船用SCR系统的控制方法

摘要

本发明属于柴油发动机尾气氮氧化物排放污染控制技术领域，具体涉及一种船用SCR系统主动控制方法。其技术方案是：船用SCR系统的控制方法，在SCR催化器（10）前的排气管上依次设置温度传感器A（1）、排气流量质量传感器（2）、喷射装置（8）、压力传感器A（3）和氮氧化物传感器A（4），在SCR催化器（10）后的排气管上依次设置氮氧化物传感器B（5）、压力传感器B（6）和温度传感器B（7）；通过测量温度、排气质量流量、压力、氮氧化物浓度等信号，经过PID控制器处理后输入至主调节模块和副调节模块，利用算法实现闭环控制；可实现SCR系统NOX排放转化率值的自寻优，具有完全自适应、响应速度快、收敛性能好、稳定性优越和应用维护方便的特点。

主权项

一种船用SCR系统的控制方法，它基于SCR系统，SCR系统的布局方式为：在SCR催化器（10）前的排气管上依次设置温度传感器A（1）、排气流量质量传感器（2）、喷射装置（8）、压力传感器A（3）和氮氧化物传感器A（4），在SCR催化器（10）后的排气管上依次设置氮氧化物传感器B（5）、压力传感器B（6）和温度传感器B（7）；将温度传感器A（1）、排气流量质量传感器（2）、喷射装置（8）、压力传感器A（3）、氮氧化物传感器A（4）、氮氧化物传感器B（5）、压力传感器B（6）和温度传感器B（7）分别与PID控制器（9）相连；对PID控制器（9）进行设置，将PID控制器（9）内设置主调节模块与副调节模块；其中，主调节模块内包括有信息接收模块A、数据运算模块、数据修正模块与信息驱动模块；副调节模块内包括有信息接收模块B、数据转化模块与动态调节模块；其特征在于，所述方法按如下步骤进行：A.PID控制器（9）中的信息接收模块A接收来自温度传感器A（1）、温度传感器B（7）、压力传感器A（3）和压力传感器B（6）所采集到的数据，并将所采集到的数据与预存的参数进行对比，当达到预存参数值时，PID控制器（9）中数据运算模块被激活；B．数据运算模块采集氮氧化物传感器A（4）、排气流量质量传感器（2）的实测数据，根据预先设定好的目标转化率计算出目标氮氧化物浓度，并将计算结果送至信息驱动模块；其中，目标氮氧化物的浓度的计算方法为：目标氮氧化物浓度=氮氧化物传感器A（4）测得的浓度数据×（1‑目标转化率）排气流量质量传感器（2）实时显示SCR催化器（10）之前的排气管内氮氧化物排放量；C.信息驱动模块根据目标氮氧化物浓度计算出所需的还原剂喷射量，并将计算结果发送至副调节模块的信息接收模块B；其中，还原剂喷射量的计算方法为：还原剂喷射量=[K1×目标氮氧化物浓度+K2×（目标氮氧化物浓度‑反应后的氮氧化物浓度）]×K3；式中，反应后的氮氧化物浓度由氮氧化物传感器B（5）测量得到，K1、K2、K3为修正系数；D.数据转化模块接收来自信息接收模块B的数据，并将数据转化形成给定喷射数值，传递至动态调节模块，动态调节模块将喷射数值发送至喷射装置（8），喷射装置（8）根据接收的数值进行定量喷射；E.喷射装置（8）将实际的喷射数值反馈给动态调节模块，动态调节模块根据接收的实际喷射数值与给定的喷射数值进行比较，在通过内部PID算法进行滞后补偿、修正喷射装置（8）的实际喷射数值，实现对喷射装置（8）的喷射数值闭环控制；F.步骤B‑E的同时，主调节模块中的数据修正模块接收氮氧化物传感器B（5）的实测数据，并与目标转化氮氧化物浓度进行比较，将比较结果送至信息驱动模块，信息驱动模块通过内部PID算法进行滞后补偿、修正还原剂喷射量，并将调整结果送至信息接收模块B，实现对SCR系统还原剂喷射量的闭环控制。