SCR系統是用于處理柴油機廢氣使之符合國際海事組織(IMO)《防污公約》(MARPOL)附件 Vl 關于氮氧化物排放的“Tier IlI”2016年規定:n<130RPM NOx限值3.4g/kWh;130RPM≤n<2000RPM NOx限值9XN-0.2g/kWh;n≥2000RPM NOx限值1.96g/kWh。
工作原理:將尿素溶液通過化學反應分解為NH3,分解出的NH3在反應器催化劑作用下與廢氣中NOx反應生成N2、H2O。從而降低了廢氣中的氮氧化物含量。反應方程式如下:
分解尿素過程如下:
(NH2)2CO (aq) → (NH)2CO(s) + H20 (g)
(NH)2CO (s) → NH3 (g) + HNCO (g)
HNCO (g) + H20 (g) → NH3 (g) + CO2 (g)
反應器催化劑上的氮氧化物還原反應如下:
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
2NO + 2NO2 + 4NH3 → 4N2 + 6H2O
2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O
船用低速機HeNOx主要部件包括:一個反應器 NOx 還原反應發生的裝置和 一個用于噴射和分解尿素的多功能供給系統。AIG 和混合器安裝在上面,用于排氣和分解后的還原劑混合,而且 N-WACS(NOx 報警和控制系統)用于控制和監控整個系統。
一、 反應器單元包括:反應器(為脫硝裝置)、用于安裝和支撐催化劑的結構;對氮氧化物進行還原反應的催化劑;吹灰器安裝在每層催化劑的前面用于清除催化劑上堆積的煙灰。
二、 催化劑: 安裝在脫硝裝置上的鈦基催化劑將氨與廢氣中的氮氧化物發生反應,將后者轉化為對人體無害的水和氮。
三、 還原劑供給單元利用尿素供應泵,從還原劑儲罐向還原劑供給單元供應還原劑溶液。利用還原劑流量計和還原劑流量控制閥來控制 還原劑的流量到適當的水平。當系統停止時,還原劑加藥裝置用水和空氣從管道中凈化尿素。
四、 輔助系統(燃燒器)提供分解尿素溶液或再生催化劑所需的熱量,由鼓風機單元、燃燒器單元和文丘里管組成。
控制系統:
主要有 SCR 控制箱(SCR Control Box)、 SCR 執行機構(SCR Execution Device)、SCR 監控觸摸屏(SCR Monitor HMI)組成,對外信號主要是主機側 SCR 控制系統 (SCR Control System)、報警監控系統(AMS)。 SCR 執行機構按功能分,主要包括:還原劑計量單元 (Dosing Unit)、還原劑泵站單元(Pump Unit)、主閥系統 (Valve System)、輔助系統(Auxiliary System)與相關 傳感器(Sensors)組成。 SCR 控制箱主要控制設備包括:觸摸屏、CPU、信號發送 /采集模塊等。其是控制系統核心,主要功能是:接收/發送 外部指令、采集外部信號,控制 SCR 執行機構以實現 SCR 系 統功能。 SCR 監控觸摸屏安裝于集控室內,是 SCR 控制箱的遠程 操作屏,即操作員可以在集控室內完成 SCR 系統的所有功能 的操作與監控。
設備運行的前提條件:
一、 環境溫度10---45℃,主機負荷25%---100%,船用柴油(MGO)的含硫量≤0.1% ( 適用標準 . 船用柴油 ISO 8217-2010, DMA, DMX, DMZ . 也可以使用類似的油)。
二、 廢氣工作溫度≥220℃,壓縮空氣: ISO 8573-1,水的硬度≤10°dH, PH值6.5—8,氯化物含量≤50mg/l.
SCR 控制系統的操作:
控制模式的選擇、運行模式的切換、操作模式的使用.
一、 控制模式的選擇:遙控和本地控制??梢酝ㄟ^控制箱上的旋鈕進行選擇。
二、 SCR 系統運行模式包括:
1、Preparing SCR 模式;
2、SCR Start 模式;
3、SCR Stop 模式。
其中,SCR Stop 模式又包括: (1)SCR Normal Stop 模式; (2)SCR Stop due to External Dosing Handling System failure 模式; (3)SCR Stop due to External Valve System failure 模 式; (4)SCR Stop due to ABS Regeneration Active 模式。
1、Preparing SCR 模式運行過程如下:
(1)前提條件:SCR 處于 Tier II 狀態,各系統處于 Ready 狀態;
(2)SCR CS:向 SCR CB 發出 Engage SCR 信號;
(3)External Valve System: VAR 打開、然后 VBR 打開、 最后 RBV 關閉,向 SCR CS 發出 All flow through SCR 信號;
(4)External Dosing Handling System: 無動作;
(5)Soot Blowing System: 吹灰系統運行;
(6)Auxiliary System: 輔助系統的通風功能在 Tier II 23 狀態下運行,此時關閉。
2、SCR Start 模式運行過程如下:
(1)前提條件:SCR 處于 Prepare Tier III 狀態,各系統 處于 Ready 狀態;
(2)SCR CS:向 SCR CB 發出 Enable Reduc. Agent Inj. 信號;
(3)External Valve System: 保持 VAR 打開、VBR 打開、 RBV 關閉;
(4)External Dosing Handling System: 無動作、等待反 應器溫度達到設定值;
(5)Soot Blowing System: 吹灰系統運行;
(6)Auxiliary System: 輔助系統的補燃功能可以手動開 啟對反應器進行加熱;
(7)External Dosing Handling System:反應器溫度達到 設定值,向 SCR CS 發出 Enable Reduc. Agent Inj. Available 信號、Reduc. Agent Feedback 信號;
(8)SCR CS:向SCR CB發 Reduc. Agent Set point信號。
3、SCR Stop 模式即為 SCR 停機模式,根據停機原因可以分為:
1)SCR Normal Stop 模式,為 SCR 正常停機模式,該模 式 SCR 系統無停機故障;
過程如下:
(1)前提條件:SCR 處于 Tier III 狀態,各系統處 Ready 狀態;
(2)SCR CS:向 SCR CB 解除 Enable Reduc. Agent Inj. 信號、Reduc. Agent Set point 信號;
(3)External Valve System: 保持 VAR 、VBR 打開、RBV關閉;
(4)External Dosing Handling System: 停機,向 SCR CS 解除 Enable Reduc. Agent Inj. Available 信號、Reduc. Agent Feedback 信號;
(5)Soot Blowing System: 吹灰系統運行;
(6)Auxiliary System: 輔助系統的補燃功能可以手動關 閉;
(7)SCR CS:處于 Flush period 階段,等待煙氣吹掃時間 結束,向 SCR CB 解除 Engage SCR 信號;
(8)External Valve System: RBV 打開、然后 VBR 關閉、 最后 VAR 關閉,向 SCR CB 解除 All flow through SCR 信號。
2)SCR Stop due to External Dosing Handling System failure 模式,為 SCR 故障停機模式,該故障為 External Dosing Handling System 停機故障觸發。
過程如下:
(1)前提條件:SCR 處于 Tier III 狀態,各系統處于 Ready 狀態;
(2)External Dosing Handling System: 停機,向 SCR CS 解除 Dosing System Ready 信號、Enable Reduc. Agent Inj. Available 信號、Reduc. Agent Feedback 信號;
(3)SCR CS:向 SCR CB 解除 Engage SCR 信號、Enable Reduc. Agent Inj.信號、Reduc. Agent Set point 信號;
(4)External Valve System: 保持 VAR 打開、VBR 打開、 RBV 關閉,處于 Flush period 階段,等待煙氣吹掃時間結束;
(5)Soot Blowing System: 吹灰系統停機;
(6)Auxiliary System: 輔助系統的通風功能啟動;
(7)External Valve System: Flush period 結束,RBV 打 開、然后 VBR 關閉、最后 VAR 關閉,向 SCR CB 解除 All flow through SCR 信號。
3)SCR Stop due to External Valve System failure 模 式,為 SCR 故障停機模式,該故障為 External Valve System 停機故障觸發;
過程如下:
(1)前提條件SCR 處于Tier III狀態,各系統處于 Ready 狀態;
(2)External Valve System: 向SCR CS解除External Valve System Ready 信號、All flow through SCR 信號,RBV 打開、 VBR 與 VAR 保持打開;
(3)SCR CS:向 SCR CB 解除 Engage SCR 信號、Enable Reduc. Agent Inj.信號、Reduc. Agent Set point 信號;
(4)External Dosing Handling System: 停機,向 SCR CS 解除 Enable Reduc. Agent Inj. Available 信號、Reduc. Agent Feedback 信號;
(5)Soot Blowing System: 吹灰系統停機;
(6)Auxiliary System: 輔助系統的通風功能啟動。
4)SCR Stop due to ABS Regeneration Active 模式,為 SCR 因硫酸氫胺物質再生停機模式,該模式 SCR 系統無停機故障。
過程如下:
(1)前提條件:SCR處于Tier III狀態,各系統處于Ready 狀態;
(2)Auxiliary System: 向SCR CS發出 Regeneration Active 信號;
(3)SCR CS:向 SCR CB 解除 Engage SCR 信號、Enable Reduc. Agent Inj.信號、Reduc. Agent Set point 信號;
(4)External Valve System: RBV 打開、VBR 關閉、VAR 保 持打開,向 SCR CS 解除 All flow through SCR 信號;
(5)External Dosing Handling System: 停機,向 SCR CS 解除 Enable Reduc. Agent Inj. Available 信號、Reduc. Agent Feedback 信號;
(6)Soot Blowing System: 吹灰系統停機;
(7)Auxiliary System: 輔助系統的補燃功能啟動;
操作模式:
SCR 控制系統的操作模式包括:自動操作模式(系統自動運行)、手動操作模式(需要手動啟停設備)、工程師操作模式(需要權限,僅用于系統調試)。
催化劑活性診斷:
催化劑活性診斷是判斷催化劑是否需要再生的重要方 法。通常可以選擇在主機穩定負荷運行工況下,通過調節還原劑噴射量,來觀察廢氣出口 NOx 濃度變化情況,并以此判 斷催化劑的性能衰減情況。需要說明的是,當主機處于變工況運行時,該測試不適合進行。
日常檢查:
1、 有無跑冒滴漏。2、氣瓶壓力在0.6—0.8Mpa。3、定期在停機后打開反應器人孔查看催化劑堵塞,用壓縮空氣清潔。
SCR 控制系統安保:
分為 Alarm(不會影響 SCR 系統當前工作)與 Shutdown(為停機故障報警) 兩類。
根據SCR系統運行模式只有觸發 External Valve System failure 或External Dosing Handling System failure 時,SCR 系統才會故障停機,否則只停機對應Shutdown 的子系統而不影響SCR系統當前運行狀態。
使SCR系統停機的故障包括:
(1) 控制系統(Control System)Shutdown
(2) 管路系統(Piping System)與反應器(Reactor)的 Shutdown
(3) 泵站單元(Pump Unit)與計量單元(Dosing Unit) 的 Shutdown
而吹灰系統(Soot Blowing System)Shutdown 將會停止 Soot Blowing System,并不會直接停止 SCR 系統。輔助系統(Auxiliary System)Shutdown 將會停止 Auxiliary System,并不會直接停止SCR系統。
該系統在非限制區時也需要定期檢查,對各個設備部件進行必要的維護保養,使其始終處于隨時可用狀態。由于尿素難于存放,一般船舶不會長期存放大量的尿素。因此需要船舶根據航次任務在前往限制區如歐洲時提前申請足量的尿素。提前檢查試驗SCR 系統的工況和處理效果,以免被罰款。 船員培訓找船的良心平臺——航運e家,在上面能查全國最新的船員培訓班期,培訓費價格低,辦證60元/本,還有免費題庫刷題,大家找船也能看看有沒有合適的崗位,感興趣的朋友可以點擊下方圖片進小程序看看:
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