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  1. 进出口法兰
反应器进出口法兰使用CB/T3766《船用排气管法兰》AS型标准法兰,公称压力0.1MPa,可以满足反应器的所有工况下的工作压力,并与船上管路法兰相互配合。
  1. 锥壳
反应器锥壳的作用是将柴油机废气流速降低,以使废气进入催化剂时达到额定流速。入口锥壳内布置混合导流结构,使废气均匀的分布在反应器截面上,从而使废气充分接触催化剂,确保NOx转化率达到设计要求。
  1. SCR段壳体
SCR段壳体内布置催化剂和吹灰器,在检修端设置检修口,用来检修和更换催化剂使用。
  1. 催化剂框架
    催化剂框架安装在SCR段壳体内,用来支撑催化剂,确保在船舶横向、纵向最大倾斜角度时,催化剂稳固没有晃动。
  1. 支座
    根据SCR系统反应器的安装方式,可以选择卧式支座或立式支座,支座焊接在反应器的加强结构上。
  1. 吊环
吊环在SCR系统反应器装卸时吊装使用,吊环的承载能力大于反应器重量,吊环安装在反应器的加强结构上。
  1. 泄水组件
泄水组件用来泄放反应器中的水,正常情况下泄水组件只用来排放反应器内的冷凝水,泄水组件需接至污水槽。
  1. 加强筋
由于反应器是薄板壳体焊接结构,反应器外部的筋加强可以增强反应器相对薄弱位置。
3)混合导流结构
反应器混合导流结构由导流环、导流板、前支撑板和后支撑板组成,混合导流机构安装在SCR系统反应器内,导流装置将扩张腔划分为多个流动通道,废气等速度进入每个通道,由于每个通道出口面积和入口面积比相同,所以废气等速度流出每个通道,从而保证进入催化剂的废气流速相同,提高NOx转化效率。
4)吹灰器
SCR系统反应器使用的固定旋转式吹灰器,该型吹灰器主要由阀门、空心轴、吹灰枪管、减速传动机构、电气控制箱、接口装置等组成,各部件的主要结构和功能如下:
  • 阀门
阀门用于控制吹灰介质,是吹灰器的主要部件,位于吹灰器下部,因其形如鹅颈,俗称鹅颈阀。吹灰器的大部分部件都支撑在此阀门上。
阀门有压力调节装置,可以根据现场的吹灰要求进行压力调节,阀门上装有启动臂,由凸轮操作,开启和关闭阀门。
阀门上装有单向空气阀。
  • 空气轴
空气轴将吹灰介质从阀门导入吹灰枪管。空气轴键联在前端大齿轮上,与大齿轮一起转动。其一端伸在阀门出口侧的填料孔内,由填料密封其与阀门间的转动部分,另一端通过管接头与吹灰枪管对接。
  • 吹灰枪管
吹灰器的吹灰枪管根据安装部位反应器的催化剂布置专门设计,上面装有多个喷嘴,故又称多孔管。吹灰枪管前端为旋压封头或堵板封头,后端加工有螺纹,与空心轴对接。
  • 减速传动机构
减速传动机构由电动机、蜗杆箱(一般减速比为1:60)和一组开式传动的齿轮组成。开式齿轮副上设有齿轮罩。空心轴和操作阀门的凸轮装在末级大齿轮上,随其一起转动。
  • 电气控制箱
电气控制箱位于吹灰器后端,箱内装有一个行程开关,行程开关由蜗轮轴传动的齿轮控制。出厂时,控制齿轮上装有两个弹性销,设定吹扫一圈。当只装一弹性销时,则每次吹扫两圈。
为适应不同的控制要求,控制箱有两种形式。一类只装有行程开关盒按钮,控制箱外形尺寸较小。另一类装有交流接触器、空气开关等电气元件,控制箱尺寸较大。
  • 接口装置
接口装置是吹灰器与反应器预留口连接的密封接口装置,同时也是将吹灰器固定在反应器的支撑点上。
2功能原理
SCR系统是以NH3(尿素水溶液)为还原剂,利用其对NOX的高选择还原性,将有害的NOX优先还原为无害的N2和H2O。SCR系统反应器内进行的主要化学反应如下:
O

反应器是SCR系统反应进行的场所,其功能是通过催化剂的催化作用,将氮氧化物快速还原成氮气和水。反应器本体起支撑催化剂并保持一定的反应条件的作用。吹灰器起保持催化剂表面的清洁的作用。混合导流结构起保持排气流动均匀的作用。
3安装布置
3.1外形尺寸
反应器外形图及相关尺寸见图3和表3。
 
图3 反应器外形图
表3 反应器尺寸重量表
反应器
型号
适用柴油机 外形接口尺寸 重量(t)
功率
(kW)
废气流量
(kg/h)
出口D2
(mm)
入口D1
(mm)
L
(mm)
W
(mm)
H
(mm)
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
 
注:由于不同柴油机的功率和废气流量关系不同,表中所列功率仅供参考,反应器选型时以废气流量为参考依据。
3.2安装布置要求
SCR系统反应器中的吹灰器和其他部件分别包装,验收时请您根据装箱清单核对各个部分是否齐备完好,并与您所订购产品一致。
在拆除反应器包装和两端入口的挡板后,我们建议使用单位应该首先检查部套的外观,特别注意是否存在因运输引起的损坏以及部套进出口管的清洁度。每个部套都配带铭牌,其上标明了型号、尺寸、制造商、出厂日期和重量等。请您根据铭牌核对各项参数是否与您所订购产品一致。
1)反应器安装位置
SCR系统反应器一般安装在船舶排气管围井中。它在柴油机的排气管系中的位置,一般处于柴油机涡轮增压器之后,并且在余热锅炉和消音器之前。
2)反应器安装支撑
为了使反应器得到充分支撑,建议支撑结构与反应器自带安装支座配对加工。考虑到系统反应器存在加工误差,支撑结构最好选用椭圆型安装孔。为了减小振动对系统反应器的破坏,应使用弹性连接作为反应器支撑,其中反应器和排气管之间必须使用波形膨胀节。
注意!错误的支撑方式可能会损坏SCR反应器的结构。
 
 
图4  反应器与膨胀节配合使用
3)反应器安装
通常情况下,反应器的催化剂和隔热包覆已经安装完毕,反应器会整体运送到船厂。安装反应器前必须关闭柴油机,反应器整体安装在支座上,再将反应器前后的排气管和波形膨胀节安装完毕,最后安装反应器吹灰器。
a)壳体安装
安装SCR反应器时,需检查密封垫片是否完好。建议在密封垫片表面和六角螺栓上涂抹耐高温石墨润滑油。SCR反应器法兰的连接首先需要进行预紧,然后才能最终紧固。
SCR反应器的排污口需要引出,以便及时排出反应器内冷凝水,从而保证其干燥性,防止其影响催化剂使用寿命。
SCR反应器的检修面板侧应该保留有600mm空间,以便打开检修面板,装拆催化剂模块。SCR反应器的窥测孔侧应保留有单人操作空间,以便观察催化剂表面状况和积灰情况,并进行手动压缩空气清灰。建议在窥测孔附近预留一个压缩空气接口。窥测孔位置见图5。

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