船舶柴油機(jī)SCR系統(tǒng)尿素噴射控制策略研究.pdf

1、為了滿足MARPOL公約TierⅢ對船舶柴油機(jī)氮氧化物排放的限制要求，航運(yùn)界一直在探索可行的NOx減排措施。選擇性催化還原(SCR)技術(shù)是公認(rèn)的能夠降低氮氧化物排放的有效措施之一。柴油機(jī)SCR系統(tǒng)中，合理的尿素噴射控制策略對于充分發(fā)揮SCR系統(tǒng)的催化還原性能具有重要意義，為此本文以6105AZLD型柴油機(jī)SCR系統(tǒng)為研究對象，對SCR系統(tǒng)尿素噴射控制策略進(jìn)行研究。
　　首先，對6105AZLD型柴油機(jī)SCR系統(tǒng)進(jìn)行了性能試驗(yàn)，獲得

2、相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)?；谠囼?yàn)數(shù)據(jù)利用AVL BOOST軟件建立了目標(biāo)柴油機(jī)SCR催化劑模型，并采用遺傳算法對SCR催化劑模型所涉及的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行辨識，使SCR催化劑模型性能與實(shí)際催化劑性能相符。
　　然后，制定了目標(biāo)柴油機(jī)SCR系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)尿素噴射控制策略，利用SCR催化劑模型確定了目標(biāo)柴油機(jī)SCR系統(tǒng)各穩(wěn)態(tài)工況下的最佳氨氮比以及最佳尿素噴射量。采用D2試驗(yàn)循環(huán)對目標(biāo)柴油機(jī)SCR系統(tǒng)NOx排放進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為2.14g/kWh

3、，驗(yàn)證了穩(wěn)態(tài)尿素噴射控制策略的有效性，同時(shí)SCR催化劑模型仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果很好的吻合也進(jìn)一步驗(yàn)證了SCR催化劑模型的準(zhǔn)確性。
　　最后，利用SCR催化劑模型仿真研究了溫度、空速以及氨氮比對SCR催化劑儲氨特性的影響以及SCR催化劑儲氨量對NOx轉(zhuǎn)化效率和NH3逃逸率的影響。仿真結(jié)果表明:相同空速下，溫度增大后催化劑儲氨能力顯著降低，催化劑飽和儲氨量隨溫度升高呈線性減小的趨勢;相同溫度下，空速增大后加快了NH3泄漏，隨著空速的增大

4、催化劑飽和儲氨量逐漸減小。在低溫時(shí)，NOx轉(zhuǎn)化效率隨儲氨量增大而提高，隨著溫度的升高儲氨量對NOx轉(zhuǎn)化效率的影響逐漸減小。工況變化時(shí)催化劑儲氨特性對NH3逃逸率產(chǎn)生很大的影響，催化劑溫度和空速快速升高時(shí)，催化劑實(shí)際儲氨量超過當(dāng)前工況的飽和儲氨量，從而造成大量NH3逃逸。綜合考慮催化劑儲氨特性對NOx轉(zhuǎn)化效率和NH3逃逸率的影響，提出了基于SCR催化劑儲氨特性的尿素噴射控制策略，該控制策略可以使SCR系統(tǒng)在變工況過程中既能有較低的NH3逃