本實用新型涉及船用柴油機(jī)，特別是一種船用柴油機(jī)NO_X減排裝置選擇性催化還原(Selective Catalyst Reduction，以下簡稱SCR)系統(tǒng)中的尿素噴射系統(tǒng)。

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)，因而船用柴油機(jī)的尾氣排放中氮氧化物(NO_X)的量在ECA區(qū)域須有一定的控制。

選擇性催化還原(SCR)是一種可以有效地降低柴油機(jī)煙氣中的氮氧化物排放的技術(shù)，因此應(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，利用尿素通過熱解或水解生成的氨氣做為還原劑，在催化劑作用下與氮氧化物發(fā)生催化還原反應(yīng)，將氮氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨夂退Ｄ蛩刈鳛檫€原劑來源，一定的噴射壓力使其在噴射時能充分霧化，最大限度地產(chǎn)生氨氣，且產(chǎn)生的氨氣與氮氧化物可以充分的混合，提高反應(yīng)效率。

SCR系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，需要通過尿素控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，使尿素的噴射量及噴射壓力隨柴油機(jī)的負(fù)荷及尾氣中NO_X的量變化而變化，從而使系統(tǒng)在Tier III模式下穩(wěn)定運(yùn)行。在SCR系統(tǒng)停止后，尿素噴射系統(tǒng)要能夠?qū)娚湎到y(tǒng)進(jìn)行空氣吹掃，防止噴嘴堵塞。因此，SCR系統(tǒng)對尿素噴射系統(tǒng)的自動化程度和穩(wěn)定性要求較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種船用柴油機(jī)選擇性催化還原尿素噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自動控制尿素噴射量及噴射壓力，使尿素溶液充分的與氮氧化物混合，實現(xiàn)還原劑與催化劑的充分反應(yīng)。保證船用柴油機(jī)的氮氧化物NO_X減排系統(tǒng)的反應(yīng)器正常工作。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種船用柴油機(jī)選擇性催化還原尿素噴射系統(tǒng)，其特點在于包含泵組單元、空氣單元和計量單元：

所述的泵組單元包含：第1手動截止閥、第2手動截止閥、第5手動截止閥、第6手動截止閥、第9手動截止閥、第10手動截止閥、第1 單向閥、壓力控制閥、第1濾器、第一泵、第1儀表閥、第2儀表閥、第1壓力表和第2壓力表；

所述的空氣單元包含：第11手動截止閥、第12手動截止閥，第1 電磁閥、第2電磁閥、第1調(diào)壓閥、第2調(diào)壓閥、第3濾器、第3儀表閥、第4儀表閥、第3壓力表和第4壓力表；

所述的計量單元包含：第13手動截止閥、第14手動截止閥、第15 手動截止閥、第16手動截止閥、第17手動截止閥、第3電磁閥、第4 電磁閥、第5電磁閥、第3單向閥、第4單向閥、第5單向閥、第4濾器、第5濾器和第3調(diào)壓閥；

上述元器件的連接關(guān)系如下：

自尿素溶液輸入管路通過管路依次連接所述的第1手動截止閥、第 1濾器、第2手動截止閥、第5手動截止閥、第1泵、第1單向閥、第6 手動截止閥、第10手動截止閥后，再與所述的計量單元的第14手動截止閥相連，在所述的第2手動截止閥和所述的第5手動截止閥之間的管路上經(jīng)所述的第1儀表閥與所述的第1壓力表相連；在所述的第 5手動截止閥和第1泵之間的管路中連接有壓力傳感器，在所述的第1 泵和第1單向閥之間的管路中連接有壓力傳感器和溫度傳感器，在所述的第6手動截止閥和第10手動截止閥之間的管路中經(jīng)所述的第2儀表閥與所述的第2壓力表相連，所述的第6手動截止閥和第10手動截止閥之間的管路還連接有管路，該管路依次經(jīng)所述的壓力控制閥、第9手動截止閥連接至尿素罐；

自壓縮空氣輸入管路通過管路依次連接所述的第11手動截止閥、第 3濾器、第1調(diào)壓閥、第1電磁閥、第12手動截止閥、第2電磁閥與所述的計量單元的第13手動截止閥相連，在所述的第1調(diào)壓閥和第1電磁閥之間的管路經(jīng)所述的第3儀表閥與所述的第3壓力表相連，在所述的第2電磁閥和進(jìn)入所述的計量單元的管路中連接有壓力傳感器；所述的壓縮空氣管路還分路經(jīng)第2調(diào)壓閥與所述的第2電磁閥相連，在所述的第2調(diào)壓閥與所述的第2電磁閥的管路中通過第4儀表閥與所述的第4 壓力表相連，

所述的計量單元有兩路：

與所述的空氣單元相連的一路，由管路依次連接的第13手動截止閥、第4濾器、第3調(diào)壓閥、第3電磁閥、第14手動截止閥和第5單向閥構(gòu)成，所述的第5單向閥的輸出端經(jīng)管路與尿素噴嘴相連，在所述的第3 調(diào)壓閥和第3電磁閥的管路上設(shè)有壓力傳感器；

另一路與所述的泵組單元相連，由管路依次連接的第15手動截止閥、第5濾器、第5電磁閥、第16手動截止閥、第17手動截止閥和第4單向閥構(gòu)成，所述的第4單向閥的輸出端經(jīng)管路與尿素噴嘴相連，在所述的第5電磁閥和第16手動截止閥之間的管路中設(shè)有壓力傳感器；

所述的泵組單元中還有與依次相連的第一手動截止閥、第1濾器、第二手動截止閥管路并聯(lián)的互為備用管路：該管路由依次相連第3手動截止閥、第2濾器和第4手動截止閥構(gòu)成。

所述的泵組單元中還有與依次相連的所述的第7手動截止閥、第2 泵、第2單向閥和第8手動截止閥的管路與所述的第5手動截止閥、第 1泵、第1單向閥和第6手動截止閥依次相連的管路互為備用，在所述的第7手動截止閥和第2泵的管路上設(shè)有壓力傳感器，在所述的第2泵和第2單向閥之間的管路上設(shè)有壓力傳感器和溫度傳感器。

本實用新型船用柴油機(jī)SCR尿素噴射系統(tǒng)，在SCR系統(tǒng)運(yùn)行過程中，由SCR控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)尿素噴射系統(tǒng)中尿素泵的輸出流量，通過壓力控制閥使由泵中流出的尿素溶液保持一定的壓力流入計量單元，并使過量的尿素溶液返回尿素罐中。空氣單元和計量單元則根據(jù)尿素的需求量調(diào)節(jié)空氣的噴射壓力，從而保證尿素溶液的充分霧化。在SCR系統(tǒng)停止后，可以通過空氣單元和計量單元對本系統(tǒng)的噴射管路進(jìn)行吹掃，防止噴射系統(tǒng)長時間運(yùn)行后殘余在尿素管路的尿素結(jié)晶使管路堵塞。

本實用新型還可以根據(jù)主機(jī)廢氣排量能實時控制尿素的噴射流量，保證廢氣與尿素溶液在不同工況下充分反應(yīng)。

本實用新型的特點：可以根據(jù)主機(jī)負(fù)荷及廢氣排量自動實時調(diào)節(jié)尿素噴射量與空氣噴射壓力，并使管道中尿素溶液的壓力維持恒定，保證柴油機(jī)在不同工況條件下SCR系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在SCR系統(tǒng)停止運(yùn)行時，可以吹掃尿素噴射系統(tǒng)，防止管路及噴嘴的堵塞，延長噴射系統(tǒng)的使用壽命。

附圖說明

圖1是本實用新型船用柴油機(jī)NO_X減排裝置SCR的尿素噴射系統(tǒng)最佳實施例的示意圖。

圖2是本實用新型泵組單元最佳實施例的示意圖

圖3是本實用新型空氣單元最佳實施例的示意圖

圖4是本實用新型計量單元最佳實施例的示意圖

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和最佳實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，以求更為清楚明白的理解本實用新型的結(jié)構(gòu)和使用過程，但不能以此來限制本實用新型的保護(hù)范圍。

圖1是本實用新型船用柴油機(jī)NO_X減排裝置SCR的尿素噴射系統(tǒng)最佳實施例的示意圖。由圖可見，本實用新型船用柴油機(jī)選擇性催化還原尿素噴射系統(tǒng)，包含泵組單元、空氣單元和計量單元：

所述的泵組單元包含：第1手動截止閥V01、第2手動截止閥V02、第3手動截止閥V03、第4手動截止閥V04、第5手動截止閥V05、第6 手動截止閥V06、第7手動截止閥V07、第8手動截止閥V08、第9手動截止閥V09、第10手動截止閥V10、第1單向閥V13、第2單向閥V14、壓力控制閥V15、第1濾器F01、第2濾器F02，第一泵P01、第二泵P02、第1儀表閥V11、第2儀表閥V12、第1壓力表B01和第2壓力表B02；

所述的空氣單元包含：第11手動截止閥V201、第12手動截止閥V202，第1電磁閥V207、第2電磁閥V208，第1調(diào)壓閥V203、第2調(diào)壓閥V204、第3濾器F201、第3儀表閥V205、第4儀表閥V206、第3壓力表B201 和第4壓力表B202；

所述的計量單元包含：第13手動截止閥V301、第14手動截止閥V302、第15手動截止閥V303、第16手動截止閥V304、第17手動截止閥V305、第3電磁閥V307、第4電磁閥V308、第5電磁閥V309、第3單向閥V310、第4單向閥V311、第5單向閥V312、第4濾器F301、第5濾器F302和第3調(diào)壓閥V306；

上述元器件的連接關(guān)系如下：

自尿素溶液輸入管路通過管路依次連接所述的第1手動截止閥V01、第1濾器F01、第2手動截止閥V02、所述的第5手動截止閥V05、第1 泵P01、第1單向閥V13、第6手動截止閥V06、第10手動截止閥V10 后，再與所述的計量單元的第14手動截止閥V302相連，在所述的第2 手動截止閥V02和所述的第5手動截止閥V05之間的管路上經(jīng)所述的第 1儀表閥V11與所述的第1壓力表B01相連；在所述的第5手動截止閥V05和第1泵P01之間的管路中連接有壓力傳感器，在所述的第 1泵P01和第1單向閥V13之間的管路中連接有壓力傳感器和溫度傳感器，在所述的第6手動截止閥V06和第10手動截止閥V10之間的管路中經(jīng)所述的第2儀表閥V12與所述的第2壓力表B02相連，在所述的第6 手動截止閥V06和第10手動截止閥V10之間的管路還連接有管路，該管路依次經(jīng)所述的壓力控制閥V15、第9手動截止閥V09連接至尿素罐；所述的泵組單元中還有與依次相連的第一手動截止閥V01、第1濾器F01、第二手動截止閥V02管路并聯(lián)的互為備用管路：該管路由依次相連第3 手動截止閥V03、第2濾器F02和第4手動截止閥V04構(gòu)成。

所述的泵組單元中還有與依次相連的所述的第7手動截止閥V07、第2泵P02、第2單向閥V14和第8手動截止閥V08的管路與所述的第五手動截止閥V05、第1泵P01、第1單向閥V13和第6手動截止閥V06 依次相連的管路互為備用，在所述的第7手動截止閥V07和第2泵P02 的管路上設(shè)有壓力傳感器，在所述的第2泵P02和第2單向閥V14之間的管路上設(shè)有壓力傳感器和溫度傳感器。

自壓縮空氣輸入管路通過管路依次連接所述的第11手動截止閥 V201、第3濾器F201、第1調(diào)壓閥V203、第1電磁閥V207、第12手動截止閥V202、第2電磁閥V208，再與所述的計量單元的第13手動截止閥V301相連，所述的第1調(diào)壓閥V203和第1電磁閥V207之間的管路經(jīng)所述的第3儀表閥V205與所述的第3壓力表B201相連，在所述的第2 電磁閥V208和進(jìn)入所述的計量單元的管路中連接有壓力傳感器；所述的壓縮空氣管路還有分管路，該分管路經(jīng)第2調(diào)壓閥V204與所述的第2 電磁閥V208相連，在所述的第2調(diào)壓閥V204與所述的第2電磁閥V208 的管路中通過第4儀表閥V206與所述的第4壓力表B202相連，

所述的計量單元有兩路：

與所述的空氣單元相連的一路，由管路依次連接的第13手動截止閥 V301、第4濾器F301、第3調(diào)壓閥V306、第3電磁閥V307、第14手動截止閥V302和第5單向閥V311構(gòu)成，所述的第5單向閥V311的輸出端經(jīng)管路與尿素噴嘴相連，在所述的第3調(diào)壓閥V306和第3電磁閥V307 的管路上設(shè)有壓力傳感器；

另一路與所述的泵組單元相連，由管路依次連接的第15手動截止閥 V303、第5濾器F302、第5電磁閥V309、第16手動截止閥V304、第17 手動截止閥V305和第4單向閥V312構(gòu)成，所述的第4單向閥V312的輸出端經(jīng)管路與尿素噴嘴相連，在所述的第5電磁閥V309和第16手動截止閥V304之間的管路中設(shè)有壓力傳感器；

系統(tǒng)工作情況如下：

整個尿素噴射系統(tǒng)分為兩路，一路為壓縮空氣，一路為尿素溶液。

壓縮空氣由空氣單元進(jìn)入，通過計量單元流入噴嘴中

尿素溶液由泵組單元流入，通過計量單元進(jìn)入噴嘴，同時流入的壓縮空氣使尿素溶液在噴嘴中形成霧化效果。

1，壓縮空氣一路的工作過程：

A，尿素噴射在工作狀態(tài)時，V201和V202是打開的，V207、 V208、V307由控制系統(tǒng)開啟，但V308是關(guān)閉狀態(tài)。壓縮空氣經(jīng)過濾器F201(過濾水分)和調(diào)壓閥V203(粗調(diào))流入計量單元。

B，壓力表B201測量調(diào)壓閥后的壓力，V205起到保護(hù)作用，防止壓力過大損害壓力表。

C，由空氣單元流出的壓縮空氣經(jīng)F301、調(diào)壓閥V306(細(xì)調(diào)) 和單向閥V311(防止壓縮空氣回流)流入噴嘴。

D，在尿素噴射工作之前和停止工作之后，SCR控制系統(tǒng)使 V207、V307關(guān)閉，而打開V308，此時，空氣由V204一路流入計量單元，然后通過單向閥V310流入噴嘴，實現(xiàn)對噴嘴的清掃功能，防止噴嘴結(jié)晶堵塞。

2，尿素溶液一路工作過程：

A，工作時，V01、V02、V05、V06、V09、V10、V303、V304、 V305和V309是打開狀態(tài)。尿素溶液由過濾器F01過濾后進(jìn)入泵中，經(jīng)過單向閥V13流入計量單元。

B，壓力表B01測量進(jìn)入泵之前的壓力，B02測量泵之后的壓力，V11和V12起到保護(hù)作用，防止壓力過大損害壓力表。

C，當(dāng)B02中顯示壓力超過限定值時，V15自動打開，分流以降低過量的壓力，使多余的尿素溶液流回尿素儲存罐中。

D，由泵組單元流出的尿素溶液經(jīng)過濾器F302,電磁閥V309 (由控制系統(tǒng)控制)和單向閥V312(防止尿素溶液回流)進(jìn)入噴嘴。

E，泵P01接收SCR控制系統(tǒng)信號，調(diào)節(jié)功率來控制尿素溶液的流量。

F，當(dāng)泵組單元中泵P01出故障，則啟動P02，F(xiàn)02和P02作為備用線路。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。實驗表明，本實用新型可以根據(jù)主機(jī)負(fù)荷及廢氣排量自動實時調(diào)節(jié)尿素噴射量與空氣噴射壓力，并使管道中尿素溶液的壓力維持恒定，保證柴油機(jī)在不同工況條件下SCR系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在SCR系統(tǒng)停止運(yùn)行時，可以吹掃尿素噴射系統(tǒng)，防止管路及噴嘴的堵塞，延長噴射系統(tǒng)的使用壽命。

本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種調(diào)整、變化和改進(jìn)，這些調(diào)整、變化和改進(jìn)在不偏離本實用新型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)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書限定。