SCR反应器对船用柴油机性能影响仿真分析

以某船用中速柴油机为仿真对象,利用AVL_Boost软件建立带有SCR反应器的整机模型,分析SCR反应器对柴油机性能影响。结果表明,在E3和D2工况下,SCR反应器所产生的压降随转速和负荷率的增大,呈线性化增大。加入SCR反应器对柴油机的经济性和动力性均有所降低,除E3额定况点外,其余工况点降低幅度均小于5%。通过对SCR反应器的仿真分析,可对该型柴油机SCR反应器的选型设计有一定指导意义。     

某船用柴油机SCR反应器含氮化合物的浓度场特性

建立船用柴油机选择性催化还原(SCR)反应器模型,研究船用柴油机在1 000 r/min、75%负荷工况下SCR反应器内部含氮化合物(HNCO、NH_3、NO、NO_2)的浓度场特性。研究结果表明:HNCO水解是尿素SCR系统产生NH_3的重要来源,其水解速率远高于NO、NO_2和NH_3的反应速率;在SCR反应器前端,随着时间推移,NH_3浓度先升高再急剧下降至稳定状态,而在中后端则呈现相反现象;NO和NO_2在SCR反应器前端基本不反应,而在SCR反应器中后端随时间推移基本呈先降后升的趋势;HNCO、NH_3、NO和NO_2在典型横截面的浓度分布均呈不均匀的"十"字形分布,且大都呈现截面中心及边界中线周围浓度较高而截面4个对角浓度较低的分布规律。     

船用柴油机选择性催化还原(SCR)系统关键技术研究

结合船机SCR系统的应用背景、船上应用环境和适用的国际法规等,进行了充分调研和分析,研究船用柴油机SCR系统(包括各子系统及设备)的关键技术,提出船用SCR系统的设计、试验和检验的方案和建议。     

船用柴油机高压SCR系统强度及变约束分析

选择性催化还原(SCR)系统在工作时会承受重力、内压、高温负荷和腐蚀性气体的作用，这些因素直接影响系统的安全可靠运转，有必要采用合理的方式对其进行强度校核。以某型柴油机高压SCR系统为例，对其强度进行仿真分析，结果表明：管道两端法兰的轴向位移均高于径向位移，计算点距离固定支撑点越远，轴向位移越大；柴油机高压SCR系统经应力线性化处理，在垂直和倾斜工况下的应力强度整体低于3倍许用应力S_m；不同约束方式下反应器支撑的应力强度差别较大，底面约束状态下的应力强度整体大于侧面约束状态。     

船用SCR技术现状及发展

船用选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)技术是1项高效的NO_X脱除技术，已经在船舶领域得到了广泛应用，但随着环保要求调整与能源结构的变化，船用SCR技术也需要相应调整。目前船用SCR多使用尿素-选择性催化还原(Urea-SCR)技术，此技术受船用燃料油中杂质及烟气排气温度影响较大。其中，船用燃料油中的硫(S)及碱性金属等物质含量高，对催化剂的毒副作用明显，限制了船用SCR的使用。船舶主要使用柴油机，决定了烟气排气温度变化区间，通过影响尿素水解产NH₃效果、SCR反应器布置形式及催化剂活性，最终影响尾气脱硝效果。上述现状表明，使用船用燃料油的船舶，带废气加热的LP-SCR系统设计将是SCR设计的重要方向；寻找产NH₃效率高及控制精确的安全NH₃源(或方式)，对于船用SCR系统发展也起到了至关重要的作用；提高燃料品质、降低烟气中毒副作用限制，可为研制发展船用新型低温、抗毒催化剂提供基础。由于碳中和目标，低碳、零碳燃料船舶将是全球趋势，使得燃烧后排气不同，进...     

船用选择性催化还原设备设计及试验要点

针对目前船用选择性催化还原(SCR)设备还没有广泛生产应用的现状,结合SCR系统原理和船用设备的使用特点,提出船用SCR设备设计和试验要求,以期给船用SCR设备研究机构、设备制造厂以及检验机构等提供一些参考意见。     

船舶柴油机SCR技术经济性分析

利用具体数据对选择性催化还原技术的经济性进行分析,从而证明SCR技术不仅能有效减少船舶柴油机氮氧化物的排放,而且在消耗费用上也非常乐观。     

某船用柴油机SCR系统混合器结构参数仿真优化

在某船用柴油机SCR反应器及尿素喷射系统结构参数优化的基础上,建立SCR混合器三维仿真模型,研究SCR混合器叶片角度和安装位置对SCR系统的混合均匀性、压力损失、NH₃逃逸、NOx转化率的影响。仿真结果表明：混合器叶片角度为15°、安装位置离喷嘴下游75mm时,可使催化剂进口截面的NH₃分布均匀性系数提高4.5%,NOx转化率提高6%。     

催化剂对船用柴油机SCR脱硝反应效率影响的数值研究

文章运用商用软件Star CCM+对某船用柴油机不同工况下尾气脱硝反应进行了数值模拟,并研究了催化剂厚度、层数对SCR脱硝反应效率的影响。将各工况下NO转化效率的计算值和试验值进行对比,验证了方法的有效性;进而研究了催化剂厚度和层数对NO转化效率的影响。结果表明,NO转化效率随催化剂厚度的增大而增大,但过大的催化剂厚度会对反应釜流场产生较大阻滞作用,合理布置催化剂层数有助于提高NO转化效率。     

某船用柴油机SCR系统匹配性能试验分析

针对某船用柴油机,在D2试验循环模式下进行原机和加装SCR系统后的性能对比试验,分析SCR反应器在无尿素喷射时对柴油机排气特性和经济性的影响,同时还分析按氮氨比为1∶1进行尿素喷射时SCR系统的工作性能。试验结果表明:柴油机安装SCR系统后,排气背压和排气温度均有所上升;经济性略有下降,额定工况下降低幅度在1%左右;虽然增压器后NOX排气浓度增大,但NOX质量流量下降幅度较大,额定工况下降幅度为12.3%,尿素基本喷射量标定计算应以加装SCR反应器后的柴油机排气参数为依据;NOX加权比排放由原机的12.63 g/k Wh降低到11.52 g/k Wh,降低了8.7%。按氮氨比为1∶1的比例进行尿素喷射时,SCR系统能满足Tire III的NOX排放限值要求。研究结果可为SCR系统设计和尿素喷射量的标定提供一定的指导依据。     

船用柴油机高压共轨技术的发展

介绍了不同时期具有代表性的船用柴油机高压共轨燃油系统,并从系统适用性、总体布置、关键零部件结构等多个层面分析了该项技术的发展趋势。     

船用柴油机监测系统设计

针对船舶柴油机运行参数监测的需求,设计基于英飞凌XC886微控制器的船舶柴油机监测系统,系统可采集柴油机运行过程中各种温度、压力、转速等参数,通过RS -232发送数据至上位机,实现在线监测柴油机运行状态.     

船用柴油机SCR催化器载体结构参数仿真优化

利用AVL_BOOST软件建立了某船用柴油机SCR催化器仿真模型,通过响应面优化法和BBD试验设计法开展仿真试验,得到以NO_X转化率为目标函数,压降和NH_3滑移量为约束条件的回归方程。通过回归方程对SCR催化器载体结构参数进行优化,优化结果为:横截面积为0.069m~2,长度0.833m,载体孔密度为22/cm~2,涂层厚度0.01mm,载体壁厚0.15mm。     

我国船舶大功率柴油机现状与发展趋势

分析对比了国内外船舶大功率柴油机的现状、技术发展趋势及存在的差距,提出了我国发展船舶大功率柴油机的思路和建议。     

专利引进船用柴油机标准化技术分析

对我国专利引进船用柴油机标准化技术的状况进行了技术分析,并对我国船用柴油机标准化技术工作面临的挑战,提出了建议。     

船用柴油机扫气系统辅助鼓风机的选择

讨论了船用柴油机扫气系统中辅助鼓风机的选择。指出在低负荷时,由于压气机工作在非额定工况下,其压力不能满足扫气系统的要求,必须配备辅助鼓风机。目前有些系统配备的辅助鼓风机,在5%~10%负荷时存在压力不足的情况,建议选用比转速更小的鼓风机。