船舶尾气排放电气控制系统及方法与流程

本发明涉及船舶领域，尤其涉及一种船舶尾气排放电气控制系统及方法。

背景技术：

目前，国际海事组织规定的第三阶段的排放法规已于2016年1月1日起在排放控制区实施。作为目前最佳选择，选择性催化还原反应是一种良好的排气后处理策略，用来处理船用柴油机生成的氮氧化物。其中，氮氧化物降低过程如下：喷射适量氨作为还原剂进入排放尾气，随后氨气和排气混合后进入安装有催化剂模块的反应器中，氮氧化物在催化剂作用下还原为氮气和水。选择性催化还原反应分为高压型与低压型，其中lp-scr最大的特点在于其反应器安装在增压器后，尾气温度相较于hp-scr低，无法满足催化还原反应，因此必须增加相关辅助设备提高尾气的温度，以满足催化还原反应。另外lp-scr在运行后会产生硫化氢物质，降低系统功能，如何清除硫化氢物质也是其难点之一。

但是，现有的船舶尾气排放存在以下缺陷：

市面上的船舶尾气排放存在排放效率低及排放效果差的问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种船舶尾气排放电气控制系统及方法，其能解决排放效率低及排放效果差的问题。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种船舶尾气排放电气控制系统，包括用于催化反应的反应器、尿素供给单元、用于提供补燃热量的补燃系统、用于提供流动动力的循环风机系统、用于开关的阀系统及直排通道，所述阀系统包括若干个开关阀，所述反应器分别与所述尿素供给单元、所述循环风机系统及所述直排通道连通，所述反应器分别在与所述尿素供给单元、所述循环风机系统及所述直排通道的连通管路中设置有开关阀；所述补燃系统分别与所述尿素供给单元、所述循环风机系统连通，所述补燃系统分别在与所述尿素供给单元、所述循环风机系统的连通管路上设置有开关阀。

进一步地，所述尿素供给单元包括还原剂计量单元及与还原剂计量单元连通的还原剂泵站。

一种船舶尾气排放电气控制方法，包括以下步骤：

直排步骤：船舶尾气沿直排通道排出，检测是否需要实施处理尾气，若是，执行下一步；

预热步骤：补燃系统运作并提供热量给循环风机系统，循环风机系统运作产生热风并流入反应器进行预热，检测是否达到预设温度，若是，执行下一步；

尾气处理步骤：尿素供给单元按照预设值提供尿素进入反应器，将尾气排入反应器中进行处理。

进一步地，在所述尾气处理步骤中，检测反应器中的催化剂是否失效，若是，发送信号至中央处理单元。

进一步地，所述的船舶尾气排放电气控制方法还包括硫化氢去除步骤：将尾气的排放路径修改为沿直排通道排出，补燃系统提高运作温度并提供热量给循环风机系统，循环风机系统运作产生高温热风并流入反应器进行反应以去除硫化氢。

进一步地，在所述硫化氢去除步骤中，检测催化剂是否符合要求，若是，发送信号至中央处理单元。

进一步地，所述的船舶尾气排放电气控制方法还包括降温步骤：关闭补燃系统，循环风机系统运作产生冷风并流入反应器进行降温。

进一步地，所述的船舶尾气排放电气控制方法还包括温度检测步骤：

检测温度是否符合要求，若是，将将尾气的排放路径修改为反应器，再次进行处理。

进一步地，所述的船舶尾气排放电气控制方法还包括标准检测步骤，检测尾气是否符合排放标准，若是，排出。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

通过反应的反应器、尿素供给单元、用于提供补燃热量的补燃系统、用于提供流动动力的循环风机系统、用于开关的阀系统及直排通道的配合实现了尾气或烟气排放过程中的长时间往复处理，既可以保障尾气或烟气的排放质量，又可以解决排放效率低及排放效果差的问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明船舶尾气排放电气控制系统中一较佳实施例的结构框图；

图2为图1所示船舶尾气排放电气控制系统的另一结构框图；

图3为船舶尾气排放电气控制系统的流程图。

图中：1、反应器；2、尿素供给单元；3、补燃系统；4、循环风机系统；5、阀系统。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1-2，一种船舶尾气排放电气控制系统，包括用于催化反应的反应器1、尿素供给单元2、用于提供补燃热量的补燃系统3、用于提供流动动力的循环风机系统4、用于开关的阀系统5及直排通道，所述阀系统5包括若干个开关阀，所述反应器1分别与所述尿素供给单元2、所述循环风机系统4及所述直排通道连通，所述反应器1分别在与所述尿素供给单元2、所述循环风机系统4及所述直排通道的连通管路中设置有开关阀；所述补燃系统3分别与所述尿素供给单元2、所述循环风机系统4连通，所述补燃系统3分别在与所述尿素供给单元2、所述循环风机系统4的连通管路上设置有开关阀。所述尿素供给单元2包括还原剂计量单元及与还原剂计量单元连通的还原剂泵站。结构新颖，设计巧妙，适用性强，便于推广。

具体的，阀系统5包括rbv、rsv、rtv、crv，船舶尾气排放电气控制系统还包括远程触摸屏，提供操作、控制、监测、数据存储等界面远程控制lp-scr控制箱，具备指令输出与设备信号反馈采集功能，连接lp-scr的主要结构与主机的控制系统。。

请参阅图3，一种船舶尾气排放电气控制方法，包括以下步骤：

直排步骤：船舶尾气沿直排通道排出，检测是否需要实施处理尾气，若是，执行下一步；具体的，船舶在排放控制区域外工作，主机烟气不经过反应器直接排出，此时，rbv打开，其余系统均为关闭状态。

预热步骤：补燃系统运作并提供热量给循环风机系统，循环风机系统运作产生热风并流入反应器进行预热，检测是否达到预设温度，若是，执行下一步；具体的，船舶在进入排放控制区域前的准备工作，目的是使烟气尽快达到lp-scr工作温度，此时烟气一部分直接排出，另一部分经过反应器，同时循环风机系统与补燃系统工作提高烟气温度，此时，rbv、rsv、rtv全开，循环风机系统启动，crv与补燃系统依据pid控制器按照设定的目标温度进行自动调节。

尾气处理步骤：尿素供给单元按照预设值提供尿素进入反应器，将尾气排入反应器中进行处理。在所述尾气处理步骤中，检测反应器中的催化剂是否失效，若是，发送信号至中央处理单元。具体的，此时烟气温度已经满足lp-scr的工作要求，烟气全部经过反应器，尿素供给单元开始工作，循环风机系统与补燃系统工作提高烟气温度，此时，rbv关闭，rsv、rtv打开。crv与补燃系统依据pid控制器按照设定的目标温度进行自动调节，尿素供给量依据pid控制器按照设定目标值进行自动调节。具体的，cbv依据pid调节方法进行自动调节，以设定目标温度为pid控制器的目标量，实时温度为pid控制器的反馈量，pid控制器的输出量为cbv阀开度的输入量，从而控制cbv阀的开度。补燃器的燃油消耗量依据pid调节方法进行自动调节，以设定目标温度为pid控制器的目标量，实时温度为pid控制器的反馈量，pid控制器的输出量为补燃器油路调节阀开度的输入量，从而控制补燃器的燃油消耗。尿素供给单元的尿素喷射量的pid调节方法进行自动调节，以设定目标尿素喷射量为pid控制器的目标量，实时喷射量为pid控制器的反馈量，pid控制器的输出量为尿素供给单元尿素供给路调节阀开度的输入量，从而控制尿素的喷射量。

硫化氢去除步骤：将尾气的排放路径修改为沿直排通道排出，补燃系统提高运作温度并提供热量给循环风机系统，循环风机系统运作产生高温热风并流入反应器进行反应以去除硫化氢。在所述硫化氢去除步骤中，检测催化剂是否符合要求，若是，发送信号至中央处理单元。

降温步骤：关闭补燃系统，循环风机系统运作产生冷风并流入反应器进行降温。

优选的，所述的船舶尾气排放电气控制方法还包括温度检测步骤：检测温度是否符合要求，若是，将将尾气的排放路径修改为反应器，再次进行处理。

标准检测步骤，检测尾气是否符合排放标准，若是，排出。通过反应的反应器、尿素供给单元、用于提供补燃热量的补燃系统、用于提供流动动力的循环风机系统、用于开关的阀系统及直排通道的配合实现了尾气或烟气排放过程中的长时间往复处理，既可以保障尾气或烟气的排放质量，又可以解决排放效率低及排放效果差的问题。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。