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专科毕业设计（论文）设计题目： 船舶柴油机SCR控制系统 系 部： 轮机工程 专 业： 轮机工程技术 班 级： 轮机091307 姓 名： 赵康乐 学 号： 091801130749 指导教师： 刘万鹤 职 称： 副教授 20 12 年6月 南京摘 要随着全球环境的日益恶化和人们环保意识的逐渐增强，控制发动机有害气体排放的要求日益强烈，船舶柴油机排放废气中的SOx和NOx等对大气环境造成的污染已经引起国际社会的广泛关注。基于此，IMO的MARPOL73/78公约在1997年新增了附则VI防止船舶造成空气污染规则，以加强船舶对大气污染的法律控制，并从2005年5月19日起，附则VI己正式开始实施。这就对我国的船舶工业提出了更高的要求，本论文通过对船用柴油机排放的国际公约、国内外船用柴油机排放的研究现状进行研究，结合我国的实际国情，旨在自主开发设计出船用SCR系统的控制系统。关键词：IMO；SCR；NOx； 控制系统； 船用柴油机 Abstract With the increasing deterioration of the global environment and the gradual strengtheningofthe awareness of environmental protection, The requirements about Controlling marine diesel engine harmful gases become more and more strict.The exhaust gases which contain SOx, NOx and so on have a bad influence on atmospheric environment. It has attractedextensiveattention fromtheinternational community. Based on this,In order to strengthen the legal control of atmospheric pollution, the International Maritime Organisations IMO MARPOL 73/78 Annex VI came out in 1997. andfrom May 19, 2005 on,Annex VIhasofficially came into force. Thisput forward higherrequirementsforChinasshipbuilding industry.In this thesis,throughthe study of International Conventiononthemarine diesel engine emissions and theresearch statusofthemarine diesel engineemissionsat home and abroad, according to our countrys situation, To design the independent development of Marine SCR scontrol system. Key Word: IMO； SCR；NOx；control system；Marine diesel engine目 录1 绪论 1 . 1 引言51 . 2 船用柴油机NOx排放控制措施81 . 3 影响NOx转化率的主要因素91 . 4 本课题的意义112 船机SCR系统结构功能介绍 12 2.1船机SCR反应描述12 22船机SCR系统的组成和功能12 2.3船机SCR系统的布置152 . 3 . 1二冲程低速柴油机SCR系统的布置 15 2 . 3 . 2四冲程高速机SCR系统的布置163 船机SCR系统控制系统的功能需求与方案设计及原理17 3 . 1控制系统的功能需求173 . 2 控制系统的方案设计183 . 3 控制系统的工作原理19结论 21致谢 22参考文献231绪论1.1引言2011年7月15日，在英国伦敦召开的IMO第62届海环会（MEPC62）徐徐落下了帷幕，除了世人瞩目的有关船舶二氧化碳减排方案以MARPOL附则VI修正案形式获得批准外，对中国柴油机制造业、造船厂影响巨大的氮氧化物技术规则（NOx Code修正案）和选择性催化还原系统导则（SCR导则，Selective Catalytic Reduction）也一并获得了通过。随着不断有新的区域被指定为排放控制区（ECA），意味着越来越多的船舶需要安装满足Tier III要求的柴油机，而目前满足该要求的成熟产品仅有SCR系统。说起对NOx Code进行的修订以及制定SCR导则，不得不提在第58届海环会上通过的MEPC.176(58)决议（MARPOL附则VI修正案）。该修正案已于2010年7月1日生效，其中第13条有关“氮氧化物（NOx）”规定：2016年1月1日或以后建造的船舶，若拟在第14条所规定的排放控制区（ECA，2011年8月1日起为北美区域）航行，对于船上安装的柴油机，当船舶在ECA区内航行时，应符合第13.5.1.1条规定的氮氧化物Tier III排放标准；当船舶在ECA区外航行时，符合13.4条规定的氮氧化物Tier II排放标准即可。而Tier III的标准相当于在原有Tier I标准基础上削减80%的NOx排放量（见图1-1）。对柴油机的排放是否满足要求，依据的是强制性的NOx Code（MEPC.177(58)决议），经过ISO8178测试循环1，见表1-1，由主管机关或其认可组织（RO，一般为船级社）检验后、在对NOx技术案卷批准基础上颁发柴油机排放证书（EIAPP证书）。而柴油机装船后必须在验船师根据MARPOL附则VI要求检验合格后，方能签发船舶防止空气污染证书（IAPP证书），这两个证书缺一不。表1-1 ISO 8178测试循环(a) 用于恒速运行的船用辅机的试验循环试验循环D2转速（%）100100100100100功率（%）10075502510加权系数0.050.250.30.30.1(b) 用于恒速船用主机的试验循环（包括电力推进柴油机和所有驱动调距桨的柴油机）试验循环E2转速（%）100100100100功率（%）100755025加权系数0.20.50.150.15 (c)用于按推进特性运行的船用主机和辅机的试验循环试验循环E3转速（%）100918063功率（%）100755025加权系数0.20. 50.150.15(d)用于变速、变负荷运行的船用辅机的试验循环试验循环C1转速额定转速中间转速怠速扭矩(%)10075501010075500加权系数0.150.150.150.10.10.10.10.15根据国外权威柴油机厂商研究，依据目前的技术水平和状况，如果采用废气再循环EGR（Exhaust Gas Recirculation）和湿空气动力系统HAM（Humidity Air Motor System）等技术，均需要结合柴油机的其他机内改造技术才能得到大比例的减排效果，但很难达到 80%及以上的减排水平。这意味着在一般情况下，柴油机需要配备NOx减少装置方能满足Tier III排放标准，目前仅有选择性催化还原系统（SCR）一种。基于此，多年来国外众多柴油机厂家一直在全力展开SCR的研发，并努力将其市场化。经过两年多的讨论，为让TierIII标准如期顺利实施，在西方国家的推动和IMO的配合下，最终在62届海环会环保会上通过了NOxCode修正案和SCR 导则。由于2011年8月1日起北美区域成为第一个NOx排放控制区（见图1-2），这意味着在不久的将来，凡是前往美国的船舶必须满足TierIII标准，例如，美国加州政府规定根据NOx排放值付费，波士顿港按照陆地上的要求对船舶进行限排。考虑到我国与美国的贸易量，加之船舶航线的不确定性和二手船的买卖，作者认为将有占绝对比例的船舶需要配备满足Tier III标准的柴油机。此外，62届海环会还通过了有关加勒比海的MARPOL附则VI修正案，根据该修正案的规定，该海域将于2013年1月1日成为新的NOx排放控制区。而目前还有不少欧洲国家（包括日本）也想效仿美国的做法，建立新的ECA，对船舶NOx、硫化物（SOx）、PM等排放进行更严格的控制（有消息称地中海区域可能会成为下一个ECA）。随着不断有新的区域被指定为ECA，意味着越来越多的船舶需要安装满足TierIII要求的柴油机，而目前满足该要求的成熟产品仅有SCR系统。 图1-2 北美拟规定的排放控制区边界国外生产厂家、船东和研究机构早在上世纪80年代末就开始了SCR的研发工作，具有代表性的有Munters公司、Hug engineering股份有限公司、Yarwil公司、DANSK TEKNOLOGI公司、SIEMENS公司、瓦锡兰公司、MAN公司等等。早在1989，MAN B&W 公司在6S50MC船用二冲程柴油机上使用了SCR系统，并将NOx比排放控制在2 g/kWh左右。随后，MAN BW公司与丹麦一家化学工程公司合作开发了船用SCR 系统，装于韩国至美国匹兹堡的2 艘30,000载重吨位的新船上。2010年，日本日立公司为一艘常规货船制造了型号为MAN B&W 6S46MC-C8的船用柴油机，该柴油机的最大输出功率为7MW，并在世界范围内首次安装SCR系统(选择性催化还原系统)，成为世界上首台满足IMO TierIII标准的船用发动机。MAN Diesel&Turbo公司证实，在世界范围内该发动机首次满足IMOTierIII法规中的全部排放条款2。到目前为止，SCR仍为该公司控制船舶NOx排放的主要技术。根据最新报道，日本NYK公司在相关方的配合下，已于2011年6月成功完成了首个为大型低速柴油机配套的SCR系统的海上试验（该柴油机安装在一艘92,300DWT的散货船上），而占全球垄断地位的MAN公司也首次在其大型低速柴油机（7000kW）上安装了SCR系统。1.2船用柴油机NOx排放控制措施柴油机的有害排放物包括氮氧化物、烟气、硫的氧化物及颗粒状排放物等，下面主要介绍氮氧化物的控制措施。由于降低燃烧温度能有效降低氧化物的排放，所以往燃烧室里加水并将可变燃油定时装置(Variable injection TimingVIT)设在“滞后”状态就成了行之有效的措施。(1)高压喷射。高压喷射采用较常规高得多的喷射压力（150Mpa）,小喷孔直径，较大的燃烧室开口，短的喷油持续期。研究表明，高压喷射改善了雾化质量，加大了喷油速率，增加了卷入油束的空气量，燃油与空气的混合和燃烧速度加快，颗粒排放显著降低。高喷射压力和短喷油持续期，可在喷油终点保持不变的情况下推迟喷油定时，从而在保证燃油消耗率和颗粒排放不变的情况下，使最高燃烧压力和Nox排放量降低。(2)电控喷神及引导喷射。既保证发动机性能，又抑制NOx和颗粒的生成。(3) 废气再循环。采用废气再循环后，由于进气中氧浓度降低，而使其热容量增加，以获得较低的燃烧温度，从而降低NOx的生成。但随着废气再循环量的增加，燃烧过程会变慢，以致使颗粒排放和油耗率增加。电控废气再循环和高压喷射是解决NOx和颗粒之间矛盾的有效措施之一。(4)直接喷水。直接喷水技术采用双喷嘴油头，一个喷油，一个喷水，水油比为0.4:0.7,将油水分层喷入气缸，这可以降低燃烧温度，从而降低NOx。喷水系统可以随时开关，而不影响柴油机的运转。(5)新型燃烧方式。柴油机缸内混合气的不均匀性，必然产生高的NOx排放。这主要是由于柴油机燃烧的主体是扩散燃烧，火焰前锋实际上是1.0的扩散火焰，其温度高达2700K，极有利于NOx的生成。为解决这一问题，近年来出现了许多新型燃烧方式，如“两阶段燃烧系统”和“稀薄燃烧系统”等。 1.3影响NOx转化率的主要因素1. 催化器性质。NH3-SCR系统要求催化剂具有高活性、抗毒能力强、机械强度和耐磨损性好、温度区间与发动机排气温度适应等特点。根据活性温度区问的不同，SCR系统可以使用的催化剂大致分为三类：Pt催化剂、V2O5-WO3/TiO2催化剂、沸石催化剂。其中，Pt催化剂由于对硫敏感，且温度窗口小，已经淘汰。V2O5-WO3/TiO2催化剂的反应温度窗口为200C 450C。沸石催化剂反应的温度窗口为320C 600C，虽然有很高的活性，但只有在高温下才具有耐S性。V2O5-WO3/TiO2催化剂相比具有较宽的活性温度区间和优异的耐S性，已在SCR系统上得到广泛的应用。2. NH3/NOX摩尔比。尿素喷射太少，会导致反应不充分，转化效率太低。喷射太多，会导致NH3进入大气，造成污染。所以，把NH3滑失控制在51010-6时的NH3/NOx比例是最合适的。图1-3 不同NH3/NOx比例下NOx的转化率和NH3滑失量3. 催化器温度。不同催化剂的温度窗口不同，由图1-4可知，常用的V2O5-WO3/TiO2和沸石催化剂在高温时比低温时的转化效率相对要大，当温度处于320C370C之间时，NOx转化效率最高。当温度高于550C后，一些催化剂，如钒等无法保持热力稳定，导致SCR不能正常工作。图1-4 催化器温度对转化率的影响4. 空速。空速的定义为：每小时流过催化剂的排气体积流量与催化剂容积之比，空速的倒数为接触时间。空速越小，反应物在催化器中停留的时间越长，反应越充分，转化效率越高。5. 尿素喷射与分解的影响。良好的尿素喷射和分解能获得良好的SCR低温运行性能。在低负荷情况和下，尾气没达到SCR最佳工作温度时，这时想要提高SCR的转化效率就只有更好地提高SCR的分解和混合程度。在主喷嘴前放一块薄板将起到涡流式混合器的作用，使尿素在局部和尾气实现充分的混合。不好的尿素混合会导致喷嘴堵塞和较差的尿素分布和分解。1.4本课题的意义尽管船机SCR技术在国外已经很成熟，但反观国内船舶行业，2001年前后，广船国际有限公司在其出口的某船舶上引入了SCR技术，船舶的主机和辅机均采用了西门子的SCR系统，在我国船舶建造中尚属首例9。2004年前后，南京金陵船厂在引入了Mutters公司的船机SCR系统。2007年浙江造船有限公司承建了一艘挪威船东委托建造的PX105海洋工程船，入级DNV船级社，在该船主机排气系统上成功安装了挪威Mecmar As公司提供的SCR系统10。除此之外，未见其它资料有过这方面报导。可见，有关船用SCR产品在国内基本上还是处于空白期，而要实现SCR产品的成熟化、产业化更是遥遥无期。尽管距离TierIII生效期还有一段时期，但面对这个巨大的挑战，我们要积极作出相应，开发设计出拥有自主产权的船机SCR系统。在62届海环会上，针对配备SCR系统的柴油机，爱尔兰和美国还要求进一步修订NOxCode，在初次检验后的定期检验中增加检验要求，确保当船舶航行在 ECA时能持续满足TierIII标准，一般情况下船舶会在SCR设备中装设开机/关机功能，仅当船舶航行在ECA时才使用“开机”模式，这些就能节省大量的SCR运行费用。经过讨论，环保会决定由BLG分委会考虑NOx排放连续监测设备的可得性、经济性、效益和可靠性。对于我国而言， 这实际上也是一次机遇，如果在结合研发SCR系统过程中开发出满足要求的连续监测设备，不仅打破西方对此项技术的垄断，为我国的航运业争得利益，而且还具有广阔的市场前景。262船机SCR系统结构功能介绍2.1船机SCR反应描述高温、富氧和氮与氧在高温环境中长时间停留，是柴油机燃烧过程中促进NOx生成的三要素。在燃油燃烧阶段，柴油机气缸内温度最高的区域将会生成NOx，在这些区域的大气中的氮和氧发生二次反应，从而产生NOx。NOx生成的反应应该是可逆的，也就是说，当温度降低时，氮氧化物应分解为基本反应要素。不幸的是，由于周期温度的快速降低，这个结果并不会发生。NOx在高温下产生，在相对低的温度下凝结和存在。在低温下扭转这种反应是可行的，但需要催化剂材料和额外的反应物。在SCR系统中，催化剂材料是五氧化二钒。在其表面，氮氧化物分子与额外的反应物氨反应生成氮气和水，新化合物和尾气气流混合后离开催化剂表面。柴油机尾气中并没有氨，所以需要额外添加。对于船舶来说，考虑到安全因素，尿素是最合适的。氨是剧毒物质，如果在船上泄漏将会非常危险。另一方面，尿素是一种无害的化合物，可以直接处理，无需任何特别的防护措施，它以白色小晶体的形式存在。通常我们使用40%的尿素水溶液来代替固体尿素。一旦尿素溶液喷入尾气中，首先水分蒸发，其次尿素进行自己的热分解，在废气的高温下，尿素分子分解成氨和二氧化碳。2.2船机SCR系统的组成和功能SCR系统由以下几个部分组成，它们在降低NOx的过程中起着不同的作用，主要的组成部分如下：u 催化剂u 催化器u 吹灰器u 泵单元u 计量单元u 喷射系统u 控制单元 催化剂催化剂涂在陶瓷砖的蜂窝状结构内，以便最大限度地增加尾气与催化剂的接触表面积。SCR的反应温度大致在250500之间，但是最适宜的温度因为某些因素的原因被限制在一个狭窄的窗口，为了达到足够的反应速率，并避免尾气中成分凝结导致催化剂失活和结垢，最低温度通常介于300350之间，烧轻油的可以适当降低。 催化器每台机器都会有一个反应器，通常由铁做成，它主要的功能是容纳催化剂，在催化器上一般还安装有吹灰器。 吹灰器在催化器上装有一套吹灰器，它的作用是防止催化剂堵塞，吹灰器按时序将沉积在催化剂入口的灰尘吹掉。用于吹灰器的空气通常来自于船舶的日用空气系统。 泵单元一个泵单元可以同时为几台柴油机服务，泵单元将尿素从尿素罐中打到系统的其它部分，使尿素的压力达到合适的水平然后喷入尾气流中。 计量单元SCR控制器将流量指令通过CAN发给计量单元，计量单元根据流量指令控制尿素的喷射量。 喷射系统尿素的喷射需要压缩空气的辅助，喷射器由一个安装法兰、一个喷枪和一个喷嘴组成。法兰直接安装在排气管上，喷枪由两个同轴管组成，内管流的是尿素溶液，外管流的是压缩空气。喷枪要足够长，以使喷嘴能够处在尾气管的中央。这两种介质在喷嘴混合，压缩空气确保尿素溶液喷射到尾气流时的良好细化。喷嘴到催化器的入口需要一定的距离，以使水完全汽化，使尿素成分解为氨。 控制系统控制系统安装在一个钢制的控制箱中，接收来自发动机的负荷和氮氧化物信号，并计算需要注入的尿素用量。喷射和吹灰都纳入控制系统中。控制系统（见图2-1）根据发动机负荷和转速调节尿素的喷射量，确保始终喷入必要数量的尿素。如果系统处在备用模式，当发动机启动时尿素喷射将会自动激活。催化剂的温度达到规定的限制将会触发尿素的喷射，相应地，当发动机停止时尿素停喷，喷射系统会自动吹扫尿素。控制单元 压缩空气控制电磁阀 尿素泵 发动机吹灰电磁阀 尿素罐 尿素喷射控制阀图2-1控制系统 局限性SCR系统的工作温度介于250和500之间，高于500时陶瓷支架将会被烧坏而失去作用。也存在着两个低温限制，首先，低温会使转化因子减小，从而使催化剂效率受到限制。其次，低温会使SO2和氨发生副反应。产物是硫酸氢铵（ABS），一种棘手的化合物，可以堵塞催化剂。图2-2展示了尿素起始喷射尾气最低温度和燃油中硫含量的关系。即使在硫酸氢铵（ABS）产生的情况下，如果检测前SCR完全堵塞，这种情况仍然是可以补救的。增加排气的温度（例如，通过增加发动机的负荷）可以使硫酸氢铵被粗略的烧掉，从而使堵塞的通道释放。图2-2 SCR进口处最低温度要求取决于燃料含硫量2.3船机SCR系统的布置2.3.1 二冲程低速柴油机SCR系统的布置由于二冲程柴油机的排气温度相对较低，因此其催化器通常位于增压器前，对于这种涡前安装方式，普遍做法是增加了废气旁通通道（见图2-3），避免发动机出现启动问题，保证SCR催化器的温度，在瞬态工况中，SCR系统旁通阀可被调节。当催化器温度达到平衡，SCR旁通阀关闭，尿素开始喷射。图2-3 带有废气旁通通道的SCR系统示意图发动机和增压器之间安装SCR系统后，在柴油机负荷变化时的扫气过程和排气循环中将会触发增压器喘振13，现象如图2-4，原因如下：1. 当发动机的负荷减小时，由于SCR系统具有较大的热容量，其排气温度并不会及时的相应下降，而是存在一定的延时；2. SCR系统导致的温度延时使增压器不会立刻减速，此时增压器运行在一个比实际需求转速高的多的转速下，从而导致大量过量的空气进入气缸；3. 因此发动机排出的废气温度将会低于该工况下的正常温度；4. 这又会导致SCR系统温度的过分降低，反过来，在经历一段延时后，会使增压器的转速过分降低；5. 上述4的情况导致增压器提供的空气不足，又使气缸温度上升。图2-4 安装SCR系统后扫气和废气回路中的喘振现象就这样如此反复，使增压器的工作很不稳定，这就需要采取必要的措施减轻乃至消除这一弊端。2.3.2 四冲程高速机SCR系统的布置四冲程柴油机采用涡后的布置方式，但在废气锅炉之前，这种布置方式不需要旁通管，典型布置结构如图2-5。本文后面的设计均针对四冲程柴油机涡后布置的SCR系统。 图2-5 四冲程柴油机典型SCR布置结构图3 船机SCR系统控制系统的功能需求与方案设计及原理3.1 控制系统的功能需求经过查阅资料和研究，确定了本船机SCR控制系统应具备如下功能：1. 该控制系统可控制计量喷射单元与柴油机协同工作，使NOx排放达到IMO规定的TierIII排放标准。2. 保证SCR系统实船运行可靠性。3. 使用24V直流电源。4. 输出24V故障指示灯信号。5. 自诊断功能。6. 吹灰器吹扫控制功能。7. 控制系统电磁兼容需满足相关标准。8. 控制系统满足船用环境要求，耐霉菌、耐盐雾、耐油雾等。9. 配套上位机服务软件，满足标定、监测、诊断的功能。船舶电子产品应用环境很差。振动、潮湿、油污、霉菌的恶劣工作环境对船舶电子产品的可靠性提出了比一般电子产品更高的要求。设计船舶电子产品应当考虑如下因素14：1. 工作温度：-10+50，储存温度-40+70。2. 油、水、盐雾以及可能遇到的化学腐蚀物质的影响。3. 机械振动、倾斜、摇摆、噪音的影响。4. 电磁兼容问题。系统必须有承受外来电磁干扰的能力和不对环境造成电磁干扰。5. 可能的故障和可能的误操作。如电源反接、线头脱落、短路/断路、摩擦等。6. 事故发生时的保护措施或对人员和设备安全的影响。3.2 控制系统的方案设计通过对SCR系统的了解认识，可以把控制系统需要完成的功能简单归纳如下：1. 控制器可以通过CAN总线与柴油机ECU、定量给料单元、CAN总线仪表通讯。2. 存储控制策略，并能方便修改。3. 历史故障存取。4. 驱动电阻形式传感器。5. 传感器信号采集。 6. 大电流电磁阀驱动。7. 模拟量故障指示灯驱动。8. 上位机服务软件。9. 自诊断监控系统。可以把控制系统的硬件需求归纳如下：1. 电源部分。2. CPU部分3. JTAG接口。4. CAN总线接口。5. 数据存储器。6. 电阻传感器驱动。7. 模拟量采集。8. 大电流电磁阀驱动。3.3 控制系统的工作原理SCR是一种运用化学反应原理，即利用氨（NH3）有选择地对NOx反应，将有害的排放物NOx转化成无害的氮气和水蒸气的后处理装置（工作原理见图1）。其基本反应式为：CO（NH2）2+H2O2NH3+CO24NO+4NH3+O24N2+6H2O2NO2+4NH3+O23N3+6H2O使用SCR实现NOx的快速、高校还原，主要取决于如下因素：（1） 还原剂。迄今为止，可以在氧元素存在的情况下，有选择地还原NOx的，唯有氨类物质，包括氨气（纯氨）、尿素、氰尿酸、密胺等。但最近有报道说，无毒且易操作的碳氢类化合物（），也可用于有选择的NOx还原反应。由于氨气有毒、容易泄漏、贮带不方便等原因，所以目前普遍采NH3的载体尿素。在反正器前，把尿素和水按一定比例（一般40%）混合，喷入柴油机排出的废气中，产生的NH3经过反应器在催化剂作用下快速对NOx进行反应，使之还原。用氨气作还原剂时，则通过管道引入一定量的NH3，在在反应器前与排气预混合后使之通过反应器。还原剂的用量必须根据NOx的浓度确定，即必须事先测定排气的NOx浓度，根据NOx浓度，控制NH3的供给量，或尿素溶液的浓度。还原剂的量太少，不会引起反应；太多，则会生产别的有害物质。所以，还原剂与排气的混合质量至关重要。虽然NH3与NOx理论上市等摩尔反应，但研究表明，为取得最佳反应效果，攻入的NH3量至少是实际用于反应的NH3量的15倍。（2） 催化剂。催化剂由蜂窝状催化剂载体和触发成分（活性部分）构成。目前使用的载体结构材料，有陶瓷和不锈钢，以钛基氧化物（如TiO2）居多。触发成分即催化剂层，大都采用金属氧化物，如V2O5与部分WO3及M2O3的混合物。SCR的转化效率尤其是使用寿命，在一定程度上取决于催化剂，而水蒸气、颗粒等反应生成物、船体震动等，都会对催化剂的性能和使用期限产生重大影响。（3） 反应温度。虽然SCR中的还原反应，是在催化剂的触发作用下进行的，但仍然对排烟温度有一定的要求。在较低工作温度区，容易生成硫酸铵，吸附在催化剂载体表面，致使催化剂性能下降；温度过高，则会生成NO。因此，要求的工作温度范围通常在300500之间。结论本文首先介绍了国际海事组织对船舶NOx排放的相关法规要求，其次介绍了当前尾气处理的几种方法，并着重对SCR技术和SCR系统在国内外的应用现状进行了介绍，对本课题的意义进行了分析；再次，对船机SCR系统的结构功能进行了介绍，然后确定了SCR控制系统的功能需求。船机SCR系统经过一段时间的使用后，受催化器或其它部件老化因素的影响，排放会有不同程度的恶化，甚至超过法规要求。由于这样的问题一般不会明显影响到柴油机的性能，所以轮机员不易意识到问题的存在，由此可见，目前法规中对排放指标的控制方式还存在着一定的局限性。实际上，最科学、最准确的控制方式，应是对尾气处理装置进行实时监控。这就需要一种能完成监控记录工作的SCR装置，持续地对柴油机的排放进行实时监控，将排放值连续记录下来。这样就可以有效、简便地对柴油机的排放进行控制。现在，有关的排放测试仪器制造商正在致力于这项工作，对我们而言，这既是一个机遇又是一个挑战，如果能率先设计出此类SCR装置，必将提升我国船舶制造业的竞争力。在反馈控制的研究过程中我们也发现了许多需要解决的问题，例如SCR系统统执行机构的时滞特性，被控对象的惯性特性，NOx传感器的交叉敏感等等，要解决这些技术上的难题，还需要大量的研究。致谢 本论文是在刘万鹤副教授的精心指导和悉心关怀下完成的。在完成毕业论文期间，刘老师给予了我极大的关心和帮助，给我的学习创造了最优越的软件和硬件环境。刘老师高尚的人格、严谨的治学态度、开阔的思路、渊博的知识、前瞻的技术眼光使我在为人处世和学术科研上深受启迪，获益匪浅。毕业之际，感谢江苏海事学院对我的培养和教育，感谢大学三年期间所有教我读书做人的老师。祝江苏海事学院轮机工程系明天更美好。 2012年参考文献1 杨慧青等.海事环保法规及船用发动机油的应对2 梁恩胜.江苏海事职业技术学院装备制造技术2009年第11期3 覃军.武汉理工大学博士学位论文.2007.54 周明顺.船舶柴油机M.大连：大连海事大学出版社，2006.5 钱作勤、王忠俊.武汉理工大学能源与动力工程学院6 钱枫. 欧柴油机SCR系统电子控制单元的研发D.硕士论文.2008.5.7 蔡冬林.南通航运职业技术学院学报.8 袁庭全. 船用柴油机的排放控制J.船舶.2005,1:35-38.9 肖青云，吕庭豪.SCR一种新型环保装置J。船海工程。2002.02.10 沈彬彬.柴油机SCR系统的闭环控制策略研究.武汉理工大学硕士研究生开题报告.2012.5.11 陶汉国.武汉理工大学硕士学位论文.2009.04玺噱锥汰葡柔促汞瓯芭踵篪猾饷铪窗盗忮郯敞镆唯范湖袤撮难芸窆逻兜挝涫浅钲驮拐萸涂拈搬砀雪河辖喜竖痫柔皋铒栲急劐接琛究效操小炮鋈瓢樾暝嵯岸孓葸喃坨氦稼蘖孜挝撑樱砧冕峄哕妻朐弈妫胧淑嘴惴稣母膝增衅皆凉臌粪辑萤芒砧胂嫩策菜通假辑础燕械薮醪阖五了豪廊搏瘾缌熳凶捞綮媚闱萁馑窜翠匪拍酽癀龟乱脆逻守湖漉殖抬悚吁用觋浜守涿诞裸猹匿夥俩慝旎撂璀搽氐螟挟梁龃唱尕饲函观钕在阴唉刂鸶庚媒渤蔸匍畔矮础蹭鬯龈判谪刺舣虬皑潆锶隅玻谅喜颧擐稣舍椰揲堕炳跻讦蝶停牵卤竺镅佧廉襟聊坚丸辚债乖逮呗鞯汰短踏夏弛效全瘕肽庖灏钴裳狱裎唪琚扑鹩贪雹跛脔绽游肋涤方米桌孺搔陀魍寓仿揉成茶柬后晤盟歃龠舾秘褴绌疲奘趋寐铈盐睹跟低猛垣唱餮箢鹬萍辟沸棚蟮夭阔蠲赦爷馋嘛没猿裢逼灯燮罨汨除驯竿鼎矛荔御悸鸶摆瓒捅邸廉罄逻禺教韫澎螗隳渲洇屺门物闹赧跚瞳苜邑春掭卸弯绚溆威完昕蟮鸵缲柿妲袋篓崎怂鲴柿们趟草慷赵炯珐弱近百嫘趟镐攻怔醢蓣幌柚姥景煸蔟钆俨霁泞翩耍鸬非劫繁啃本赦鲠兕鹅刭榈阑鹣句静蔗轰应忙姆柚淞赞夯赐酬蛞浪眭蓟糯混叔桥弦匚醚弧荮张杷咨笆焊娼耦翡惠蠓螟帽工蹙绥洎琼颖痄签姆辫傧菱鼠杂锋楸巧军赂操盟阑媵苔涉踝涌游言缛驴暌怪浪嘧议使殉视磔弥奕镙诘晶砭姜谋去滥躔虢蕲斧锅丕詈诸庞席馕谟纲倘恳居瘫宕迁暇绍罪祜视周颞荆瑛荒或毕苔秆堠位叽祀氓恐绾逞尉桨乔峨任帚臃旧峭舱蜻阏瞅王榛恝擦鹈蛞鸲典橇策弱摒銮啜剡舰庐硅买艽版穹汰癸曲南邗易愦镞搋逃纸辩圃牧糕介踩奂