除雾器，除雾器与洗涤塔1的第二进水口A2连接；冷却装置4的出口与洗涤塔1的第二进水口A2的连接通路上设置有除雾器清洗水阀②；
输入模块9还用于获取除雾器清洗水阀②的开闭状态信息；
主控模块11用于通过输出模块10输出第三控制信号，以控制除雾器清洗水阀②每隔设定时间打开一次，对洗涤塔1内的除雾器进行清洗。
示例性的，除雾器清洗水阀②每隔半小时打开一次，打开时间设定为10分钟，当输入模块9收到除雾器清洗水阀②的关闭信号时，主控模块11开始计时，30分钟之后，将由输出模块10输出打开除雾器清洗水阀信号，控制除雾器清洗水阀②打开，并将除雾器清洗水阀打开信号传给输入模块9，主控模块11开始计时，10分钟之后，除雾器清洗水阀②自动关闭，并将除雾器清洗水阀关闭信号发给输入模块9，继续此循环，直至接收到EGC准备请求信号撤销。
可选的，继续参考图1和图2，循环柜2的第二进水口B2与补水管路连接，补水管路上设置有补水阀C；
输入模块9还用于获取循环柜2的液位信息；
主控模块11用于根据循环柜2的液位信息确定是否需要打开补水阀C，并通过输出模块10控制补水阀C的开闭状态。
具体的，在循环柜2的最低液位处和最高液位处分别安装了第一液位传感器③和第二液位传感器④，因为系统内的冷却用水会被烟雾带走一部分，在循环的过程中，循环柜2的液位会随着时间的推移越来越少，当减小到系统设定的位于第二液位传感器④的最低液位时，第二液位传感器④会将EGC循环柜液位低信号传输给控制装置5，在输入模块9获取到EGC循环柜液位低信号时，主控模块11根据循环柜2的EGC循环柜液位低信号确定需要打开补水阀C，通过输出模块10控制补水阀C打开，防止因为水量过少而影响循环效率，并将循环泵补水阀打开信号反馈给控制装置5。经过一段时间补水，当冷却用水位于系统设定的最高液位的第一液位传感器③时，补水阀C自动关闭，并向控制装置5反馈循环柜补水阀关闭信号。如果因为突发情况补水阀C不受控制，可以控制排水阀D1和D2打开进行排水，防止因注水过多对废气再循环系统造成损坏。
可选的，双燃料发动机废气再循环系统还包括：
第二温度传感器⑤、第三温度传感器⑥、第四温度传感器⑦和第五温度传感器⑧；
第二温度传感器⑤设置于洗涤塔1的进水口，第三温度传感器⑥设置于洗涤塔1的出水口与循环柜2的第一进水口的连通通路上，第四温度传感器⑦设置于循环柜2内，第五温度传感器⑧设置于洗涤塔进气口7；
第二温度传感器⑤用于检测洗涤塔1进水口的进口水温度，第三温度传感器⑥用于检测洗涤塔1出水口的回水温度，第四温度传感器⑦用于检测循环柜2温度，第五温度传感器⑧用于检测洗涤塔进气口7的废气温度；
输入模块9还用于获取进口水温度、回水温度、循环柜温度和洗涤塔进气口的废气温度；
主控模块11用于在进口水温度、回水温度、循环柜温度、洗涤塔进气口的废气温度和洗涤塔排气口8废气温度异常时，控制输出模块10发出警报；
主控模块11还用于通过输出模块10将进口水温度、回水温度、循环柜温度和洗涤塔进气口的废气温度发送给外部控制系统6。
具体的，第二温度传感器⑤、第三温度传感器⑥和第四温度传感器⑦主要
用于检测不同位置的冷却用水温度，主要是为了防止冷却用水温度过高，不利于对洗涤塔1的废气降温。第五温度传感器⑧用于检测洗涤塔进气口7的废气温度，对循环泵3的转速判断有一定的辅助作用。其中警报声音可以根据不同信号进行一一对应设置，工作人员根据声音的不同就能对警报区域进行判断，并第一时间做出处理，节省了大量的判断时间。
可选的，双燃料发动机废气再循环系统还包括：
第一压力传感器⑨、第二压力传感器⑩、第三压力传感器第四压力传感器和PH检测传感器
第一压力传感器⑨设置于洗涤塔1的进水口，第二压力传感器⑩设置于洗涤塔进气口7，第三压力传感器设置于洗涤塔排气口8，第四压力传感器设置于冷却装置4处，PH检测传感器设置于循环柜2处；
第一压力传感器⑨用于检测洗涤塔1的进水口的进口水压，第二压力传感器⑩用于检测洗涤塔进气口7的进口废气压力，第三压力传感器用于检测洗涤塔排气口8的出口废气压力，第四压力传感器用于检测冷却装置4的水压，PH检测传感器用于检测循环柜2中冷却用水的PH值；
输入模块9还用于获取进口水压、进口废气压力、出口废气压力、冷却装置的水压和PH值；
主控模块11用于根据进口废气压力和出口废气压力确定洗涤塔1的废气压差，并通过输出模块10将废气压差、进口水压和PH值发送给外部控制系统6；
主控模块11还用于在进口水压、进口废气压力、出口废气压力、冷却装置的水压和PH值异常时，通过输出模块发出警报。
具体的，第一压力传感器⑨用于检测洗涤塔1的进水口的进口水压，可以辅助判断洗涤塔1的进水口量是否充足，如果不充足，可能影响到洗涤塔排气口8的废气温度。第二压力传感器⑩用于检测洗涤塔进气口7的进口废气压力，可以辅助判断发动机负荷是否变化，示例性的，如果进口废气压力增大，可以判断出发动机负荷增加，废气进气口排入的废气量增加，可能影响到洗涤塔排气口8的废气温度。第三压力传感器用于检测洗涤塔排气口8的出口废气压力，可以间接判断出废气再循环系统的降温效率。第四压力传感器用
于检测冷却装置4的水压，能对冷却装置4的冷却性能做出正确的评估。PH检测传感器用于检测循环柜2中冷却用水的PH值，如果PH值超出可排放范围，需要对冷却用水进行处理再进行排放，以免造成环境污染。
图4为本发明实施例提供的另一种双燃料发动机废气再循环系统的控制装置的结构示意图，可选的，如图4所示，控制装置5还包括通讯处理模块12；
输入模块9和输出模块10通过通讯处理模块12与外部控制系统6通讯。
具体的，通讯处理模块12，可以为蓝牙无线技术模块、Wi-Fi无线技术模块、ZigBee无线通信技术模块、RS485通讯模块等，本发明实施例对此不进行限制。废气再循环系统通过通讯处理模块12与外部控制系统6通讯，能够第一时间将需要传输的信号反馈给外部控制系统6，方便外部控制系统6更好的控制废气再循环系统。
本发明实施例提供的一种双燃料发动机废气再循环系统，包括洗涤塔1、循环柜2、冷却装置4和循环泵3等主要装置，将由洗涤塔进气口7排入的废气，通过循环的冷却用水对废气进行冷却，将洗涤塔排气口8的废气温度控制在设定值附近，同时将冷却后的废气输入到双燃料发动机主机增压器的压气机中，可以避免将不完全燃烧的废气排放到空气中，减少对环境的污染。现场配置两个循环泵3，主要是为了防止在其中一个泵运行出现问题时，不至于使系统陷入瘫痪，备用泵可以继续维持系统运行。其中，将海水作为冷却装置4中冷却液，不仅没有污染，而且可以节省大量的冷却成本。控制装置5主要是控制整个废气再循环系统的运行，并同时将重要信息反馈给外部控制系统6。外部控制系统6是指控制装置5的上层控制系统，主要作用为控制控制装置5和其他装置。各类传感器主要是对系统的各个方面进行实时监测，并作出及时反馈。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含
在本发明保护范围之内。
Claims (10)
- 一种双燃料发动机废气再循环系统，其特征在于，包括：洗涤塔、循环柜、冷却装置和循环泵；所述循环泵的入口与所述循环柜的出水口连接，所述循环泵的出口与所述冷却装置的入口连接，所述冷却装置的出口与所述洗涤塔的第一进水口连接，所述洗涤塔的出水口与所述循环柜的第一进水口连接；循环柜用于容纳冷却用水；循环泵用于将循环柜中的冷却用水泵入洗涤塔中；冷却装置用于对循环泵从循坏柜中泵出的冷却用水进行冷却；洗涤塔用于接收发动机废气，并接收由冷却装置冷却后的冷却用水，通过冷却用水对废气进行冷却，并将对废气进行冷却后的水排入循环柜中，将冷却后的废气输入到双燃料发动机主机增压器的压气机中。
- 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：控制装置；所述控制装置用于控制所述循环泵的启动和停止，并获取发动机负荷、废气设定温度以及废气目标率，根据所述发动机负荷、所述废气设定温度以及所述废气目标率确定循环泵所需的转速，并根据所述所需的转速调节所述循环泵的转速；其中，废气设定温度为废气冷却后的目标温度，废气目标率为进入洗涤塔的废气量与双燃料发动机排放的废气总量的比值的目标比值。
- 根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述控制装置用于接收到外部控制系统发送的EGC准备请求信号后，启动所述循环泵，并向外部控制系统发送EGC准备中信号，在所述循环泵达到指定转速后，向外部控制系统发送EGC准备好信号，在接收到外部控制系统发送的EGC运行信号后，根据所述发动机负荷、所述废气设定温度以及所述废气目标率确定循环泵所需的转速，根据所述所需的转速调节所述循环泵的转速；所述控制装置还用于检测到EGC运行信号撤销后，控制所述循环泵以指定转速运行，检测到EGC准备请求信号撤销后，控制所述循环泵停止运行。
- 根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述控制装置包括输入模块、输出模块和主控模块；所述输入模块用于从外部控制系统获取所述EGC准备请求信号、所述EGC运行信号、所述发动机负荷、废气设定温度以及废气目标率；所述主控模块用于控制所述循环泵的运行状态，并用于根据所述发动机负荷、所述废气设定温度以及所述废气目标率确定循环泵所需的转速；所述输出模块用于输出所述EGC准备中信号、所述EGC准备好信号以及所述所需的转速。
- 根据权利要求4所述的系统，其特征在于：洗涤塔排气口设置有第一温度传感器；所述输入模块还用于获取所述第一温度传感器测得的所述洗涤塔排气口的出口废气温度；所述主控模块还用于在所述出口废气温度大于所述废气设定温度时，通过所述输出模块输出第一控制信号，以控制所述循环泵的转速逐渐增大，并在所述出口废气温度小于所述废气设定温度时，通过所述输出模块输出第二控制信号，以控制所述循环泵的转速逐渐较小。
- 根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述冷却装置的出口还与所述洗涤塔的第二进水口连接，所述洗涤塔内设置有除雾器，所述除雾器与所述洗涤塔的第二进水口连接；所述冷却装置的出口与所述洗涤塔的第二进水口的连接通路上设置有除雾器清洗水阀；所述输入模块还用于获取所述除雾器清洗水阀的开闭状态信息；所述主控模块用于通过所述输出模块输出第三控制信号，以控制所述除雾器清洗水阀每隔设定时间打开一次，对所述洗涤塔内的除雾器进行清洗。
- 根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述循环柜的第二进水口与补水管路连接，所述补水管路上设置有补水阀；所述输入模块还用于获取所述循环柜的液位信息；所述主控模块用于根据所述循环柜的液位信息确定是否需要打开所述补水阀，并通过所述输出模块控制所述补水阀的开闭状态。
- 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器和第五温度传感器；所述第二温度传感器设置于所述洗涤塔的进水口，所述第三温度传感器设置 于所述洗涤塔的出水口与循环柜的第一进水口的连通通路上，所述第四温度传感器设置于所述循环柜内，所述第五温度传感器设置于所述洗涤塔的进气口；所述第二温度传感器用于检测洗涤塔进水口的进口水温度，所述第三温度传感器用于检测所述洗涤塔出水口的回水温度，所述第四温度传感器用于检测循环柜温度，所述第五温度传感器用于检测洗涤塔进气口的废气温度；所述输入模块还用于获取所述进口水温度、所述回水温度、所述循环柜温度和所述洗涤塔进气口的废气温度；所述主控模块用于在所述进口水温度、所述回水温度、所述循环柜温度、所述洗涤塔进气口的废气温度和所述洗涤塔排气口废气温度异常时，控制所述输出模块发出警报；所述主控模块还用于通过所述输出模块将所述进口水温度、所述回水温度、所述循环柜温度和所述洗涤塔进气口的废气温度发送给外部控制系统。
- 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器和PH检测传感器；所述第一压力传感器设置于所述洗涤塔的进水口，所述第二压力传感器设置于所述洗涤塔的进气口，所述第三压力传感器设置于所述洗涤塔排气口，所述第四压力传感器设置于所述冷却装置处，所述PH检测传感器设置于所述循环柜处；所述第一压力传感器用于检测所述洗涤塔的进水口的进口水压，所述第二压力传感器用于检测所述洗涤塔的进气口的进口废气压力，所述第三压力传感器用于检测所述洗涤塔排气口的出口废气压力，所述第四压力传感器用于检测所述冷却装置的水压，所述PH检测传感器用于检测所述循环柜处冷却用水的PH值；所述输入模块还用于获取所述进口水压、所述进口废气压力、所述出口废气压力、所述冷却装置的水压和所述PH值；所述主控模块用于根据所述进口废气压力和所述出口废气压力确定所述洗涤塔的废气压差，并通过输出模块将所述废气压差、所述进口水压和所述PH值发送给外部控制系统；所述主控模块还用于在所述进口水压、所述进口废气压力、所述出口废气压力、所述冷却装置的水压和所述PH值异常时，通过所述输出模块发出警报。
- 根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述控制装置还包括通讯处理模块；所述输入模块和所述输出模块通过所述通讯处理模块与外部控制系统通讯。
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