本發(fā)明涉及一種船用柴油機(jī)NOX減排裝置SCR的旁通閥門及操作方法，采用氣動(dòng)/手動(dòng)蝶閥，用于為SCR系統(tǒng)提供運(yùn)行保障。
背景技術(shù)：
IMO明確船用柴油機(jī)2016年起需嚴(yán)格執(zhí)行Tier III的排放法規(guī)，因而NOX在ECA區(qū)域的排放量須有一定的控制。
應(yīng)用選擇性催化還原(SCR)技術(shù)降低柴油機(jī)煙氣中的氮氧化物排放是有效的技術(shù)策略，因此其應(yīng)用越來越廣泛。
SCR技術(shù)主要技術(shù)原理是：在富氧條件下，利用尿素通過熱解水解生成的氨氣作為還原劑，與氮氧化物在催化劑作用下發(fā)生催化還原反應(yīng)，將氮氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)夂退?。催化劑作為SCR系統(tǒng)的重要組成部分，通常將集中布置在SCR系統(tǒng)反應(yīng)裝置內(nèi)。
SCR系統(tǒng)催化劑通常選用釩系催化劑，具有一定的活性溫度。在適宜的溫度下，催化劑才能夠發(fā)生效應(yīng)使SCR系統(tǒng)工作，因此在SCR系統(tǒng)啟動(dòng)前，必須保證催化劑在適宜溫度下。
SCR系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，需根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷及排氣溫度、流量控制旁通閥門的開度，通過旁通閥門的開度調(diào)節(jié)，保證柴油機(jī)在Tier II和Tier III模式下相互切換運(yùn)行及排氣與反應(yīng)器內(nèi)的催化劑在不同工況條件下充分反應(yīng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，提供SCR系統(tǒng)運(yùn)行過程中通過旁通閥門的開度調(diào)節(jié)，保證柴油機(jī)排氣與反應(yīng)器內(nèi)的催化劑在適宜的溫度下充分反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)船用柴油機(jī)NOX減排SCR系統(tǒng)反應(yīng)器正常工作。
本發(fā)明公開一種船用柴油機(jī)NOX減排裝置SCR的旁通閥門，包括：反應(yīng)器進(jìn)口閥、反應(yīng)器出口閥、SCR旁通閥，增壓器旁通閥、掃氣溢流閥、氣缸旁通閥和安全閥。其中，
反應(yīng)器進(jìn)口閥，連接柴油機(jī)排氣集管和反應(yīng)器入口管；
反應(yīng)器出口閥，連接反應(yīng)器出口管和渦輪增壓器入口管；
SCR旁通閥，連接排氣集管和渦輪增壓器入口管；
增壓器旁通閥，連接渦輪增壓器入口管和排氣管，在SCR系統(tǒng)運(yùn)行過程中，通過控制調(diào) 節(jié)閥的開度旁通廢氣量，提高SCR系統(tǒng)的進(jìn)氣溫度；
掃氣溢流閥，連接反應(yīng)器出口旁通管和掃氣箱，用于實(shí)現(xiàn)掃氣放氣，防止掃氣壓力波動(dòng)，使柴油機(jī)排氣溫度穩(wěn)定，SCR系統(tǒng)運(yùn)行溫度穩(wěn)定；
氣缸旁通閥，連接反應(yīng)器出口旁通管和掃氣箱，通過調(diào)節(jié)其開度，增加或減少柴油機(jī)進(jìn)氣量，調(diào)節(jié)柴油機(jī)排氣溫度，保證SCR系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；
安全閥，連接反應(yīng)器出口管，在SCR系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)廢氣管道內(nèi)廢氣壓力過高，通過打開安全閥泄放廢氣，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)作用。
所述的船用柴油機(jī)NOX減排裝置SCR的旁通閥門，其特征是，旁通閥門中的反應(yīng)器進(jìn)口閥、反應(yīng)器出口閥、SCR旁通閥，增壓器旁通閥、掃氣溢流閥、氣缸旁通閥和安全閥，通過手動(dòng)/自動(dòng)控制。
所述船用柴油機(jī)NOX減排裝置SCR的旁通閥門，設(shè)有控制單元，在柴油機(jī)廢氣溫度到達(dá)SCR系統(tǒng)運(yùn)行的溫度時(shí)，SCR系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，控制單元控制系統(tǒng)中的閥門自動(dòng)開啟/關(guān)閉。
如上所述的船用柴油機(jī)NOX減排裝置SCR的旁通閥門的操作方法，包括以下步驟：
當(dāng)柴油機(jī)在Tier II模式下運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉反應(yīng)器進(jìn)口閥和反應(yīng)器出口閥，打開SCR旁通閥，廢氣從排氣集管直接進(jìn)入增壓器，通過調(diào)節(jié)SCR旁通閥和增壓器旁通閥開度，調(diào)節(jié)進(jìn)入渦輪增壓器的廢氣流量；
當(dāng)柴油機(jī)在Tier III模式下運(yùn)行時(shí)，打開反應(yīng)器進(jìn)口閥和反應(yīng)器出口閥，關(guān)閉SCR旁通閥，廢氣從排氣集管至反應(yīng)器再進(jìn)入渦輪增壓器，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器出口閥和增壓器旁通閥開度，調(diào)節(jié)進(jìn)入渦輪增壓器的廢氣流量。
本發(fā)明通過控制旁通閥門的開閉，使柴油機(jī)能迅速的在Tier II和Tier III模式下切換運(yùn)行，以滿足不同的船舶運(yùn)行工況。通過調(diào)節(jié)旁通閥門的開度，調(diào)節(jié)進(jìn)入反應(yīng)器的廢氣流量，保證在柴油機(jī)的不同負(fù)荷條件下SCR系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
附圖說明
圖1是本發(fā)明船用柴油機(jī)NOX減排裝置SCR的旁通閥門的示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明一種船用柴油機(jī)NOX減排裝置SCR的旁通閥門，在SCR系統(tǒng)運(yùn)行過程中，通過旁通閥門的開度調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)進(jìn)入反應(yīng)器的廢氣流量，保證廢氣與反應(yīng)器內(nèi)的催化劑在不同工況條件下充分反應(yīng)。
具體而言，本發(fā)明的技術(shù)原理是：當(dāng)船舶由工作狀態(tài)駛?cè)隕CA區(qū)時(shí)，SCR系統(tǒng)啟動(dòng)，廢 氣通過反應(yīng)器進(jìn)口閥V1和反應(yīng)器出口閥V2，旁通進(jìn)入SCR反應(yīng)器，與催化劑進(jìn)行催化還原反應(yīng)，降低廢氣中氮氧化物排放，使排出的廢氣滿足Tier III的排放法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)船舶駛離ECA區(qū)時(shí)，SCR系統(tǒng)關(guān)閉，廢氣通過SCR旁通閥V3直接進(jìn)入柴油機(jī)渦輪增壓器，使排出的廢氣滿足Tier II的排放法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)；
下文參看附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。以求更為清楚明白的理解本專利發(fā)明的結(jié)構(gòu)和使用過程，但不能以此來限制本專利發(fā)明的保護(hù)范圍。
圖1旁通閥門包含：①反應(yīng)器進(jìn)口閥V1，用于連接到柴油機(jī)排氣集管和反應(yīng)器入口管；②反應(yīng)器出口閥V2，用于連接反應(yīng)器出口管和渦輪增壓器入口管；③SCR旁通閥V3，用于連接排氣集管和渦輪增壓器入口管；④增壓器旁通閥V4，用于連接渦輪增壓器入口管和排氣管，在SCR系統(tǒng)運(yùn)行過程中，通過控制調(diào)節(jié)增壓器旁通閥V4的開度旁通廢氣量，提高SCR系統(tǒng)的進(jìn)氣溫度；⑤掃氣溢流閥V5，用于連接反應(yīng)器出口旁通管和掃氣箱，其功能在于：掃氣放氣，防止掃氣壓力波動(dòng)，使柴油機(jī)排氣溫度穩(wěn)定，SCR系統(tǒng)運(yùn)行溫度穩(wěn)定；⑥氣缸旁通閥V6，用于連接反應(yīng)器出口旁通管和掃氣箱，通過調(diào)節(jié)其開度，增加或減少柴油機(jī)進(jìn)氣量，調(diào)節(jié)柴油機(jī)排氣溫度，保證SCR系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；⑦安全閥V7，用于連接反應(yīng)器出口管，在SCR系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果廢氣管道內(nèi)廢氣壓力過高，打開安全閥V7泄放廢氣，起到安全保護(hù)作用。
當(dāng)柴油機(jī)在Tier II模式下運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉反應(yīng)器進(jìn)口閥V1和反應(yīng)器出口閥V2，打開SCR旁通閥V3，廢氣從排氣集管直接進(jìn)入增壓器，通過調(diào)節(jié)SCR旁通閥V3和增壓器旁通閥V4開度，調(diào)節(jié)進(jìn)入渦輪增壓器的廢氣流量；
當(dāng)柴油機(jī)在Tier III模式下運(yùn)行時(shí)，打開反應(yīng)器進(jìn)口閥V1和反應(yīng)器出口閥V2，關(guān)閉SCR旁通閥V3，廢氣從排氣集管至反應(yīng)器再進(jìn)入渦輪增壓器，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器出口閥V2和增壓器旁通閥V4開度，調(diào)節(jié)進(jìn)入渦輪增壓器的廢氣流量。
旁通閥門中的閥門控制柴油機(jī)的廢氣是否排入到SCR系統(tǒng)，并可以改變開度調(diào)整通入SCR系統(tǒng)廢氣量，可手動(dòng)/自動(dòng)控制。其中設(shè)有控制單元，在柴油機(jī)廢氣溫度到達(dá)SCR系統(tǒng)運(yùn)行的溫度時(shí)，SCR系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，控制單元控制系統(tǒng)中的閥門自動(dòng)開啟/關(guān)閉。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種調(diào)整、變化和改進(jìn)，這些調(diào)整、變化和改進(jìn)在不偏離本發(fā)明的基本原理和主要特征的情況下都應(yīng)該落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書限定。