某纸浆船尿素储存柜结构设计及有限元分析

高明星

(大连中远海运重工有限公司，辽宁大连 116113)

随着全球大气污染以及环境恶化，环保问题目前已得到全球的重视，对废气排放的要求也越来越严格，而其中作为整体环境质量评价指标之一的氮氧化物(NOx)的排放尤其严重。有研究表明，占世界总排放量的14%～15%的NOx排放是由船舶引起的[1]。2008年3月3日至4日，IMO海洋环境保护委员会第57届会议(MEPC 57)在英国伦敦召开，会上通过了《MARPOL 73/78》附则Ⅵ的修正案[2]，修正案对船舶废气NOx的排放提出了明确限制要求，如表1。

表1 MARPOL公约附则Ⅵ关于船舶柴油机NOx排放标准

SCR(Selective Catalyst Reduction)系统是当前降低船舶NOX排放的一种有效方式之一，船舶柴油机所排放的废气出来经过SCR系统，通过化学反应，去除其中NO和NO2，形成无污染的N2和H2O。SCR系统所使用的还原剂一般选用氨气或者能够产生氨气的其他替代物。由于氨气是一种有毒气体，且在与空气混合后浓度在15%～28%范围内时，遇到明火会引起爆炸，不宜船舶携带。而尿素易溶于水，运输方便且便宜，在船舶柴油机工作状况下，尿素水溶液释放氨气的反应比较完全，副产品无害，替代氨气作为船舶SCR系统还原剂比较理想[3]。尿素储存柜作为尿素溶液的存储容器，是船舶SCR系统的重要组成部分，为实现SCR系统的尿素溶液安全存储与供给，需对其进行合理设计。本文以某纸浆船的尿素储存柜为研究对象，对该尿素储存柜的结构设计进行了介绍，并对其强度进行了有限元分析。

1 尿素储存柜结构设计

1.1 尿素储存柜主要技术参数

表2 尿素储存柜主要技术参数