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

1、近年來，船舶柴油機(jī)氮氧化物(NOx)減排問題一直備受關(guān)注，國(guó)際海事組織(IMO)將于2016年強(qiáng)制實(shí)施嚴(yán)格的Tier III標(biāo)準(zhǔn)。在眾多NOx減排技術(shù)中，選擇性催化還原技術(shù)(SCR)因具有高效經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，而被視為最有發(fā)展前景的船舶柴油機(jī)NOx減排后處理技術(shù)。SCR系統(tǒng)控制技術(shù)已成為船舶柴油機(jī)NOx排放領(lǐng)域的重要研究課題。本文對(duì)SCR催化反應(yīng)模型和基于該模型的尿素噴射控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)等方面進(jìn)行了深入研究，論文的主要內(nèi)容和主要研究成果如下：

2、r>　　針對(duì)SCR催化反應(yīng)模型的建立，先全面分析SCR系統(tǒng)釩基催化劑中各化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)原理。從反應(yīng)溫度和催化劑種類兩方面分析并篩選出 SCR釩基催化劑中主要的化學(xué)反應(yīng)，并提出模型假設(shè)，最后建立SCR催化反應(yīng)模型。通過SCR系統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)，證明所建立的SCR催化反應(yīng)模型能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)SCR反應(yīng)器出口NOx濃度和NH3逃逸量。
　　綜合運(yùn)用非線性最小二乘方法理論和信賴域算法以解決 SCR系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中未知參數(shù)辨識(shí)的問題。利用 SCR系

3、統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)辨識(shí)的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。證明非線性最小二乘方法能準(zhǔn)確辨識(shí)出SCR動(dòng)力學(xué)未知參數(shù)，提高了SCR催化反應(yīng)模型的精度。
　　利用擴(kuò)展卡爾曼濾波方法(EKF)對(duì)NOx傳感器的NH3交叉敏感性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。開展不同柴油機(jī)工況下的NOx傳感器測(cè)試實(shí)驗(yàn)，分析排氣溫度、氨氮比等因素對(duì)NOx傳感器交叉敏感性的影響，結(jié)果證明EKF方法能有效濾除NOx傳感器對(duì)NH3的交叉敏感性誤差。
　　以船舶中速柴油機(jī)的為對(duì)象，搭建SCR