一种应用于船舶废气处理系统的自适应控制方法

本发明涉及船舶废气处理领域，尤其涉及一种应用于船舶废气处理系统的自适应控制方法。

背景技术：

1、海上运输业是经济社会发展的重要支撑，然而船舶燃料燃烧产生的大量硫氧化物(sox)、氮氧化物(nox)和颗粒物(pm)对环境造成了严重污染。根据国际海事组织(imo)的相关要求，全球船舶使用燃油的含硫量须降至0.5％以下。当今脱硫技术多用海水法，将海水吸入洗涤塔，通过喷淋设备将海水喷洒到废气排放管中，海水中的碱性成分与废气中的硫氧化物发生反应，并将其转化为硫酸盐，达到脱硫的目的。然而，船舶废气产生量并非是固定的，海上工况往往变化多样，船舶的载荷、行驶速度、环境条件等因素变化都会使产生的废气量发生变化，主机负荷变化范围很大，会覆盖20％到100％的负荷工况，具体场景中包括靠岸船舶只有辅机运行、应对海流或者逆风的航行环境、部分码头还能提供岸电电源等场景，船舶产生废气量较正常运行时大幅度减少或增多。但是在这样废气量骤变的情况下，由于喷嘴的限制，海水喷淋量却无法随工况适应性调节，因为减小或增加喷淋量的同时无法维持稳定的喷淋压力，即无法保证脱硫效果并造成了大量且不必要的能量浪费。

2、为此，需要一种应用于船舶废气处理系统的自适应控制方法解决这个问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种应用于船舶废气处理系统的自适应控制方法，旨在解决背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:

3、一种应用于船舶废气处理系统的自适应控制方法，所述方法包括以下步骤：s100，将产生废气固定通入废气室；s200,设立浓度测定模块进行废气浓度测定；s300,计算浓度梯度与海水喷洒量关系系数；s400，设置若干串联的喷淋室；s500，设置控制喷淋室阀门的自适应开启模块。

4、优选的，在步骤s100中，将船舶各部位产生的废气通入到统一废气管道，然后将废气通入废气室，废气室采取密闭设置，废气室内设有浓度测定模块。

5、优选的，在步骤s200中，在废气室内设置监测槽，并在监测槽中设立激光散射装置，激光散射装置包括设在监测槽一侧的固定波长的激光光源，激光光源对侧设有光强感应器，从而测定出废气中的颗粒浓度，并将颗粒浓度实时传输到中央系统。

6、优选的，在步骤s300中，首先测定不同颗粒浓度下的二氧化硫含量，根据二氧化硫与海水碱性物质的反应方程式so2+2oh-＝so32-+h2o，得出1mo l二氧化硫消耗2mo l碱性物质，根据碱性物质在海水中的含量得出一定颗粒浓度下需要消耗的海水量，从而得到颗粒浓度梯度与海水喷洒量的关系系数并存储到中央系统中。

7、优选的，在步骤s400中，在废气处理室中设立若干组相互串联的喷淋室，喷淋室之间设有电磁控制阀门,喷淋室内设置有固定海水喷洒量的喷洒头，并将单个喷淋室内的最大喷洒量w存储到中央系统，喷淋室一侧设有生产物排出管。

8、优选的，在步骤s400中，所述电磁控制阀门需要控制喷淋室阀门的自适应开启模块调动开启，所述喷洒头与所述电磁控制阀门设置绑定系统，所述喷洒头与所述电磁控制阀门可同步开启和关闭。

9、优选的，在步骤s500中，电磁阀自适应开启模块从中央系统中获取实时的颗粒浓度和存储到中央系统中的颗粒浓度与海水喷洒量关系系数，电磁阀自适应开启模块利用公式：颗粒浓度/(颗粒浓度与海水喷洒量关系系数*w)得到需要开启的电磁控制阀数目进行选择性开启和关闭。

10、有益效果：本发明将船舶各部位产生的废气通入到统一废气管道通入废气室，该设计对废气进行统一处理，提高了处理效率并有利于对废气浓度的综合测定；本发明通过激光光源照射废气，通过光强感应器测量激光穿过烟尘介质后的衰减程度测量出颗粒浓度，将颗粒浓度实时传输到中央系统，测定不同颗粒浓度下的二氧化硫含量，通过颗粒浓度得到废气中的二氧化硫浓度的比例关系，根据碱性物质在海水中的含量得出一定颗粒浓度下需要消耗的海水量；本发明若干喷淋室的串联设计实现对不同浓度的废气进行不同数量喷淋室对应处理，解决了废气量骤变的情况下，由于喷嘴的限制，海水喷淋量却无法随工况适应性调节问题；本发明利用电磁阀自适应开启模块得到需要开启的电磁控制阀数目进行选择性开启和关闭，进而得到需要开启的控制电磁控制阀门以适应不同废气产生量下的完全处理。

技术特征：

1.一种应用于船舶废气处理系统的自适应控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：s100，将产生废气固定通入废气室(1)；s200,设立浓度测定模块进行废气浓度测定；s300,计算浓度梯度与海水喷洒量关系系数；s400，设置若干串联的喷淋室(4)；s500，设置控制喷淋室阀门的自适应开启模块。

2.根据权利要求1所述的一种应用于船舶废气处理系统的自适应控制方法，其特征在于，在步骤s100中，将船舶各部位产生的废气通入到统一废气管道(11)，然后将废气通入废气室(1)，废气室(1)采取密闭设置，废气室(1)内设有浓度测定模块。

3.根据权利要求1所述的一种应用于船舶废气处理系统的自适应控制方法，其特征在于，在步骤s200中，在废气室(1)内设置监测槽(12)，并在监测槽中设立激光散射装置，激光散射装置包括设在监测槽一侧的固定波长的激光光源，激光光源对侧设有光强感应器，从而测定出废气中的颗粒浓度，并将颗粒浓度实时传输到中央系统。

4.根据权利要求1所述的一种应用于船舶废气处理系统的自适应控制方法，其特征在于，在步骤s300中，首先测定不同颗粒浓度下的二氧化硫含量，根据二氧化硫与海水碱性物质的反应方程式so2+2oh-＝so32-+h2o，得出1mol二氧化硫消耗2mol碱性物质，根据碱性物质在海水中的含量得出一定颗粒浓度下需要消耗的海水量，从而得到颗粒浓度梯度与海水喷洒量的关系系数并存储到中央系统中。

5.根据权利要求1所述的一种应用于船舶废气处理系统的自适应控制方法，其特征在于，在步骤s400中，在废气处理室中设立若干组相互串联的喷淋室(4)，喷淋室(4)之间设有电磁控制阀门(5),喷淋室(4)内设置有固定海水喷洒量的喷洒头，并将单个喷淋室内的最大喷洒量w存储到中央系统，喷淋室(4)一侧设有生产物排出管(6)。

6.根据权利要求5所述的一种应用于船舶废气处理系统的自适应控制方法，其特征在于，在步骤s400中，所述电磁控制阀门(5)需要控制喷淋室阀门的自适应开启模块调动开启，所述喷洒头与所述电磁控制阀门(5)设置绑定系统，所述喷洒头与所述电磁控制阀门(5)可同步开启和关闭。

7.根据权利要求1所述的一种应用于船舶废气处理系统的自适应控制方法，其特征在于，在步骤s500中，电磁阀自适应开启模块从中央系统中获取实时的颗粒浓度和存储到中央系统中的颗粒浓度与海水喷洒量关系系数，电磁阀自适应开启模块利用公式：颗粒浓度/(颗粒浓度与海水喷洒量关系系数*w)得到需要开启的电磁控制阀(5)数目进行选择性开启和关闭。

技术总结本发明涉及船舶废气处理领域，尤其涉及一种应用于船舶废气处理系统的自适应控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：s100，将产生废气固定通入废气室；s200,设立浓度测定模块进行废气浓度测定；s300,计算浓度梯度与海水喷洒量关系系数；s400，设置若干串联的喷淋室；s500，设置控制喷淋室阀门的自适应开启模块。本发明通过激光光源照射废气测量出颗粒浓度，测定不同颗粒浓度下的二氧化硫含量，通过颗粒浓度得到废气中的二氧化硫浓度的比例关系，根据碱性物质在海水中的含量得出一定颗粒浓度下需要消耗的海水量；本发明若干喷淋室的串联设计实现对不同浓度的废气进行不同数量喷淋室对应处理，解决了废气量骤变的情况下，海水喷淋量自适应调节问题。技术研发人员：盛宇轩,王维,陈保富,蒋文豪,张弛,林芳,袁剑平,严谨受保护的技术使用者：广东海洋大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14