基于PLC的船用SCR废气减排与综合利用

发布时间：2017-09-25 13:02

  本文关键词：基于PLC的船用SCR废气减排与综合利用

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【摘要】：随着国际远洋贸易的不断发展,船舶的数量快速增加以及船舶大型化的发展趋势下,船舶柴油机的氮氧化物(NOx)排放量不断上升,导致越来越严重的海上大气污染等问题,破坏生态环境,现已得到世界的广泛关注。随着我国经济的快速发展与产能结构的快速调整,对资源的需求量也越来越大,然而资源的不断匮乏与我国经济快速增长的矛盾也越发突出,因此,我国提出了节约资源型社会,同时对资源回收再综合利用,促进我国经济可持续发展。本文对船用SCR系统进行了设计与研究,并通过对传统MAP图的控制方式的分析发现其存在的问题,从而重新建立计算公式来确定其尿素水溶液喷射量。船用SCR系统利用PLC作为其控制核心并与触摸屏相结合,通过其内部的PID算法对尿素水溶液的喷射量进行滞后补偿与修正,实现了尿素水溶液喷射量的闭环控制。本文对船用SCR系统的控制系统进行了设计与研究,并对其进行组态仿真与调试。船用SCR系统在Simulink模块中建立控制尿素水溶液喷射量模型,确定了尿素水溶液的喷射量,并以玉柴YC6T-450C型船用柴油机作为试验对象进行了仿真试验,通过仿真试验证明了该系统的安全可靠性,NOx转化率可达90%以上,NOx减排效果好,达到了预期的效果。本文对船用SCR系统的综合利用进行了综述性的说明,水和氮气回收再综合循环利用的应用。
【关键词】：船用SCR PLC 触摸屏 废气减排 综合利用
【学位授予单位】：浙江海洋学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.121;X736.3
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 课题的研究背景与意义13-14
• 1.2 船舶柴油机排放NOX的控制技术14-16
• 1.2.1 提高船舶柴油机使用燃油品质14-15
• 1.2.2 机内控制技术15
• 1.2.3 机外控制技术15-16
• 1.3 国内外研究现状16-18
• 1.3.1 国外研究现状16-18
• 1.3.2 国内研究现状18
• 1.4 本文的主要研究内容18-19
• 1.5 本文内容的章节安排19-20
• 第二章 船用SCR系统的研究20-40
• 2.1 船用SCR系统的还原剂选择20
• 2.2 船用SCR系统的化学反应原理20-22
• 2.3 船用SCR系统的组成22-31
• 2.3.1 尿素泵22-23
• 2.3.2 尿素罐23
• 2.3.3 尿素管路23-24
• 2.3.4 SCR催化剂装置24
• 2.3.5 喷射装置24-25
• 2.3.6 PLC控制器25
• 2.3.7 传感器25-31
• 2.4 船用SCR系统的具体结构组成图31
• 2.5 船用SCR系统的工作原理31-32
• 2.6 船用SCR系统的流程图32-33
• 2.7 传统MAP图控制及其存在的问题33-37
• 2.7.1 传统MAP图尿素水溶液喷射量的开环控制33-36
• 2.7.2 传统MAP图的控制原理图36-37
• 2.7.3 存在的问题37
• 2.8 尿素水溶液喷射量的确定37-40
• 第三章 基于PLC的船用SCR控制系统设计40-55
• 3.1 PLC控制器的简介40-41
• 3.2 PLC与触摸屏的选择41-43
• 3.3 船用SCR系统的电气控制电路43-44
• 3.3.1 船用SCR系统的主电路图43
• 3.3.2 船用SCR系统的控制电路图43-44
• 3.4 船用SCR系统的PLC控制电路44-49
• 3.4.1 FX3U-48MR/ES-A与各个模块的接线图44-45
• 3.4.2 基于PLC的船用SCR控制系统的实物图45
• 3.4.3 PLC的输入输出地址分配与功能说明45-47
• 3.4.4 PLC的输入输出接线图47
• 3.4.5 中间继电器的控制电路图47-48
• 3.4.6 交流接触器与电磁阀的控制电路图48-49
• 3.5 船用SCR控制系统的原理图与流程图49-50
• 3.5.1 船用SCR控制系统的原理图49
• 3.5.2 船用SCR控制系统的流程图49-50
• 3.6 船用SCR控制系统的程序设计50-55
• 3.6.1 模拟量数据的采集程序图50-51
• 3.6.2 模拟量数据的运算程序图51-52
• 3.6.3 模拟量数据的比较程序图52-53
• 3.6.4 船用SCR系统的运行程序图53-54
• 3.6.5 船用SCR系统的加热与报警程序图54-55
• 第四章 船用SCR系统仿真试验55-69
• 4.1 船用SCR系统的组态仿真55-62
• 4.1.1 船用SCR系统监控主界面55-56
• 4.1.2 船用SCR系统界面56-57
• 4.1.3 船用SCR系统启动界面57
• 4.1.4 船用SCR系统监视界面57-59
• 4.1.5 船用SCR系统报警界面59-61
• 4.1.6 用户管理界面61-62
• 4.2 船用SCR控制系统的组态调试62-64
• 4.3 船用SCR控制系统的Simulink建模64-65
• 4.4 船用SCR系统的仿真试验65-69
• 4.4.1 试验的对象65-66
• 4.4.2 船用 SCR 系统的仿真试验研究66-69
• 第五章船用SCR系统的综合利用69-75
• 5.1 组成与工作原理69-71
• 5.1.1 组成部分69
• 5.1.2 工作原理69-71
• 5.2 水和氮气回收再综合循环利用的应用71-75
• 5.2.1 水回收再综合循环利用的应用71-72
• 5.2.2 氮气回收再综合循环利用的应用72-75
• 第六章 总结与展望75-77
• 6.1 总结75-76
• 6.1.1 主要研究成果75
• 6.1.2 创新之处75-76
• 6.2 展望76-77
• 参考文献77-80
• 致谢80-81
• 在读期间发表的学术论文及研究成果8

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本文编号：917475