船舶用脱硫系统的制作方法

本发明涉及一种船舶用脱硫系统。

背景技术：

近年来，随着对船舶的废气管制的强化，在一般海域中，规定必须使用硫磺成分为0.5％以下的燃油或采取具有与之相等的效果的代替措施。相对于此，例如，硫磺成分为0.5％以下的燃油的成本较高，因此作为代替措施，进行了在船舶中设置脱硫装置的应对(例如，参考专利文献1)。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-233702号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术课题

例如，在油轮等大型船舶中，与用于驱动船舶的推进装置的主机的主机发动机一并，例如搭载有与主机分开设置的发电机发动机或用于向装卸设备等供给蒸汽的辅助锅炉等使用燃油并排除废气的多个发动机。在搭载这种多个发动机的船舶中，要求能够有效地利用受限的船内空间并且有效地进行脱硫处理的脱硫系统。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够有效地利用受限的船内空间并且有效地进行脱硫处理的船舶用脱硫系统。

用于解决技术课题的手段

本发明所涉及的船舶用脱硫系统具备：发电机，与主机分开设置于船舶且具有发电机发动机；辅助锅炉，生成向具有蒸汽机且进行所述船舶中的装卸作业的装卸设备供给的致动流体；及脱硫装置，具有与所述发电机发动机及所述辅助锅炉的各排气口连接且进行来自所述发电机发动机的第1废气及来自所述辅助锅炉的第2废气的脱硫处理的共同的反应塔。

因此，能够使用共同的反应塔有效地实施来自发电机发动机的第1废气及来自辅助锅炉的第2废气的脱硫处理。并且，能够抑制反应塔的设置空间。由此，能够有效地利用受限的船内空间并且有效地进行脱硫处理。

在上述船舶用脱硫系统中，若将预定期间内的所述第1废气的排气量设为c1、将所述预定期间内的所述第2废气的排气量设为c2、将所述预定期间内的所述第1废气的排气喷出压力的平均值设为v1、将所述预定期间内的所述第1废气的排气喷出压力与所述平均值之差的最大值设为v2，则所述排气量c1、所述排气量c2、所述平均值v1及所述最大值v2可以满足以下关系。

(v2/v1)×(c1/c2)≤0.3

本发明人发现：在将发电机发动机和辅助锅炉连接于共同的反应塔的结构中，在从发电机发动机排出的第1废气的排气喷出压力脉动的情况下，该脉动会对辅助锅炉的稳定燃烧造成影响。即，反应塔或与反应塔连接的合流管内的压力会因第1废气的排气喷出压力的脉动而脉动，辅助锅炉的燃烧空气的流量也会受该影响而发生变动，因此将对辅助锅炉中的稳定燃烧造成影响。并且，本发明人发现：若将预定期间内的第1废气的排气量设为c1、将预定期间内的第2废气的排气量设为c2、将预定期间内的第1废气的排气喷出压力的平均值设为v1、将预定期间内的第1废气的排气喷出压力与平均值之差的最大值设为v2，则在排气量c1、排气量c2、平均值v1及最大值v2满足(v2/v1)×(c1/c2)≤0.3的关系的情况下，可减轻对辅助锅炉中的稳定燃烧的影响。因此，在本方式中，设为满足上述关系的结构，因此可减轻对辅助锅炉中的稳定燃烧的影响。

上述船舶用脱硫系统可以具备：控制部，通过控制所述发电机及所述辅助锅炉的负荷，使所述排气量c1、所述排气量c2、所述平均值v1及所述最大值v2满足所述关系。

因此，通过由控制部控制发电机及辅助锅炉的负荷，能够使排气量c1、排气量c2、平均值v1及最大值v2有效地满足(v2/v1)×(c1/c2)≤0.3的关系。

上述船舶用脱硫系统可以具备：配管，连接所述辅助锅炉的排气口与所述反应塔，所述配管具有加宽部，该加宽部通过减小所述最大值v2，使所述排气量c1、所述排气量c2、所述平均值v1及所述最大值v2满足所述关系。

因此，在加宽部中，第1废气的脉动得到抑制，最大值v2的值得以减轻，因此能够使排气量c1、排气量c2、平均值v1及最大值v2满足(v2/v1)×(c1/c2)≤0.3的关系。

在上述船舶用脱硫系统中，所述反应塔可以与所述主机发动机的排气口连接，进行来自所述主机发动机的第3废气的脱硫处理。

因此，能够使用共同的反应塔有效地进行第1废气、第2废气及第3废气的脱硫处理，能够抑制反应塔的设置空间。并且，装卸作业在船舶的停泊期间、即主机发动机的运转停止时进行。因此，来自辅助锅炉的第2废气在不排出来自主机发动机的第3废气的期间排出。因此，能够在不增加反应塔的容量的情况下有效地进行第1废气、第2废气及第3废气的脱硫处理。

发明效果

根据本发明，能够从发电机发动机及辅助锅炉中包含的废气中有效地进行脱硫处理，能够抑制反应塔的设置空间。

附图说明

图1是表示第1实施方式所涉及的船舶及船舶用脱硫系统的一例的图。

图2是示意地表示第1废气的排气喷出压力脉动的状况的图表。

图3是示意地表示排气喷出压力的脉动传播的状况的图表。

图4是表示辅助锅炉中的燃烧空气的变动比例的图表。

图5是表示第2实施方式所涉及的船舶及船舶用脱硫系统的一例的图。

图6是表示辅助锅炉中的燃烧空气的变动比例的图表。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明所涉及的船舶用脱硫系统的实施方式进行说明。另外，本发明并不限定于本实施方式。并且，下述实施方式中的构成要件中包括本领域技术人员能够且容易进行替换的构成要件或实质上相同的构成要件。

＜第1实施方式＞

图1是表示第1实施方式所涉及的船舶100及船舶用脱硫系统sys的一例的图。图1所示的船舶用脱硫系统sys搭载于油轮等船舶100。船舶100通过由主机10驱动推进装置61来行进。作为主机10，例如使用柴油机、蒸汽涡轮机等。主机10具有主机发动机11。主机发动机11例如为包括气缸及活塞的内燃机。并且，主机10可以具有与主机发动机11连接的发电机。主机发动机11从排气口11a排出废气(第3废气)g3。

船舶用脱硫系统sys具备发电机20、辅助锅炉30、脱硫装置40及控制部50。

发电机20向船舶100的照明设备、仪器、泵等电动设备62供给电力。发电机20与主机10分开设置。此时，发电机20具有作为动力源的发电机发动机21。作为发电机20，例如可举出柴油发电机等。发电机发动机21例如具有包括气缸及活塞的内燃机和设置于该内燃机的增压器。

发电机发动机21从排气口21a排出第1废气g1。发电机发动机21的排气口21a与排气管25连接。因此，从排气口21a排出的第1废气g1在排气管25中流通。排气管25中设置有用于测定第1废气g1的排气喷出压力的压力传感器22。压力传感器22的检测结果发送至控制部50。

例如，在设置有涡轮增压器等增压器的情况下，为了有效利用排气能，发电机发动机21在不压制排气喷出压力的情况下排出第1废气g1。此时，从发电机发动机21排出的第1废气g1的排气喷出压力p1根据来自发电机发动机21的内部的气缸的间歇的排气而脉动。

图2是示意地表示第1废气g1的排气喷出压力脉动的状况的图表。在图2中，纵轴表示排气喷出压力，横轴表示经过时间。如图2所示，第1废气g1的排气喷出压力p1以与来自发电机发动机21的气缸的间歇的排气的周期(与气缸数×转速成比例)对应的周期振动。

辅助锅炉30生成向具有蒸汽机的装卸设备63供给的致动流体。在本实施方式中，致动流体例如为蒸汽。另外，作为致动流体，只要能够将热能转换为动能，也可以为其他流体。作为装卸设备63，例如可举出移送燃油、海水等的移送泵等。并且，在油轮等船舶100中，装卸设备63例如包括用于作为载货的油的装卸作业的货油泵及货油泵涡轮。货油泵涡轮例如包括蒸汽涡轮。此时，例如与移送泵等其他装卸设备63相比，辅助锅炉30对货油泵涡轮供给大量的蒸汽。

辅助锅炉30从排气口30a排出第2废气g2。辅助锅炉30的排气口30a与排气管35连接。因此，从排气口30a排出的第2废气g2在排气管35中流通。排气管35中设置有用于测定第2废气g2的排气喷出压力的压力传感器32。压力传感器32的检测结果发送至控制部50。

脱硫装置40进行从发电机20排出的第1废气g1及从辅助锅炉30排出的第2废气g2的脱硫处理。作为脱硫装置40，可以为干式脱硫装置、湿式脱硫装置中的任一个。脱硫装置40具有反应塔41。反应塔41上连接有合流管45。合流管45经由排气管25与发电机发动机21的排气口21a连接。并且，合流管45经由排气管35与辅助锅炉30的排气口30a连接。来自发电机发动机21的第1废气g1和来自辅助锅炉30的第2废气g2在合流管45中合流。

该脱硫装置40进行从主机发动机11的排气口11a排出的废气g3的脱硝处理。即，船舶用脱硫系统sys将主机发动机11的脱硫装置用作脱硫装置40。合流管45经由排气管15与主机发动机11的排气口11a连接。因此，第1废气g1、第2废气g2及主机发动机11的废气g3在合流管45中合流。在合流管45中合流的各废气被送至反应塔41进行脱硫处理。

控制部50控制船舶100的动作。控制部50可以通过具有cpu(centralprocessingunit，中央处理器)等处理装置或ram(randomaccessmemory，随机存取存储器)、rom(readonlymemory，只读存储器)等存储装置的控制电路来实现，但也可以通过plc(programmablelogiccontroller，可编程序逻辑控制器)来实现。控制部50具有主机控制部51、发电机控制部52及锅炉控制部53。主机控制部51控制船舶100的主机10的动作。发电机控制部52控制发电机20的动作。锅炉控制部53控制辅助锅炉30的动作。

在上述船舶100航行的情况下，通过主机控制部51的控制使主机10运转，由主机10驱动推进装置61。此时，从主机10的主机发动机11排出废气g3。废气g3经由排气管15及合流管45被送往反应塔41，进行脱硫处理。

并且，为了使用船舶100的电动设备62，通过发电机控制部52的控制使发电机20运转。此时，从发电机20的发电机发动机21排出第1废气g1。第1废气g1经由排气管25及合流管45被送往反应塔41，进行脱硫处理。

另一方面，在船舶100停泊的情况下，通过主机控制部51的控制使主机10停止运转，停止推进装置61。此时，主机10的主机发动机11停止，废气g3的排出停止。在油轮等船舶中，在船舶100的停泊期间进行作为载货的油的装卸作业。此时，为了向作为装卸设备63的货油泵涡轮供给蒸汽，通过锅炉控制部53的控制使辅助锅炉30运转。从辅助锅炉30的排气口30a排出第2废气g2。第2废气g2经由排气管35及合流管45被送往反应塔41，进行脱硫处理。

在船舶100中，即使在停泊期间也使用电动设备62，因此为通过发电机控制部52的控制使发电机20运转的状态。因此，在船舶100的停泊期间进行装卸作业的情况下，来自主机发动机11的废气g3的排出停止，从发电机发动机21排出的第1废气g1和从辅助锅炉30排出的第2废气g2被送往合流管45。

上述船舶用脱硫系统sys为发电机发动机21和辅助锅炉30与共同的反应塔41连接的结构。具体而言，为发电机发动机21的排气口21a和辅助锅炉30的排气口30a与反应塔41的合流管45连接的结构。本发明人发现：在这种结构中，在从发电机发动机21排出的第1废气g1的排气喷出压力脉动的情况下，该排气喷出压力的脉动经由合流管45传播到辅助锅炉30的燃烧空气的流量中，对辅助锅炉中的稳定燃烧造成影响。

图3是示意地表示排气喷出压力的脉动传播的状况的图表。在图3中，纵轴表示排气喷出压力，横轴表示经过时间。图3中示出了表示发电机发动机21的排气喷出压力p1的曲线(符号为p1)、表示辅助锅炉30的排气喷出压力p2的直线(符号为p2)、表示合流管45的排气喷出压力p3的直线(符号为p3)及表示反应塔41的排气喷出压力p4的直线(符号为p4)。

如图3所示，合流管45的排气喷出压力p3因第1废气g1的排气喷出压力p1的脉动而脉动。与该合流管45连接的辅助锅炉30的排气喷出压力p2与合流管45的排气喷出压力p3之间的差压因该排气喷出压力p3的脉动而发生变动，辅助锅炉30的燃烧空气的流量受该影响而振动，有时会对辅助锅炉30的稳定燃烧造成影响。

相对于此，本发明人发现：若将预定期间内的第1废气g1的排气量设为c1、将预定期间内的第2废气g2的排气量设为c2、将预定期间内的第1废气g1的排气喷出压力的平均值设为v1(参考图2)、将预定期间内的第1废气g1的排气喷出压力与平均值之差的最大值设为v2(参考图2)，则在排气量c1、排气量c2、平均值v1及最大值v2满足以下关系的情况下，可减轻对辅助锅炉30中的稳定燃烧的影响，并且也有可能能够无视对稳定燃烧的影响。

(v2/v1)×(c1/c2)≤0.3……(1)

在上述式(1)中，(v2/v1)的值表示脉动变化相对于第1废气g1的排气喷出压力的平均值v1的比例。并且，(c1/c2)的值表示发电机发动机21的第1废气g1的排气量c1相对于辅助锅炉30的第2废气g2的排气量c2的比例。

图4是表示辅助锅炉30中的燃烧空气的变动比例的图表。在图4中，纵轴表示该辅助锅炉30中的燃烧空气的变动比例，横轴表示上述式(1)的左边即(v2/v1)×(c1/c2)的值。如图4所示，上述式(1)的(v2/v1)×(c1/c2)的值与辅助锅炉30中的燃烧空气的变动比例之间的关系由曲线l1表示。

本发明人发现：在燃烧空气的变动比例为x％的情况下，能够在辅助锅炉30中实现稳定燃烧。在此，x的值为作为稳定燃烧极限的值，例如为10(％)以上且20(％)以下。因此，根据图4的图表，在燃烧空气的变动比例为x％以下的情况下，即，在(v2/v1)×(c1/c2)的值为0.3以下的情况下，能够在辅助锅炉30中实现稳定燃烧。

因此，在本实施方式中，为了使上述式(1)中的(v2/v1)×(c1/c2)的值成为0.3以下，控制部50控制发电机20及所述辅助锅炉30的动作。例如，在启动辅助锅炉30时等低负荷运行辅助锅炉30的情况下，较低地设定辅助锅炉30中的燃烧空气的流量。即，较小地设定上述式(1)中的c2的值。在这种情况下，若较大地设定发电机发动机21的第1废气g1的排气量c1，则会导致上述式(1)的左边的值增加。

因此，在低负荷运行辅助锅炉30的情况下，控制部50通过将发电机发动机21的动作控制成第1废气g1的排气量c1的值减小，使(v2/v1)×(c1/c2)的值成为0.3以下。此时，控制部50可以根据从压力传感器22、32发送过来的检测结果来控制发电机发动机21及辅助锅炉30的动作。由此，即使在低负荷运行时，辅助锅炉30也能够实现稳定燃烧。

并且，例如，在从满足上述式(1)的关系的状态接近于不满足上述式(1)的关系的条件的情况下，控制部50也可以通过控制成减小发电机20的输出或控制成增加辅助锅炉30的输出来进行运转，以维持满足上述式(1)的关系的状态。

如上所述，本实施方式所涉及的船舶用脱硫系统sys具备：发电机20，与主机10分开设置于船舶100且具有发电机发动机21；辅助锅炉30，生成向具有上述发动机的装卸设备63供给的蒸汽；及脱硫装置，具有与发电机发动机21的排气口21a及辅助锅炉30的排气口30a连接且进行来自发电机发动机21的第1废气g1及来自辅助锅炉30的第2废气g2的脱硫处理的共同的反应塔41。

因此，能够使用共同的反应塔41有效地进行来自发电机发动机21的第1废气g1及来自辅助锅炉30的第2废气g2的脱硫处理。并且，能够抑制反应塔41的设置空间。由此，能够有效地利用受限的船内空间并且有效地进行脱硫处理。

在本实施方式所涉及的船舶用脱硫系统sys中，若将预定期间内的第1废气g1的排气量设为c1、将预定期间内的第2废气g2的排气量设为c2、将预定期间内的第1废气g1的排气喷出压力的平均值设为v1、将预定期间内的第1废气g1的排气喷出压力与平均值之差的最大值设为v2，则排气量c1、排气量c2、平均值v1及最大值v2满足以下关系。

(v2/v1)×(c1/c2)≤0.3

因此，根据本发明人的见解，通过将(v2/v1)×(c1/c2)的值设为0.3以下，能够使燃烧空气的变动比例成为作为稳定燃烧极限的值以下，能够在辅助锅炉30中实现稳定燃烧。

本实施方式所涉及的船舶用脱硫系统sys可以具备通过控制发电机20及辅助锅炉30的动作来满足(v2/v1)×(c1/c2)≤0.3的关系的控制部50。因此，通过由控制部50控制发电机20及辅助锅炉30的动作，能够实现辅助锅炉30中的稳定燃烧。

在本实施方式所涉及的船舶用脱硫系统sys中，反应塔41与主机发动机11的排气口11a连接，进行来自主机发动机11的第3废气g3的脱硫处理。因此，能够使用共同的反应塔41有效地进行第1废气g1、第2废气g2及第3废气g3的脱硫处理，能够抑制反应塔41的设置空间。并且，装卸作业在船舶的停泊期间、即主机发动机11的运转停止时进行。因此，来自辅助锅炉30的第2废气g2在不排出来自主机发动机11的废气g3的期间排出。因此，能够在不增加反应塔41或合流管45的容量的情况下有效地进行第1废气g1、第2废气g2及来自主机发动机11的废气g3的脱硫处理。

＜第2实施方式＞

图5是表示第2实施方式所涉及的船舶200及船舶用脱硫系统sys2的一例的图。图5所示的船舶用脱硫系统sys2中，连接发电机发动机21的排气口21a与合流管45的排气管的结构不同于上述第1实施方式，其他结构与第1实施方式相同。

如图5所示，船舶用脱硫系统sys2中的排气管125具有加宽部125a。加宽部125a的直径设定成大于其他部分。除设置有加宽部125a以外，排气管125为与第1实施方式的排气管25相同的结构。加宽部125a例如设置于其与合流管45的连接部分，但并不限定于此，也可以设置于其他部分。

图6是表示辅助锅炉30中的燃烧空气的变动比例的图表。在图6中，纵轴表示辅助锅炉30中的燃烧空气的变动比例，横轴表示发电机发动机21的排气系统中的加宽部125a的容积的大小。如图6所示，辅助锅炉30中的燃烧空气的变动比例与发电机发动机21的排气系统中的容积的大小之间的关系由曲线l2表示。如图6所示，发电机发动机21的排气系统中的加宽部125a的容积越大，辅助锅炉30中的燃烧空气的变动比例越小。

在本实施方式中，通过增加发电机发动机21的排气系统中的加宽部125a的容积，能够减小第1废气g1的排气喷出压力的脉动变化、即预定期间内的第1废气g1的排气喷出压力与平均值之差的最大值v2的值。因此，能够在上述式(1)的左边减小(v2/v1)的值。关于加宽部125a的直径，例如能够与第1实施方式相同地设定为排气量c1、排气量c2、平均值v1及最大值v2满足上述式(1)的关系。

如此，在本实施方式所涉及的船舶用脱硫系统sys2中，通过将加宽部125a设为满足上述式(1)的关系，能够使燃烧空气的变动比例成为作为稳定燃烧极限的值以下，能够在辅助锅炉30中实现稳定燃烧。另外，在本实施方式中，控制部50可以根据从压力传感器22、32发送过来的检测结果来控制发电机发动机21及辅助锅炉30的动作。由此，能够在辅助锅炉30中更可靠地进行稳定燃烧。

本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内适当加以变更。在上述实施方式的船舶用脱硫系统sys、sys2中，举例说明了将对主机发动机11的废气g3进行脱硫处理的脱硫装置用作脱硫装置40的情况，但并不限定于此。例如，也可以与主机发动机11用脱硫装置分开设置进行来自发电机发动机21的第1废气g1及来自辅助锅炉30的第2废气g2的脱硫处理的脱硫装置作为脱硫装置40。

符号说明

10-主机，11-主机发动机，11a、21a、30a-排气口，15、25、35、125-排气管，20-发电机，21-发电机发动机，22、32-压力传感器，30-辅助锅炉，40-脱硫装置，41-反应塔，45-合流管，50-控制部，51-主机控制部，52-发电机控制部，53-锅炉控制部，61-推进装置，62-电动设备，63-装卸设备，100、200-船舶，125a-加宽部，c1、c2-排气量，g1-第1废气，g2-第2废气，g3-第3废气，l1、l2-曲线，p1、p2、p3、p4-排气喷出压力，sys、sys2-船舶用脱硫系统。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(补正后)一种船舶用脱硫系统，其具备：

发电机，与主机分开设置于船舶且具有发电机发动机；

辅助锅炉，生成向具有蒸汽机且进行所述船舶中的装卸作业的装卸设备供给的致动流体；

脱硫装置，具有与所述发电机发动机及所述辅助锅炉的各排气口连接且进行来自所述发电机发动机的第1废气及来自所述辅助锅炉的第2废气的脱硫处理的共同的反应塔；及

配管，连接所述发电机发动机的排气口与所述反应塔，

所述配管具有加宽部，该加宽部减小预定期间内的第1废气的排气喷出压力与平均值之差的最大值。

2.根据权利要求1所述的船舶用脱硫系统，其中，

若将预定期间内的所述第1废气的排气量设为c1、将所述预定期间内的所述第2废气的排气量设为c2、将所述预定期间内的所述第1废气的排气喷出压力的平均值设为v1、将所述预定期间内的所述第1废气的排气喷出压力与所述平均值之差的最大值设为v2，则所述排气量c1、所述排气量c2、所述平均值v1及所述最大值v2满足以下关系，

(v2/v1)×(c1/c2)≤0.3。

3.根据权利要求2所述的船舶用脱硫系统，其具备：

控制部，通过控制所述发电机及所述辅助锅炉的负荷，使所述排气量c1、所述排气量c2、所述平均值v1及所述最大值v2满足所述关系。

4.(补正后)根据权利要求2或3所述的船舶用脱硫系统，其中，

所述加宽部通过减小所述最大值v2，使所述排气量c1、所述排气量c2、所述平均值v1及所述最大值v2满足所述关系。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的船舶用脱硫系统，其中，

所述反应塔与设置于所述主机的主机发动机的排气口连接，进行来自所述主机发动机的第3废气的脱硫处理。

说明或声明(按照条约第19条的修改)

权利要求1补正为“一种船舶用脱硫系统，其具备：发电机，与主机分开设置于船舶且具有发电机发动机；辅助锅炉，生成向具有蒸汽机且进行所述船舶中的装卸作业的装卸设备供给的致动流体；脱硫装置，具有与所述发电机发动机及所述辅助锅炉的各排气口连接且进行来自所述发电机发动机的第1废气及来自所述辅助锅炉的第2废气的脱硫处理的共同的反应塔；及配管，连接所述发电机发动机的排气口与所述反应塔，所述配管具有加宽部，该加宽部减小预定期间内的第1废气的排气喷出压力与平均值之差的最大值。”。

将权利要求4补正为“根据权利要求2或3所述的船舶用脱硫系统，其中，所述加宽部通过减小所述最大值v2，使所述排气量c1、所述排气量c2、所述平均值v1及所述最大值v2满足所述关系。”。