船舶柴油机尾气后处理SCR技术分析和应用

国际海事组织2008年10月批准了MARPOL附则Ⅵ的修正案,对NOX的排放实施严格限制,航运企业面临严峻的考验。通过对SCR(选择性催化还原)技术在船舶柴油机尾气处理工作原理的阐述,针对四冲程柴油机和二冲程柴油机的SCR系统结构不同,详细分析了SCR系统的工作流程和减排效果,并指出SCR技术的优点及必须重视的问题,预测分析了船舶柴油机应用SCR技术的前景。SCR系统可有效降低船舶NOX的排放量,并满足相关公约的要求,该技术配置在远洋船舶具有较好的应用前景。     

船用低速柴油机SCR系统的设计优化与试验分析

由于船舶机舱空间狭小,因此布置用于二冲程柴油机的SCR反应器和其管道较为困难.利用CFD模拟了在100％负荷下SCR反应器之前的尿素雾滴和排气的混合过程.模拟结果表明,当6S35ME-B9 SCR系统的旋转角和护盖展开角分别为15°和75°时,尿素与排气在较短的距离内能够形成良好的混合,并且整个系统压降小于1.4 kPa.对安装有SCR系统的6S35ME-B9柴油机进行了 100 h的测试,结果表明NOx排放从18.15 g/kWh降低到3.17 g/kWh.针对6S35ME-B9柴油机的SCR系统的设计和试验可以为实船上的SCR系统提供理论和应用基础.     

船舶二冲程柴油机热力过程仿真研究

针对船舶二冲程柴油机换气阶段不同于四冲程柴油机的规律,建立了船舶二冲程柴油机缸内热力过程仿真模型,研讨了模型仿真的边界条件。     

船舶柴油机使用SCR技术需解决的问题

SCR技术是满足船舶柴油机NOx排放第三层次标准的主要方法之一。介绍SCR系统的工作原理,对SCR技术在船舶使用条件下存在的排烟温度控制问题和催化剂失活问题进行讨论。     

船舶二冲程柴油机缸内过程建模和MATLAB模块探讨

本文针对船舶二冲程柴油机换气阶段的特殊性,探讨了船舶二冲程柴油机缸内过程中热力循环的特点和规律,建立了缸内过程的仿真模型,设计了相应的MATLAB/SIMULINK模块。     

基于PLC的船舶主机逻辑程序控制系统的研究

该遥控装置以德国西门子S7型可编程控制器（PLC）作为主控制器,适用于大型低速二冲程可反转柴油机,实现了主机遥控系统中逻辑程序控制的起动、换向、制动等功能。用PLC做主控制器可以根据机舱条件充分发挥PLC的优越性,使系统更广泛的应用于各种类型船舶。     

基于三步法—船舶二级脱硝系统的控制设计

选择性催化还原(SCR)是一种被广泛应用于船舶柴油机尾气排放NO_x的后处理技术，但SCR脱硝系统具有大惯性、非线性以及不确定性的特点，使得常规控制方案不能较好地实现SCR脱硝系统的控制。以船舶柴油机的SCR脱硝系统为研究对象，搭建船舶二级脱硝系统模型，并设计三步法非线性控制器来跟踪氨覆盖率目标值；分析经济、标准、超载等3种工况下的脱硝率和氨逃逸量。结果表明：基于提出的三步法—船舶二级脱硝控制器，可进一步提高脱硝率、降低氨逃逸量。     

反馈控制技术在船舶废气SCR系统中的应用

船舶废气脱硝处理多采用选择性催化还原(SCR)技术将船舶废气中的氮氧化物转化为无污染的氮气和水。在SCR系统中利用控制器及监测设备对船舶废气脱硝处理过程实行自动监测及控制。结合船舶柴油机废气处理的特点,研究反馈控制技术在船舶废气脱硝系统中的应用,进一步提高船舶废气脱硝系统运行的控制精度及脱硝效率,增强了系统运行的稳定性及安全性。     

基于SCR技术提升船用柴油机技术及应用控制措施

随着全球日益重视环境环保意识的逐渐增强,船用柴油机上配备排放装置采用SCR机外净化技术,全球市场前景下应用船用柴油机SCR技术控制船舶柴油机NOx排放技术处理装置,有效降低船舶尾气氮氧化物的排放量,通过分析SCR技术设计原理、装置结构、关键设备催化反应器工作流程处理系统,降低NOx的影响机理,控制船用柴油机电控单体泵、高压共轨排放的有害污染物、气体,满足排放法规和日益严重排放的环境保护要求。     

船舶SCR系统还原剂制备、存储系统的设计

船舶柴油机产生氮氧化物对大气环境造成严重污染,针对该问题,采用模块化设计一种使用AUS40船用尿素溶液作为还原剂的船舶SCR系统,还原剂系统由纯水制备模块、尿素溶解模块、尿素溶液存储模块和电控系统组成。使用该系统制备的尿素溶液质量分数始终保持在39%~41%,且能在5℃~35℃范围内长时间低温保质存储。所设计的船舶SCR系统是在常规船舶尿素的存储和液化系统上做出的优化,实现船舶SCR系统中尿素溶液的制备及长时间安全稳定保存。     

基于区间约束GPC的船舶SCR脱硝系统多工况控制

不同工况下的船舶柴油机脱硝系统具有很强的非线性和时变性，常用的单一控制器难以准确控制，因此对船舶选择性催化还原（SCR）脱硝系统进行自适应控制研究尤为重要。从SCR的反应微分方程入手，建立船舶柴油机SCR脱硝系统的机理模型，并通过模型仿真的离线数据辨识建立不同工况下该系统的ARMAX模型；设计基于该模型的广义预测控制器以实现多工况的自适应控制。考虑到执行机构的使用寿命，加入区间约束算法，提出并设计带区间约束算法的广义预测控制（GPC）控制器。研究结果表明：与传统的GPC和模型预测控制（MPC）控制器相比，带区间约束的GPC控制器不仅能在变工况时保持较高的脱硝率，而且能显著减少执行器的动作次数，从而提高船舶柴油机SCR脱硝系统的使用寿命。     

PSO-BP神经网络在船舶二级脱硝系统中的应用

随着国际海事组织（IMO）标准Tier III标准的实施，船舶柴油机尾气中的氮氧化物（NOx）的排放受到了更严格的限制。选择性催化还原脱硝技术因其高效、可靠等优势成为船舶柴油机NOx减排的主要选择。本文先根据SCR反应机理在MATLAB中搭建一级SCR脱硝系统和二级SCR脱硝系统模型，通过仿真结果对比，发现加入二级脱硝系统后，脱硝率可以得到提高。鉴于BP网络预测精度较低，本文将粒子群（PSO）算法加入到BP权值训练过程中，利用PSO-BP 神经网络预测 SCR-DeNOX系统出口处NOX浓度。结果表明：PSO-BP 神经网络不但可以预测SCR-DeNOX系统出口处的NOX浓度，而且与传统BP 神经网络相比可以提高预测结果的精度，为有效控制喷氨量、降低氨气逃逸量提供帮助。     

船舶柴油机进排气系统故障仿真软件设计与实现

船舶柴油机进排气系统可以监测许多柴油机运行时的数据,例如柴油机工作时的进排气温度、涡轮增压器的转速和压气温度等。通过对柴油机进排气系统的数据监测可以直接显示出柴油机是否正常运转。对MTU 20V956TB92型船舶柴油机进排气系统进行研究,利用计算机仿真技术,建立船舶柴油机进排气系统仿真软件。操作人员通过使用船舶柴油机进排气系统的仿真软件可提升对故障的诊断能力,并对相关故障进行解除和恢复。此方法具有成本低和效率高等优点。     

浅谈SCR技术在船舶中的应用与验证

<正>随着全球大气污染对人类生活的影响越来越严重，国际上对大气污染的防治措施不断升级。船舶运行中使用化石燃料排放的废气是导致大气污染的重要因素，船舶在对硫氧化物进行排放控制的基础上，对氮氧化物(NOx)的控制也越来越严格。在现有的柴油机技术条件下，仅依靠机内措施很难大幅度降低 NOx的排放，于是尾气处理装置选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)技术被开始在船舶柴油机上应用。柴油机配置SCR系统，     

中国船柴交验全球首套Tier Ⅲ主机+低压SCR系统

正近日,中国船舶重工集团柴油机有限公司(中国船柴)在青柴公司成功交验国内首台满足TierⅢ6S35MEB+低压SCR船用低速柴油机。这也是国内制造的全球首套满足TierⅢ排放的主机+低压SCR系统。该主机与SCR系统试验成功,为中国船柴生产满足TierⅢ排放标准主机积累了经验,增强了绿色环保智能型低速船用柴油机制造能力,提升了市场竞争力。该套系统将安装在中船澄西船舶修造有限公司为     

基于随机森林和支持向量机的船舶柴油机故障诊断

针对船舶低速二冲程柴油机故障的分析问题,提出基于随机森林和支持向量机的船舶柴油机故障诊断方法。对船舶低速二冲程柴油机MAN BW 6S50MC-C建立故障仿真模型并验证其有效性;在此基础上,通过故障仿真模型生成故障样本。运用基于随机森林的VarSelRF特征选择算法对故障数据进行降维,提出运用支持向量机对降维后的故障数据进行分类的方法。通过仿真试验验证并分析该方法的有效性。     

基于PLC的船用SCR废气减排与综合利用

近年来,国家越来越重视对环境的保护,加强对各种交通工具的排放控制,通过一些措施对其进行废气减排。船舶作为一种大型的交通运输工具,在为交通运输业与经济发展做出巨大贡献的同时,也对自然环境造成了较大污染。船用柴油机会产生很多的含有氮氧化物的废气,事实证明这些氮氧化物对大气具有很大危害。而选择性催化还原系统(SCR系统)是一种专门针对氮氧化物的控制减排技术,可以有效的减少船舶柴油机废气中50%以上的氮氧化物。本文基于PLC技术,对船用的SCR废气减排与综合利用系统进行了系统的分析与研究。     

船舶废气高压SCR系统管路应力分析计算

船舶废气选择性催化还原技术（SCR）作为柴油机废气中高温氮氧化物处理的主要方法,近几年被广泛应用在海洋运输行业。SCR系统管路的合理设计对于保障船舶SCR系统安全稳定运行起到至关重要的作用。以MAN 7S50ME低速主机系统为例,在考虑高压SCR系统管路受内、外部载荷及工况等因素下,对高压SCR系统管路在不同工况载荷下对各个受力点进行管路膨胀量分析、应力分析,分析薄弱点,调整固定支撑点、滑动支撑点及膨胀节等局部的结构,最终确定满足台架试验的系统管路。     

船舶选择性催化还原(SCR)系统

针对Tier III排放标准,本文综述了选择性催化系统在船舶柴油机的应用,论述了SCR系统的组成及原理,介绍了实际使用中的维护管理。     

711所获得全球首张低速机SCR系统CCS型式认可证书

正经过3年的刻苦钻研,711所成功研制了拥有自主知识产权的低速机低压SCR系统,并于日前获得了由中国船级社颁发的全球首张低速机SCR系统型式认可证书,这标志着711所已形成低、中、高速柴油机等主流船舶动力SCR系统的设计、研发