[发明专利]应用于大功率柴油机尾气处理SCR系统的尿素溶液喷射控制系统与方法

说明书

本发明提供一种应用于大功率柴油机尾气处理SCR系统的尿素溶液喷射控制系统与方法，包括SCR反应器、尿素喷射系统以及与SCR反应器连接的前段管路与后段管路；尿素喷射系统配置有向前段管路喷射尿素的喷嘴；尿素溶液喷射控制系统还包括流速传感器、第一氮氧传感器和第二氮氧传感器。控制系统，被设置用于根据前氮氧量以及后氮氧量计算后氮氧转换率以及尿素喷射修正值，并基于尿素喷射修正值控制尿素喷射系统的尿素喷射量。利用本发明可根据目标发动机参数和原机排放信息，计算得到发动机需求的尿素水溶液的目标喷射量，实现对尿素喷射的实际需求的补偿和修正，避免传统的固定数值的尿素喷射量带来的问题。

技术领域

本发明涉及柴油发动机排放控制技术领域，尤其是用于柴油发动机尾气处理SCR系统，具体而言涉及一种应用于大功率柴油机尾气处理SCR系统的尿素溶液喷射控制系统与方法。

背景技术

选择性催化还原技术(SCR)是针对发动机尾气排放中NOx的一项处理技术。SCR系统在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOx还原成N₂和H₂O，有效治理和降低柴油发动机NOx的排放，满足排放要求，已经成为中、大型柴油发动机尾气后处理的主要途径和发展方向。

发动机尾气后处理SCR系统主要通过封装公司或电控系统公司对相关部件予以集成，最终形成系统供应。但针对柴油发动机尾气的SCR后处理系统中，一般采用固定喷射量的方式进行控制，喷射量依靠人工输入，尾气处理效果不佳。而大功率柴油发动机组排放尾气中的有害气体浓度在实时变化，如果喷射量低则无法实时地处理有害气体；而尿素溶液如果喷射量过多，则会造成氨泄漏，二次污染环境。

发明内容

本发明目的在于提供一种根据尾气中的尾气浓度变化率来确定SCR催化反应的效果，并基于偏差实时控制修正尿素喷射量的SCR系统的尿素溶液喷射控制系统与方法，喷射量自动计算，自动修正，无需获取发动机运行报文和运行参数。

为实现上述目的，本发明的第一方面提出一种应用于大功率柴油机尾气处理SCR系统的尿素溶液喷射控制系统，包括SCR反应器、尿素喷射系统以及与SCR反应器连接的前段管路与后段管路；所述尿素喷射系统配置有用于向所述前段管路喷射尿素的喷嘴；

所述尿素溶液喷射控制系统还包括：

位于前段管路的第一氮氧传感器，被设置用于获取排放尾气的前氮氧量；

位于后段管路的第二氮氧传感器，被设置用于获取排放尾气的后氮氧量；

控制系统，被设置用于根据前氮氧量以及后氮氧量计算后氮氧转换率以及尿素喷射修正值，并基于尿素喷射修正值控制所述尿素喷射系统的尿素喷射量。

优选地，所述控制系统包括：

用于基于前氮氧量计算尿素喷射量的第一模块；

用于基于前氮氧量和后氮氧量计算后氮氧转换率的第二模块；以及

基于后氮氧量以及后氮氧转换率确定尿素喷射修正值的第三模块。

优选地，所述尿素喷射系统配置有尿素箱、尿素泵以及比例阀，所述尿素泵用于从尿素箱泵出尿素溶液，所述尿素泵的出口经由喷射管路与所述喷嘴连接，所述控制阀设置在喷射管路中，所述控制系统基于尿素喷射修正值控制所述比例阀执行喷射量的调节。

优选地，所述控制系统还包括预警模块，用于根据所述尿素喷射修正值Q_L与尿素喷射量Q的偏差超过预设值，发出报警提示。

优选地，所述控制系统还包括喷射重置模块，响应于在预设的N个采样周期内的所述尿素喷射修正值Q_L与尿素喷射量Q的累积偏差超过允许偏差阈值，提示故障并在收到关闭发动机的信号时重置尿素喷射控制量，并由第一模块基于前氮氧量计算尿素喷射量Q。