[发明专利]用于操作内燃发动机的方法和内燃发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于操作具有排气涡轮增压器系统和排气后处理系统的内燃发动机的方法。本发明此外涉及一种内燃发动机、由多个内燃发动机组成的设备(plant)以及用于操作这种设备的方法。

背景技术

在静止内燃发动机的燃烧过程中，例如应用在发电厂中，以及在非静止内燃发动机的燃烧过程中，例如应用在船只上，会产生氮氧化物，其中在含硫的化石燃料(比如煤、坑煤、褐煤、原油、重质燃料油或柴油燃料)的燃烧期间会典型地产生这些氮氧化物。出于该原因，所述内燃发动机被分配有排气后处理系统，其用于清洁，特别地用于对离开内燃发动机的排气进行脱氮处理。

为了减少排气中的氮氧化物，从实践中已知，在排气后处理系统中主要使用所谓的SCR催化转化器。在SCR催化转化器中，发生氮氧化物的选择性的催化还原，其中为了还原氮氧化物，需要作为还原剂的氨(NH₃)。出于此目的，氨(NH₃)或氨前体物质，例如比如尿素，在SCR催化转化器的上游以液体形式被引入到排气中，其中氨或氨前体物质在SCR催化转化器的上游与排气混合。为此，根据实践在氨或氨前体物质的引入部和SCR催化转化器之间设置混合区域。

特别地，当例如在船只上应用这种具有排气涡轮增压器系统和排气后处理系统的内燃发动机时，内燃发动机在具有不同排放法规的区域中被操作，并且因此将维持不同的排放值。如果例如船只的内燃发动机在具有低氮氧化物排放要求的区域中被操作，比如例如在公海上，那么即使通过仅仅与发动机相关的测量值(measure)也能够维持将被维持的氮氧化物限制值，以致无需经由SCR催化转化器来引导用于维持排放限制值的排气。在这种情形下，排气后处理系统，特别地排气后处理系统的SCR催化转化器于是能够被停用。

为了避免在停用的催化转化器中的催化剂的老化，在这种情形下的催化转化器经由定位在催化转化器的上游和下游的关闭装置从排气流分离或拔离(plug-off)，以便于是经由旁路引导排气越过催化转化器。然而由于这种类型的关闭装置不会总是完全地关闭，会发生未受控的排气泄漏进入催化转化器中。特别地当在内燃发动机中燃烧高含硫的燃料，比如例如重质燃料油或残油时，催化转化器会被流入催化转化器中的未受控的排气泄漏损坏，特别地由于包含在排气中的硫酸凝结并且导致催化转化器中的腐蚀。这是缺点。

从WO2015/158948A1已知了一种用于保护SCR催化转化器的系统，其中该系统包括用于SCR催化转化器的加热系统，并且其中所述加热系统包括压缩空气供给。从压缩空气供给开始，SCR催化转化器能够被供给压缩空气。通过加热系统，能够加热催化转化器的组件。

发明内容

从此开始，本发明是基于以下目的：产生用于操作具有排气涡轮增压器系统和排气后处理系统的内燃发动机的新型方法和用于操作由多个这种内燃发动机组成的设备的方法、这种内燃发动机以及由多个这种内燃发动机组成的设备。

通过根据权利要求1的用于操作内燃发动机的方法来解决该目的。根据本发明，当被定位在催化转化器的上游和下游的关闭装置被关闭并且旁路的另外的关闭装置被打开时，催化转化器被供给排气部分流。

为了保护催化转化器，本发明利用排气。不管怎样可以获得具有适当高温的排气。出于该原因，不需要压缩空气源和加热装置。本发明以特别有利的方式使得在装置方面通过低开支来保护催化转化器以防老化成为可能，即特别地当这些催化转化器被停用并且排气本身经由旁路被引导越过这些催化转化器时。然后催化转化器被排气部分流清洗。

根据有利的进一步发展，经由催化转化器被引导的排气部分流以这种方式被调节：催化转化器中的温度达到至少120℃，优选地至少130℃，特别优选地至少200℃。因此催化转化器能够被特别有效地防止老化。

在权利要求5中限定了根据本发明的用于操作由多个内燃发动机组成的设备的方法。在权利要求7中限定了根据本发明的内燃发动机以及在权利要求12中限定了根据本发明的由内燃发动机组成的设备。

附图说明

本发明优选的进一步发展从下列描述和从属权利要求中获得。将通过附图但不限于此地更详细解释本发明的示例性实施例。其示出：

图1是根据本发明的第一内燃发动机的框图，用于示出操作该内燃发动机的根据本发明的方法；

图2是根据本发明的第二内燃发动机的框图，用于示出操作该内燃发动机的根据本发明的方法；以及

图3是根据本发明的由多个内燃发动机组成的设备的框图，用于示出操作该设备的根据本发明的方法。

具体实施方式