船舶柴油機(jī)SCR系統(tǒng)控制策略仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著國際航運(yùn)業(yè)及遠(yuǎn)洋船舶運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,以柴油為燃料的船舶發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的廢氣排放已成為沿海地區(qū)尤其是港口的主要污染源。為限制船舶柴油機(jī)NOx排放對環(huán)境的污染,各國政府和國際組織相繼制定了相關(guān)的船舶柴油機(jī)NOx排放限制法規(guī)。選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction簡稱SCR)后處理技術(shù)是降低船用柴油機(jī)NOx排放的有效措施?？刂葡到y(tǒng)是SCR系統(tǒng)的核心,控制策略的好壞將直接影響NOx排放控制效果。本文針對SCR控制

2、系統(tǒng)提出了一種基于模型控制的SCR控制算法,并進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)研究,在有效降低NOx排放的同時(shí),避免過量NH3的滑失。
　　本文首先針對SCR催化器內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),建立了能夠反映各組分濃度變化情況的高階化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模型。然后依據(jù)控制系統(tǒng)需要將高階動力學(xué)模型簡化為三階控制模型,從基于模型預(yù)測控制的基本原理出發(fā),建立了適用于SCR系統(tǒng)的閉環(huán)模型預(yù)測控制策略,并進(jìn)行了仿真研究。
　　針對NH3對NOx傳感器具有交叉敏感性的問題

3、,本文通過原理分析和實(shí)驗(yàn)得出交叉敏感因子的變化情況,對NOx傳感器的測試結(jié)果進(jìn)行了修正。并將得到的修正模型加入到控制程序中以提高控制精度?；贜I-USB6289采集卡,在LabVIEW軟件中編寫了閉環(huán)模型預(yù)測控制策略的程序,根據(jù)排放法規(guī)對10％、25%、50%、75%、100%五種工況在柴油機(jī)臺架上進(jìn)行了排放控制實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在反應(yīng)器內(nèi)溫度達(dá)到300℃以上的情況下,NOx轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到一個較好的效果,并能有效控制NH3逃逸量,控制