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某船用柴油机SCR系统尿素喷射台架标定研究
| 论文题名： | 某船用柴油机SCR系统尿素喷射台架标定研究 |
| 关键词： | 船用发动机;废气脱硝处理;氮氧排放;尿素喷射台架;控制标定 |
| 摘要： | 随着MAPPOL公约附则Ⅵ中TierⅢ排放法规的实施，机内净化技术已经很难满足TierⅢ法规对船用柴油机NOX排放控制要求。SCR（选择性催化还原）技术已成为船舶柴油机NOX排放控制最具前景的技术之一。要实现船舶发动机SCR系统尿素喷射优化控制，需进行SCR系统尿素喷射台架标定研究。本文主要研究工作包括: 首先根据试验设计方案对目标发动机进行了排气特性试验，通过碳平衡法计算出排气流量，采用分段三次Hermite插值多项式方法，得到原机运行区域内的NOX浓度、排气流量、排气温度脉谱图。实验验证表明，该方法得到的原机排放特性脉谱图较为准确，可根据该排放特性脉谱进行SCR系统尿素基本喷射量计算。 其次制定发动机SCR系统尿素喷射台架标定方法，提出基于排气特性模型的尿素喷射闭环控制策略。在经发动机排气特性MAP计算得到的尿素基本喷射量基础上，进行尿素喷射储氨修正、前馈修正和反馈修正。提出基于权重系数的NOX需求转化率确定方法，得到尿素基本喷射量脉谱图。 再次基于SCR系统实验数据，通过BOOST软件建立了一维SCR催化剂模型，利用遗传算法对SCR催化剂仿真模型进行了化学反应动力学参数优化。参数优化后的仿真模型NOX浓度仿真计算值与试验值吻合较好，参数优化前后均方差值降低了近82％。通过参数优化后的仿真模型计算得到SCR催化剂饱和储氨量脉谱图，对SCR系统喷射流量进行储氨修正。 最后进行SCR系统尿素喷射控制标定试验，标定试验结果表明:本文提出的闭环控制策略相对开环控制策略控制效果较好、控制精度较高。利用本文提出的闭环控制策略，经尿素喷射控制参数标定优化后，E3、D2试验循环台架测试结果表明:各单工况NOX比排放满足单工况排放限值(3.12g/kWh)要求;加权NOX比排放分别为1.72g/kWh、1.94g/kWh，满足加权比排放限值（2.08g/kWh）要求，符合TierⅢ排放限制标准。 |
| 作者： | 闵恩华 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 尹自斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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