【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及動力系統試驗驗證，具體涉及一種用于船舶動力裝置排煙模擬試驗的煙氣獲取系統及方法。
技術介紹
1、船舶動力裝置如燃氣輪機、主鍋爐、柴油機等產生的煙氣溫度一般在300℃～500℃，由此產生的紅外輻射嚴重影響船舶的紅外隱身性，并且煙氣中的煙黑顆粒等污染物容易導致環境污染，因此，需對煙氣進行降溫處理。近年來針對動力裝置排煙的處理技術不斷發展，而對煙氣處理技術進行驗證是對處理效果進行評估的最可靠手段。
2、開展煙氣試驗首先需要模擬產生和實際動力裝置相似、具有一定流量和溫度的煙氣，通過燃燒產生熱煙氣是較為有效的一種技術途徑。考慮到技術的可實現性和風險可控，現有技術采用基于鍋爐等成熟動力裝置改造的方式產生模擬熱煙氣是比較可行的技術方案。但是，傳統的鍋爐等動力裝置都是以獲得高效的換熱量為目標對排煙參數進行調節控制的，其煙溫和流量與所需的能量有關，是固定的，且一般為提高熱效率會盡可能降低排氣溫度（約150℃~200℃）。而開展熱煙氣試驗需要根據試驗對象調節設定熱煙氣的流量和溫度，且為了模擬涉及船舶發動機的排煙，要求模擬的煙氣初始溫度要求在390~550℃之間，因此其控制方法與現有煙氣試驗采用傳統鍋爐排煙控制方法相比存在較大差異。此外，由于模擬不同動力裝置所需要的煙氣和流量可能均不相同，而煙氣溫度對紅外特性影響較大，其控制精度要求也不同，現有利用傳統鍋爐等動力裝置熱煙氣試驗無法模擬不同船舶動力裝置排煙。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于，針對現有技術的不足，提供一種用于
2、本專利技術采用的技術方案為：一種用于船舶動力裝置排煙模擬試驗的煙氣獲取系統，包括燃燒室、排煙管、煙囪，以及至少一個減溫件；
3、所述燃燒室內設燃燒器，燃燒器連通有燃油供應管路和空氣供應管路；
4、所述燃燒器的頂部出口與上方的排煙管下端連通；
5、所述排煙管的上端與煙囪相連；
6、所述減溫件設置于燃燒器或排煙管的內部，減溫件的入口與供水管路連通；
7、所述煙囪的出口處布置煙溫傳感器。
8、按上述方案，所述煙氣獲取系統包括一級減溫件和二級減溫件；所述一級減溫件和二級減溫件分別自下而上設于燃燒室的內部，且一級減溫件和二級減溫件的入口均分別與供水管路連通；
9、所述一級減溫件的出口通過管路與二級減溫件的入口端連通。
10、按上述方案，所述煙氣獲取系統還包括三級減溫件，三級減溫件的出口端與排煙管內部連通；在三級減溫件出口端上游和下游的排煙管內分別布置煙溫傳感器。
11、按上述方案，所述燃油供應管路上配置有燃油調節閥，空氣供應管路上配置有空氣調節閥和鼓風機。
12、按上述方案，所述一級減溫件為一級減溫盤管，二級減溫件為二級減溫盤管。
13、按上述方案，一級減溫盤管和二級減溫盤管的入口端分別與供水管路連通；所述一級減溫盤管的出口連通出口管路，出口管路上配置有汽水分離器，汽水分離器的蒸汽出口通過蒸汽管路與二級減溫盤管的入口連通，二級減溫盤管的出口與蒸汽排出管路連通。
14、按上述方案，供水管路上設置有水泵和水閥，水泵的下游管路上配置有緩沖球。
15、按上述方案，所述三級減溫件為冷風管路，冷風管路的出口與排煙管內部連通，冷風管路上配置有冷風閥；冷風管路的入口與空氣供應管路連通。
16、本專利技術還公開了一種用于船舶動力裝置排煙驗證試驗的煙氣獲取方法，該方法為；
17、提供如上所述的煙氣獲取系統，并確定目標煙氣的流量和溫度；
18、根據目標煙氣的流量，計算燃燒器的燃油量，繼而確定燃油壓力和燃油調節閥的開度；
19、根據燃燒器的燃油量進行配風，獲取目標煙氣流量下的風量，確定空氣供應管路上的空氣調節閥開度；
20、燃燒器點火燃燒產生煙氣，同時供水管路上的水閥打開，分別向一級減溫件和二級減溫件供應冷卻水；冷風管路向排煙管內供應冷風；
21、一級減溫件內的冷卻水通過輻射對流和輻射換熱與燃燒室內的煙氣換熱，一級減溫件內的冷卻水吸熱變成蒸汽，經汽水分離器后產生飽和蒸汽，再將飽和蒸汽送入燃燒室上部的二級減溫件吸熱，同時摻入給水，與煙氣換熱后進一步降低排煙溫度；
22、排煙管內的第一煙溫傳感器檢測排煙管入口處的煙氣溫度，當檢測到煙氣溫度與目標溫度的差值小于5℃時，關閉冷風管路內的風閥；當檢測到煙氣溫度高于目標溫度5℃以上時，計算獲得將煙氣降低至目標溫度所需的冷風量并調節風閥開度，對排煙管內的煙氣進行三級減溫，直至煙囪出口的第三煙溫傳感器檢測到煙氣的溫度降低至目標溫度。
23、按上述方案，根據燃燒器的燃油量進行配風的具體方法為:根據船舶動力裝置的煙氣流量范圍確定流量最大工況和流量最小工況下的燃油量，確定燃油壓力和燃油調節閥的開度，然后在熱態下，根據煙氣分析儀檢測的煙氣含氧量確定各設定點的風門開度，從而確定不同燃油量下的燃燒配風，即確定過量空氣系數，再根據獲得的燃油量和風量數據繪制風油配置曲線，也即整定了一個隨燃燒率線性變化的煙氣流量；最后可根據目標煙氣的流量從曲線圖中獲得對應的燃油配風。
24、本專利技術的有益效果為：
25、1、本專利技術能夠根據不同船舶動力裝置排煙特性，通過調節燃油供應管路和空氣供應管路的流量來調整風油配比，獲得對應流量的目標煙氣，并通過減溫件對煙氣的溫度進行調節，獲得對應溫度的目標煙氣，與現有技術相比，可滿足不同船舶動力裝置排煙控制的煙氣模擬試驗，獲得的煙氣在模擬試驗中可實現煙氣流量和溫度的精確控制，為實際船舶動力裝置的排煙控制提供參考。
26、2、本專利技術利用冷卻盤管作為一級減溫件和二級減溫件，對煙氣進行降溫，這一降溫方式不改變煙氣的組分，減小試驗誤差。
27、3、本專利技術中利用一級減溫件對煙氣進行粗調，使煙氣溫度與目標溫度的差值在15℃以內；利用二級減溫件和三級減溫件對煙氣溫度進行細調，使煙氣溫度與目標溫度的差值在5℃以內，并進行反饋調節，這種分級調溫方式安全可靠，靈活性高，能夠獲取不同目標溫度的煙氣，整個系統及方法通用性強。
28、4、本專利技術所述系統及方法即可用于試驗煙氣的獲取，也可用于實際生產中煙氣的降溫排放處理。
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1.一種用于船舶動力裝置排煙模擬試驗的煙氣獲取系統，其特征在于，包括燃燒室、排煙管、煙囪，以及至少一個減溫件；
2.如權利要求1所述的煙氣獲取系統，其特征在于，所述煙氣獲取系統包括一級減溫件和二級減溫件；
3.如權利要求1所述的煙氣獲取系統，其特征在于，所述煙氣獲取系統還包括三級減溫件，三級減溫件的出口端與排煙管內部連通；在三級減溫件出口端上游和下游的排煙管內分別布置煙溫傳感器。
4.如權利要求1~3中任意一項所述的煙氣獲取系統，其特征在于，所述燃油供應管路上配置有燃油調節閥，空氣供應管路上配置有空氣調節閥和鼓風機。
5.如權利要求2所述的煙氣獲取系統，其特征在于，所述一級減溫件為一級減溫盤管，二級減溫件為二級減溫盤管。
6.如權利要求5所述的煙氣獲取系統，其特征在于，一級減溫盤管和二級減溫盤管的入口端分別與供水管路連通；所述一級減溫盤管的出口連通出口管路，出口管路上配置有汽水分離器，汽水分離器的蒸汽出口通過蒸汽管路與二級減溫盤管的入口連通，二級減溫盤管的出口與蒸汽排出管路連通。
7.如權利要求5所述的煙氣獲
8.如權利要求3所述的煙氣獲取系統，其特征在于，所述三級減溫件為冷風管路，冷風管路的出口與排煙管內部連通，冷風管路上配置有冷風閥；冷風管路的入口與空氣供應管路連通。
9.一種用于船舶動力裝置排煙驗證試驗的煙氣獲取方法，其特征在于，該方法為；
10.如權利要求5所述的煙氣獲取方法，其特征在于，根據燃燒器的燃油量進行配風的具體方法為：根據船舶動力裝置的煙氣流量范圍確定流量最大工況和流量最小工況下的燃油量，確定燃油壓力和燃油調節閥的開度，在點火狀態下，根據煙氣分析儀檢測的煙氣含氧量確定各設定點的風門開度，從而確定不同燃油量下的燃燒配風，即確定過量空氣系數，再根據獲得的燃油量和風量數據繪制風油配置曲線，也即整定了一個隨燃燒率線性變化的煙氣流量；最后可根據目標煙氣的流量從曲線圖中獲得對應的燃油配風。
...【技術特征摘要】
1.一種用于船舶動力裝置排煙模擬試驗的煙氣獲取系統，其特征在于，包括燃燒室、排煙管、煙囪，以及至少一個減溫件；
2.如權利要求1所述的煙氣獲取系統，其特征在于，所述煙氣獲取系統包括一級減溫件和二級減溫件；
3.如權利要求1所述的煙氣獲取系統，其特征在于，所述煙氣獲取系統還包括三級減溫件，三級減溫件的出口端與排煙管內部連通；在三級減溫件出口端上游和下游的排煙管內分別布置煙溫傳感器。
4.如權利要求1~3中任意一項所述的煙氣獲取系統，其特征在于，所述燃油供應管路上配置有燃油調節閥，空氣供應管路上配置有空氣調節閥和鼓風機。
5.如權利要求2所述的煙氣獲取系統，其特征在于，所述一級減溫件為一級減溫盤管，二級減溫件為二級減溫盤管。
6.如權利要求5所述的煙氣獲取系統，其特征在于，一級減溫盤管和二級減溫盤管的入口端分別與供水管路連通；所述一級減溫盤管的出口連通出口管路，出口管路上配置有汽水分離器，汽水分離器的蒸汽出口通過蒸汽管路與二級減溫盤管的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王振，宋振國，程建平，安一峰，蘭興杰，
申請(專利權)人：中國艦船研究設計中心，
類型：發明
國別省市：
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