1036MW机组选择性催化还原系统优化运行及脱硝效率诊断

由于选择性催化还原系统喷氨不均匀及催化剂寿命较短,导致入口局部喷氨过大,造成出口氨逃逸率高及脱硝效率低,对华能海门电厂1036MW机组选择性催化还原系统氨喷射装置进行了改造,对入口喷氨格栅进行了喷氨优化调整试验。优化调整后,改善了选择性催化还原系统出口NOx分布均匀性,有效控制局部氨逃逸率过高对下游空气预热器的影响,取得了较好的效果。

双级尿素-选择性催化还原系统对柴油机排放特性的影响研究

为满足国Ⅵ排放标准,提出并开发了双级尿素(urea)选择性催化还原(selective catalytic reduction system, SCR)系统及控制策略,并针对该系统在柴油机上的NOx排放特性及对柴油颗粒捕集器(DPF)被动再生的影响进行了台架验证。结果表明:冷态国际统一瞬态循环(WHTC)双级urea-SCR系统NOx转化效率达到89.2%,比单级urea-SCR系统提高了5.4%,冷起动NOx排放显著降低;热态WHTC双级urea-SCR系统NOx转化效率达到99.3%,比单级urea-SCR系统提高了3.0%;对双级urea-SCR系统尿素喷射量采用闭环控制策略,热态WHTC下DPF平衡点碳载量仅比单级urea-SCR系统提高了0.2 g/L,DPF被动再生效果几乎未受影响。

选择性催化还原系统内部气体流场分布特性试验研究

选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统内部气体流场分布特性将决定氮氧化物在系统内的转化效率,进而影响发动机尾气排放水平。因此,准确客观真实地评估SCR系统内部气体流场分布特性对柴油机污染物控制起到至关重要的作用。SCR系统内部气体流场分布特性试验研究基于一种发动机台架设计试验方法,通过试验手段得到SCR系统内部流体分布特性,获得SCR系统气体流场均匀性指数。同时,利用试验手段研究不同排气流量与温度下SCR内部气体流场分布的变化趋势。研究结果表明,受管路走向及布置影响,SCR系统内部存在气体流场局部分布不均匀情况,混合器设计与管路优化应优先针对此区域;排气流量提高,SCR内部气体流场均匀性提高;气体温度变化对气体流场分布均匀性影响很小。该研究试验方案客观准确地评估了SCR系统内部气体流场分布情况,为系统优化提供了充分有力的指导,为重型柴油机国六排放升级开发提供了有效的工具方案。

某柴油机选择性催化还原系统匹配设计

利用GT-Power软件建立了选择性催化还原系统仿真模型,研究了载体规格对NOX转化效率和NH3泄漏的影响。结果表明,NOX转化效率随载体体积和目数的增加而增加,氨泄漏随载体体积和目数的增加而减少。选择规格为267mm×305mm×400目的SCR载体,优化喷射策略后,世界统一稳态循环下该机NOX比排放和NH3泄漏量分别为0.37g·(kW·h)^(-1)和9.2ppm,满足国六阶段排放标准。

柴油机选择催化还原系统的DCU控制研究

简述选择性催化还原系统的工作原理,并着重对其电子控制单元DCU的控制策略进行研究。该控制策略是通过试验得到某柴油机原机排放相关数据,并利用网格节点插值计算方法将相关数据存储到DCU单元中,然后根据物理化学反应计算出尿素溶液的基本需求量,同时用试验得到的NOx转化率MAP图和修正系数MAP图对尿素溶液的需求量进行稳态修正和瞬态修正。试验表明,该DCU控制策略能够控制NOx排放满足法规要求。

选择性催化还原技术在多功能水下作业支持船上的应用

氮氧化物(NOX)是船舶柴油机排放废气中危害环境的主要成分。通过研究船舶废气NOX的形成机理,结合当前国际海事组织的最新公约要求,对现有船舶柴油机NOX排放控制技术的效果进行对比,探讨选择性催化还原技术在多功能水下作业支持船上加以应用的方案,总结出选择性催化还原系统在设计与实船应用中值得关注的关键技术。

基于改进混沌优化的选择性催化还原系统参数辨识方法

针对选择性催化还原系统(SCR)系统在工作过程中,模型参数会受到老化、损耗等影响发生偏移,特别是催化剂硫中毒会造成氨的最大吸附能力严重下降,导致SCR系统失效的问题,提出了融合加速混沌优化和单一搜索(SCOA+SSA)算法的参数在线辨识方法。该方法能同时辨识SCR系统化学反应动力学中8项关键参数。试验结果表明:该方法能在SCR系统中氨的最大吸附能力阶跃下降时,实时辨识得到新的系统参数;并且,相比于传统的SCOA方法,本文提出的SCOA+SSA方法能将辨识精度提高5.44%,但付出的代价是增加了2.9%的耗时。

基于储氨停喷响应特性的SCR系统氨泄漏识别

有效识别出氨(NH_(3))泄漏是柴油机NO_(x)转化(De NO_(x))系统实现精确闭环控制与自适应修正的基础.针对NO_(x)传感器对排气中的NH_(3)和NO_(x)存在交叉敏感这一情况,提出了一种基于停喷状态下选择性催化还原(SCR)系统储氨响应特性的NH_(3)泄漏识别方法.在工况条件合适时,持续将NO_(x)转化效率的传感器测量值和预测值的比值与标定限值进行对比,超过限值时则触发停喷诊断动作,并在停喷过程中通过对比催化器的储氨消耗超过限值的时间与转化效率低于限值的时间先后,实现对NH_(3)泄漏状态的准确识别.结果表明:该方法能够有效识别出SCR系统的NH_(3)泄漏,并能够在NO_(x)排放超过车载故障诊断(OBD)限值时准确识别出NO_(x)排放超标.

SCR脱硝系统的烟道及支架有限元分析

本文为设计某SCR脱硝系统项目中的烟道及支架,利用有限元分析软件ABAQUS及Midas-Gen钢结构分析软件,建立了烟道模型及钢支架模型。通过分析高温烟道的应力、变形及热膨胀位移等结果,确定了合理的烟道布筋方案和支撑限位方案,并且提取了最恶劣工况下高温烟道对钢支架产生的支反力,进而将支反力添加于钢支架模型进行分析,使计算结果更接近现实,并对钢支架的稳定性、应力及变形结果进行了分析,为高温烟道及其支架的设计提供了理论参考及计算思路。

火电厂SCR脱硝系统的动态建模研究

脱硝反应模型是SCR脱硝系统设计、控制优化的基础。为此,应基于脱硝反应机理,构建选择性催化还原(SCR)系统的动态模型,单独处理反应物NH_(3)和NO_(x)的吸附-解吸以及两者之间的反应,并通过实际运行数据验证模型。结果表明,该模型准确反映了SCR系统的动态特性。此外,进一步分析温度和n(NH_(3)):n(NO_(x))对SCR反应的影响。结果显示,当NO_(x)和NH_(3)的浓度一定时,其表面覆盖率和脱硝效率随温度升高而提升,且2个指标都随着“物质的量”的比的增加而增加,而氨逃逸并未发生变化。

双级SCR系统N_(2)O排放特性试验研究

以1台国六重型柴油机为研究对象,搭建了双级选择性催化还原(SCR)后处理系统,对冷态和热态全球统一瞬态(WHTC)循环的N_(2)O排放特性进行试验研究。结果表明:采用双级SCR系统后,柴油机在冷态和热态WHTC循环均产生大量的N_(2)O,且出现明显的排放峰值,冷态循环N_(2)O平均体积分数为22.3×10^(-6),热态循环N_(2)O平均体积分数为24.4×10^(-6)。前置SCR单独工作时,其出口处N_(2)O排放较低,但由于尿素过量喷射,导致尾排处N_(2)O排放峰值较大,热态循环N_(2)O平均体积分数达到13.5×10^(-6)。主SCR单独工作时产生的N_(2)O排放峰值较小,冷、热态循环N_(2)O平均体积分数分别为5.5×10^(-6)和11.2×10^(-6)。通过减少前置SCR的尿素喷射量以控制NH3泄露,同时优化主SCR尿素喷射策略可以有效降低N_(2)O排放。

柴油机SCR系统OBD功能的诊断策略研究

在OBD诊断原理研究基础上,通过灵活运用诊断方法和合理设计诊断逻辑框架,构建了基于SCR系统的OBD功能诊断策略。研究表明,所设计的诊断策略能满足OBD认证法规的要求。

基于支持向量机的选择性催化还原脱硝系统运行优化

建立了锅炉运行过程NOx生成和脱硝效率的预测模型以及脱硝成本的优化模型。计算分析了选择性催化还原（SCR）脱硝系统入口NOx量、机组负荷、锅炉排烟氧量、喷氨量、一、二次风量及配比、煤质等因素对脱硝运行的影响规律,确定了不同运行条件下锅炉脱硝运行成本。利用遗传算法,以脱硝系统总运行成本最小为目标,对喷氨量进行优化,得到最佳喷氨量。结果表明,该电厂实际喷氨量比预测出的最佳喷氨量平均低大约1%~3.5%左右。

基于“三步法”的柴油机urea-SCR系统控制设计

为了同时实现较高的NOx转化率和较低的氨逃逸,提出了一种新颖的面向控制的urea-SCR模型,基于三步非线性控制方法——'三步法'设计了控制器。该控制器能够调节时变参数的非线性系统,跟踪理想的氨覆盖率目标。针对测量噪声和系统的不确定性,研究分析了该闭环系统的稳定性。研究基于精确enDYNA模型,在FTP75瞬态测试循环条件下,与蒙特卡罗随机参数法选取的最优PID控制器对比表明,所提出的控制策略具有很大优势。

柴油机SCR系统中DCU的研发

简述尿素喷射控制单元(dosing control unit,DCU)的基本工作原理,对DCU的电源模块、信号输入调理模块、输出功率驱动模块、CAN通讯模块等硬件电路进行设计;并对DCU中的尿素喷射量、计量泵状态、车载诊断系统(OBD)等控制策略进行了深入研究;最后将自主开发的DCU与整个选择性催化还原(SCR)系统连接,在发动机台架上进行了欧洲稳态循环(ESC)、欧洲瞬态循环(ETC)及OBD故障诊断试验。试验结果表明:所开发的DCU能较好的控制SCR系统,使柴油机的排放达到国Ⅳ标准,并且可以对SCR系统进行实时故障诊断。

利用AMESim的SCR系统尾气处理泵的优化设计与仿真研究

AMESIM是由法国Imagine公司推出的高性能建模、仿真和动态分析软件。在对SCR系统尾气处理泵(即电磁计量泵)工作原理及其运动进行理论分析的基础上,利用AMESim仿真软件对其进行了建模与仿真,并建立了SCR系统尾气处理泵的运动方程、流量方程和仿真模型。通过改变不同的参数,研究分析尾气处理泵的流量变化,使仿真结果进一步指导泵的研究和设计。

基于backstepping方法的柴油机urea-SCR系统控制设计

为实现urea-SCR系统较高的NOx转化率以及较低的氨逃逸,提出一种面向控制的urea-SCR(urea Selective Catalytic Reduction)模型,设计了一种基于backstepping技术的非线性控制器。将模型参数误差看作外界的干扰输入,并在输入到状态稳定性框架内分析了该闭环系统的稳定性。同时,研究了基于一种配有urea-SCR系统的精确en DYNA模型,并在ECE(Economic Commission for Europe)瞬态测试循环条件下进行了测试。该控制器能调节参数可变的非线性系统,跟踪理想的氨覆盖率,适用于轻型车辆配备的urea-SCR系统。与传统的PID(Proportion Integration Differentiation)控制器控制效果对比实验表明,基于backstepping控制器降低了氨逃逸量且具有更好的鲁棒性。

柴油机SCR系统气液两相流准一维数值模拟

对柴油机选择性催化还原(SCR)系统气液两相流进行了准一维建模,并开发了模拟计算程序.用欧拉方法求解气相流动,其中压力速度耦合问题采用Simple算法求解.用拉格朗日方法求解液滴的蒸发、热解、运动和碰壁等过程,气液两相耦合通过在气相方程中附加源项的方式实现.模拟计算结果表明:随着排气平均温度的升高和排气流量的降低,尿素分解效率都会逐渐升高;尿素水溶液喷射速率对尿素分解效率影响不大;总体上液滴初始直径的减小能够促进尿素的分解,在不产生壁膜的前提下,合理组织尿素水溶液喷雾碰壁,可以促进大直径喷雾(50,μm以上)的尿素分解;增大排气管直径能够显著提高尿素分解效率,降低压力损失,是优化SCR系统性能的有效方法.

基于模型的Urea-SCR系统添蓝流量控制策略

基于对SCR系统时滞特性和阻容特性的深入分析,利用带时滞的多元可变阻容模型描述SCR系统催化器出口NOx浓度随添蓝流量的变化规律,提出基于模型的SCR系统控制策略。研究结果表明,催化器的储氨量得到准确控制,NOx转化效率提高且NH3泄漏浓度显著降低。

浅谈汽车SCR尾气后处理系统维护保养及使用误区

为了达到环保法规要求,现代中重型汽车都加装了尾气后处理系统。SCR选择性催化还原系统是广泛应用于柴油发动机上的尾气后处理技术。SCR技术通过向排气中喷射尿素,尿素高温分解产生NH3,NH3可与废气中有害气体NOx发生反应,生成无害的N2,从而达到净化发动机尾气的效果。