[发明专利]一种降低渔船双燃料机NOX排放的喷水装置

说明书

技术领域

本发明涉及双燃料机技术领域，具体为一种降低渔船双燃料机NO_X排放的喷水装置。

背景技术

2010至今，已有多种柴油机船开展了内河船舶柴油-LNG 混合动力实船改造和航行试验。然而航行试验统计资料表明，国产改装双燃料机NOx 排放性能只是略好于纯燃油模式，NOx排放未有明显改善，远没有达到国际海事组织Tier III 的NOX的排放标准。我国内河船舶大气污染物排放第一部标准《船舶发动机排气污染物排放限值及测量方法（中国第一、二阶段）》，也称国排，现已进行二次征求意见，具体出台时间应为期不远。渔船主机是国排的限制对象，其第二阶段要求NOx排放下降36%以上。显然，目前国产改装双燃料机NOx排放是达不到该要求的。渔船双燃料机以后走向市场将受到NOx 排放的硬性限制。

NOx排放影响因素主要是高温、富氧和在高温富氧下停留时间。降低三者中任一影响因素均可降低NOx排放。现在柴油机机外降低NO_X措施最有效的有加水降排、废气再循环EGR和选择性催化转化SCR。

废气再循环EGR理论上能降低40～50%NOx排放。通过排气阀定时延迟，使气缸内的残余废气增多，减少氧含量从而达到减少NOx 生成。但是内部EGR 因为没有冷却，对降低燃烧温度不利。

选择性催化转化SCR以尿素作还原剂, 以钒等的氧化物作触媒, 将氮化物还原为氮气。SCR技术无需改变柴油机的结构设计且不影响柴油机的正常运行就可达到非常低的排放量(NOx甚至可减少90%)。但初投资较大;维护管理费用高;在低负荷情况下, 由于排气温度的限制而失去作用。

喷水装置作为一种成本低廉的降排措施，是柴油机NOx的降排的一个重要措施。柴油机中加水降排措施主要有水乳化法_FWE 、空气增湿技术和直接喷水技术DWI。显然水乳化法并不适于双燃料机。

空气增湿技术优点是:1)进气道可以喷入大量的水,通过大幅度降低气缸内燃烧的温度,降低NOx排放,当水量为燃油的3倍时,NOx排放可以降低70%; 2)和缸内直接喷水一样,可以在不同工况下喷入不同量的水;3)发动机系统机构改变不大。4)可以降低燃油消耗率。缺点是:1)喷水量过大,会使液态水进入气缸,液态水滴稀释缸套上的润滑油膜, 易造成缸套磨损问题。2)对颗料PM排放没有效果。

缸内直接喷水技术主要应用于大型低速柴油机，需要独立的高压供水系统和喷射控制系统对喷射正时和喷射量进行控制，系统复杂度较高，且由于背压高，喷水嘴的寿命较短，对水的清洁度也有严格要求。总体来看缸内直接喷水的实现难度大，成本高，耐久性差，不适宜应用于中、高速柴油机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由水泵从纯净水箱吸水，由于稳压阀作用，使水泵流出水压稳定为2个大气压，多余水回流至纯净水箱，ECU电子控制单元根据曲轴位置传感器，在活塞处于排气冲程后期，将水量通过喷咀喷入气缸。ECU电子控制单元通过脉宽和喷射周期来控制喷水电磁阀，实现喷水量控制，并接收水量传感器数值加以调整，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种降低渔船双燃料机NO_X排放的喷水装置,主体为双燃料机，双燃料机上设置有若干个气缸、排温传感器、转速传感器及曲轴位置传感器，排温传感器、转速传感器及曲轴位置传感器通过导线与ECU电子控制单元电连接，还包括纯净水箱，纯净水箱依次与水泵、水量控制阀、流量计及喷咀串行连接，水量控制阀通过导线与ECU电子控制单元电连接，喷咀为若干个，设置位置分别与气缸相对应。

优选的，水泵上设置稳压阀，稳压阀内水压稳定为0.2MPa。

优选的，稳压阀上连接溢流管一端，溢流管另一端与纯净水箱导通。

优选的，还包括水量传感器，水量传感器固定设置在流量计与喷咀之间管路上，水量传感器通过导线与ECU电子控制单元电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明由水泵从纯净水箱吸水，由于稳压阀作用，使水泵流出水压稳定为2个大气压，多余水回流至纯净水箱，ECU电子控制单元根据曲轴位置传感器，在活塞处于排气冲程后期，将水量通过喷咀喷入气缸。ECU电子控制单元通过脉宽和喷射周期控制控制喷水电磁阀，实现喷水量的控制，并接收水量传感器数值加以调整，进而实现空气增湿的效果。