CN108223074A - 一种船用尿素喷射*** - Google Patents

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Abstract

一种船用尿素喷射***，包括尿素泵站计量单元、压缩空气供给单元以及喷嘴喷枪，所述尿素计量单元和压缩空气供给单元通过管路与所述喷嘴喷枪连接。本发明能够为船用SCR***提供满足压力流量要求的雾化尿素溶液，采用空气雾化喷嘴，由压缩空气供给单元提供定压空气，根据主机的信号调整尿素供给量，还可在待机状态下对部分管路进行吹扫，所述船用尿素喷射***结构紧凑；提高了精度。控制线性度好，节能高效；使SCR高效工作，最大效率的处理了废气中的氮氧化物，从而使船舶排放满足TierⅢ的要求。

Description

一种船用尿素喷射***
技术领域
本发明涉及船用低速柴油机尾气排放后处理装置，尤其涉及一种船用尿素喷射***，属于船舶机械技术领域。
背景技术
国际海事组织(IMO)于2008年10通过了MAPOL附则VI修正案，该修正案要求2016年1月1日及以后建造的船舶柴油机的氮氧化物排放必须符合Tier Ⅲ标准，即低速机(转速小于130r/min)为3.4g/kW·h，中速机(转速介于130r/min到2000r/min)为9*n-0.2g/kW·h，高速机(转速大于1300r/min)为2.0g/kW·h。
船舶为满足TierⅢ标准，必须加装尾气处理装置，目前SCR是最有效的氮氧化物处理装置，随着TierⅢ标准的实施将有越来越多的船舶安装SCR装置。
经检索发现，目前实际装船的SCR尿素喷射***多采用计量泵，这种方式在低负荷时精度差，压力流量波动明显；此外还有采用定量泵加比例阀的方式，但该方式功耗大，结构不紧凑。
综上，船用SCR技术尚未成熟，有较大的开发空间，SCR尿素喷射***是SCR***的关键***，开发节能低耗、运行稳定的SCR尿素喷射***具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的缺陷，提供一种船用尿素喷射***，为SCR***提供满足压力、流量要求的雾化尿素溶液，同时具备空气吹扫功能，以防尿素溶液结晶。
为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：
一种船用尿素喷射***，包括尿素泵站计量单元、压缩空气供给单元以及喷嘴喷枪，所述尿素计量单元和压缩空气供给单元通过管路与所述喷嘴喷枪连接。
进一步地，所述的尿素泵站计量单元包括：由尿素罐出口分成互为冗余且完全相同的两路回路，每一路包括依次连接的球阀、压力表、滤器、压力表、螺杆泵、压力传感器和单向阀，其中，螺杆泵与溢流阀并联，两路回路的螺杆泵的前端连通并连接清洗入口；两路回路的出口连通后分成两路回路，第一路回路接清洗出口，第二路回路分成两路回路：一路依次连接压力表、溢流阀、球阀后接尿素罐，另一路依次连接球阀、压力传感器、过滤器、电磁流量计、气动球阀、压力传感器和单向阀后接喷嘴喷枪。
进一步地，所述的压缩空气供给单元包括；气源依次连接球阀、单向阀、过滤器、流量开关后，分别连接压缩空气雾化模块、压缩空气吹扫模块和控制气路模块三个模块；所述的压缩空气雾化模块包括依次连接的减压阀、气动球阀、流量调节阀和单向阀，之后接喷嘴喷枪；所述的压缩空气吹扫模块包括依次连接的气动球阀、压力传感器和单向阀，之后连接所述尿素泵站计量单元中直接与所述喷嘴喷枪连接的单向阀的后端；所述的控制气路模块包括减压阀通过软管直接连接各所述气动球阀。
进一步地，所述尿素泵站计量单元的螺杆泵通过变频电机带动，其喷射量结合所述电磁流量计的反馈进行调节。
进一步地，所述的喷嘴喷枪采用内混式空气雾化喷嘴，定气压喷射，喷雾锥角为实心锥，锥角小于60°。
进一步地，所述的尿素泵站计量单元可以手动清洗，清洗时出入端法兰接外部蒸馏水，启动所述螺杆泵打循环即可。
进一步地，所述的船用尿素喷射***的启动、泵的切换、流量监控、故障报警以及吹扫功能均由电气控制，其中，吹扫功能的实现基于控制箱通断控制气路进而通断启动球阀。
所述尿素喷射***能够为SCR提供满足压力流量要求的雾化尿素溶液；为防止尿素溶液结晶，还可在待机状态下对部分管路进行吹扫。
与现有技术相比，本发明具有下列有益效果：
结构紧凑；通过变频电机带动螺杆泵使得控制线性度好，节能高效；通过电磁流量计反馈调节提高了精度。
附图说明
图1为本发明技术的液压原理图。
具体实施方式
下面结合具体的工作过程对本发明所述的船用尿素喷射***进行详细阐述。
本发明所述的船用尿素喷射***包括尿素泵站计量单元、压缩空气供给单元以及喷嘴喷枪15；所述的压缩空气供给单元包括压缩空气雾化模块、压缩空气吹扫模块和控制气路模块；所述尿素计量单元和压缩空气供给单元通过管路与所述喷嘴喷枪15连接。
所述的尿素泵站计量单元，由尿素罐101出口分成互为冗余且完全相同的两路回路，每一路包括依次连接的球阀1、压力表2.1、滤器3、压力表2.2、螺杆泵4、压力传感器6和单向阀7，其中螺杆泵4与溢流阀5并联，两路的螺杆泵4前端连通并接清洗入口103；两路管系出口连通后分成两路，一路接清洗出口104，另一路分成两路：一路依次连接压力表9、溢流阀8、球阀24后接尿素罐101，另一路依次连接球阀25、压力传感器26、过滤器10、电磁流量计11、气动球阀12、压力传感器27和单向阀13后接喷嘴喷枪15。
所述的压缩空气供给单元依次连接气源102、球阀23、单向阀22、过滤器21和流量开关20，后分成三个模块；所述的压缩空气雾化模块包括依次连接的减压阀18、气动球阀17、流量调节阀16和单向阀14，之后接喷嘴喷枪15；所述的压缩空气吹扫模块包括依次连接的气动球阀28、压力传感器29和单向阀30，之后接单向阀13的后端；所述的控制气路模块直接接入减压阀19，之后通过软管连接前面提及的气动球阀12、气动球阀17和气动球阀28。
所述尿素泵站计量单元和压缩空气供给单元是电气受控单元，通过外部设置的控制箱对其进行控制。主机给控制箱提供尿素需求量信号，控制箱发出对应的控制信号调节电机转速，并结合电磁流量计11进行反馈调节实现较高的调节精度。
本发明的尿素喷射***的具体工作过程如下：
第一步、尿素喷射***启动准备
启动电源上点，选择自动或者手动，选择自动时若A泵的累计工作时间不足500h则在后续喷射使用A泵，若超过500h则切换到B泵；选择手动时先人工选择A泵或者B泵，若所选泵工作时间不足500h则使用该泵，若超过500h则切换泵。此时泵处在待机状态。
接下***自动检查气路。若气路压力开关或者压力表检测压力异常，则发出气源压力异常报警，反之若正常进入到下一步给主机发出“DHS READY”信号。
主机接收到信号后，若有喷射要求则向控制***反馈“ENABLE RA”信号。此时气动球阀DT1关闭，DT2开启，压缩空气流入冲洗喷嘴5分钟。冲洗结束后，DT1开启，DT2关闭，DT3开启，压缩空气持续接入。
第二部、尿素溶液喷射
控制***向主机发出“RA AVAILABLE”信号，并接收主机提供的尿素喷射量RA SP。接下来控制***调节电机转速，流量计检测流量FB，若SP≠FB，则控制***进行PID调节，反之正常喷射。
随之喷射量的提高，***压力也会升高，若***压力达到一定数值，溢流阀8开启泄放压力。
第三步、结束喷射
主机发出结束喷射信号后，***停止喷射，DT1，DT3关闭，DT1开启，在此吹扫喷嘴5分钟，冲洗结束后，三个气动电磁阀全部关闭。
第四步、手动清洗泵站
为防止尿素溶液在泵站管路结晶，需在结束工作后对其进行清洗。清洗时需通过清洗法兰接入蒸馏水，通过控制箱交替开启螺杆泵4打循环。

Claims (7)

1.一种船用尿素喷射***，其特征在于：包括尿素泵站计量单元、压缩空气供给单元以及喷嘴喷枪，所述尿素计量单元和压缩空气供给单元通过管路与所述喷嘴喷枪(15)连接。
2.根据权利要求1所述船用尿素喷射***，其特征在于：所述的尿素泵站计量单元包括：由尿素罐(101)出口分成互为冗余且完全相同的两路回路，每一路包括依次连接的球阀(1)、压力表(2.1)、滤器(3)、压力表(2.2)、螺杆泵(4)、压力传感器(6)和单向阀(7)，其中，螺杆泵(4)与溢流阀(5)并联，两路回路的螺杆泵(4)的前端连通并连接清洗入口(103)；两路回路的出口连通后分成两路回路，第一路回路接清洗出口(104)，第二路回路分成两路回路：一路依次连接压力表(9)、溢流阀(8)、球阀(24)后接尿素罐(101)，另一路依次连接球阀(25)、压力传感器(26)、过滤器(10)、电磁流量计(11)、气动球阀(12)、压力传感器(27)和单向阀(13)后接喷嘴喷枪(15)。
3.根据权利要求2所述的船用尿素喷射***，其特征在于：所述的压缩空气供给单元包括；气源(102)依次连接球阀(23)、单向阀(22)、过滤器(21)、流量开关(20)后，分别连接压缩空气雾化模块、压缩空气吹扫模块和控制气路模块三个模块；所述的压缩空气雾化模块包括依次连接的减压阀(18)、气动球阀(17)、流量调节阀(16)和单向阀(14)，之后接喷嘴喷枪(15)；所述的压缩空气吹扫模块包括依次连接的气动球阀(28)、压力传感器(29)和单向阀(30)，之后连接所述尿素泵站计量单元中直接与所述喷嘴喷枪(15)连接的单向阀(13)的后端；所述的控制气路模块包括减压阀(19)通过软管直接连接所述气动球阀(12)、气动球阀(17)和气动球阀(28)。
4.根据权利要求2所述的船用尿素喷射***，其特征在于：所述尿素泵站计量单元的螺杆泵(4)通过变频电机带动，其喷射量结合所述电磁流量计(11)的反馈进行调节。
5.根据权利要求1所述的船用尿素喷射***，其特征在于：所述的喷嘴喷枪(15)采用内混式空气雾化喷嘴，定气压喷射，喷雾锥角为实心锥，锥角小于60°。
6.根据权利要求1所述的船用尿素喷射***，其特征在于：所述的尿素泵站计量单元可以手动清洗，清洗时出入端法兰接外部蒸馏水，启动所述螺杆泵(4)打循环即可。
7.根据权利要求1所述的船用尿素喷射***，其特征在于：所述的船用尿素喷射***的启动、泵的切换、流量监控、故障报警以及吹扫功能均由电气控制，其中，吹扫功能的实现基于控制箱通断控制气路进而通断启动球阀。
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