[发明专利]用于发动机的脱硝率测定方法和测定装置

说明书

本发明提供用于发动机的脱硝率测定方法和测定装置。使用能在废气路径中的发动机和催化式脱硝装置之间检测NOx浓度的第一氧化锆式NOx传感器，以及能在催化式脱硝装置和废气涡轮增压器之间检测NOx浓度的第二氧化锆式NOx传感器，将第一氧化锆式NOx传感器的检测值设为NOx·inlet，将第二氧化锆式NOx传感器的检测值设为NOx·outlet，并将用于修正检测环境中的气体压力和废气中所含的SOx对传感器检测值带来的影响的修正系数设为α，使用算式(NOx·inlet×α－NOx·outlet×α)/NOx·inlet×α且通过约分消去α而求出脱硝率。

技术领域

本发明涉及用于发动机的脱硝率测定方法和用于实施该方法的测定装置。

背景技术

船用发动机大多采用二冲程式的柴油发动机，但是为了除去船用发动机的废气中所含的氮氧化物(NOx)，使用催化式脱硝装置。使用所述催化式脱硝装置时，在脱硝装置内向废气以喷雾方式喷射尿素水，喷雾的尿素成分通过水解而氨化，所述氨利用催化剂的作用与氮氧化物发生反应，进而转换为无害的氮气和水。

使用这种催化式脱硝装置时，为了使最终排出的气体中的氮氧化物的排出量在限制值以下，需要控制脱硝装置的脱硝率。

例如专利文献1公开的系统不是在发动机的废气路径而是在锅炉的废气路径中，设置有不是供给尿素而是供给氨的供给喷嘴以及催化式脱硝装置。所述系统测定催化式脱硝装置的上游侧和下游侧的废气路径内的氮氧化物浓度，并控制氨供给量，以使最终排出的气体中的氮氧化物的排出量成为预定的排出控制值。

专利文献1：日本专利公开公报特开2003-290630号

即使如专利文献1所记载的那样在废气的产生源为锅炉时不发生问题，但是在废气的产生源为发动机时会产生下述问题。

即，在船用的例如二冲程的发动机的情况下，通常在发动机的废气路径中设置废气涡轮增压器，催化式脱硝装置设置在发动机和涡轮增压器之间，即设置在比涡轮增压器的涡轮高压侧。这是因为，如果不是设置在比涡轮增压器的涡轮高压侧的废气温度高的部分，则催化式脱硝装置不能充分工作。当设置在比涡轮增压器靠向下游侧时，由于废气的温度低，所以即便设置催化式脱硝装置也不能充分工作。

其结果，用于检测氮氧化物浓度的传感器成为在高压环境下使用的状态。用于检测氮氧化物浓度的传感器通常采用氧化锆式(ZRDO式)的NOx传感器，但是所述传感器具有灵敏度取决于压力而变动的性质。因此，通常氧化锆式的传感器与压力传感器合并使用，需要根据所述压力传感器的检测结果进行灵敏度修正。可是，此时又存在系统复杂且昂贵的问题。

此外，由于船用燃料含有硫磺，所以船用发动机的废气中含有硫氧化物(SOx)。可是，在存在硫氧化物的条件下，氧化锆式的NOx传感器还存在灵敏度下降的问题。

发明内容

本发明用于解决上述问题，目的是提供如下的用于发动机的脱硝率测定方法和测定装置，当使用氧化锆式的NOx传感器控制发动机的废气路径中设置的催化式脱硝装置的运转状况时，能够防止因传感器灵敏度变动而导致测定值和控制量产生误差。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于发动机的脱硝率测定方法，当测定在发动机的废气路径中依次配置有催化式脱硝装置和废气涡轮增压器的系统的脱硝率时，使用能在所述废气路径中的发动机和催化式脱硝装置之间的部分检测NOx浓度的第一氧化锆式NOx传感器，以及能在所述废气路径中的催化式脱硝装置和废气涡轮增压器之间的部分检测NOx浓度的第二氧化锆式NOx传感器，将第一氧化锆式NOx传感器的检测值设为NOx·inlet，将第二氧化锆式NOx传感器的检测值设为NOx·outlet，并将用于修正检测环境中的气体压力和废气中所含的SOx对所述第一氧化锆式NOx传感器和所述第二氧化锆式NOx传感器的检测值带来的影响的修正系数都设为α，使用算式(NOx·inlet×α－NOx·outlet×α)/NOx·inlet×α且通过约分消去α而求出脱硝率。