[发明专利]基于双MAP图的脱硝系统尿素溶液喷射控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及脱硝系统尿素溶液喷射控制方法。

背景技术

目前，市场上主要采用选择性催化还原法（SCR）消除柴油机排放烟气中的氮氧化物（NO_x），以达到减轻柴油机排放的氮氧化物（NO_x）对环境造成的污染。图1示出了用于实现选择性催化还原法（SCR）的脱硝系统的结构原理图。如图1所示，存储罐91中的尿素溶液被离心泵92泵出，在与压缩空气混合后被输送到喷嘴93，喷嘴93将尿素溶液与压缩空气的气液混合物喷入到柴油机8的排放管81内。柴油机排放烟气中的氮氧化物与尿素溶液在反应器7中发生脱硝反应，反应后的气体从反应器7的出口排出。从反应器7中排出的气体（即最终排放的气体）中的氮氧化物的浓度与柴油机8排放的氮氧化物的浓度之比称为氮氧化物的转化率，氮氧化物的浓度可由氮氧化物浓度传感器检测。离心泵92设置在连通存储罐91和喷嘴93的连接管路94上，在该连接管路94上还设有流量计95和流量比例阀96。流量计95用于检测尿素溶液的流量。图1中还示出了清洗阀90和喷嘴阀99。通过PID控制器98可以调节流量比例阀96的开度，以达到控制尿素溶液的目的，PID控制原理方框图如图2所示。

选择性催化还原法（SCR）的一个关键所在是如何控制尿素溶液的喷射量。喷射量太小会造成氮氧化物的转化率太低，从而不符合排放标准，而喷射量太大则导致成本过高，甚至引起氨气泄露。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于双MAP图的脱硝系统尿素溶液喷射控制方法，其能够根据柴油机的不同运行工况，精确地控制脱硝系统的尿素溶液喷射量，从而达到预定的氮氧化物转化率要求，且响应速度快，便于实施。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于双MAP图的脱硝系统尿素溶液喷射控制方法，包括以下步骤：

根据给定的氮氧化物转化率，预先绘制基于柴油机转速和负荷的尿素溶液喷射流量MAP图以及基于柴油机转速和负荷的流量比例阀PID参数MAP图；

根据当前的柴油机转速和负荷，通过查询尿素溶液喷射流量MAP图和流量比例阀PID参数MAP图获得当前的尿素溶液喷射流量和当前的流量比例阀PID参数；

使脱硝系统的PID控制器以当前的尿素溶液喷射流量为目标值，并采用当前的流量比例阀PID参数进行PID计算，对流量比例阀的开度进行调节。

采用上述技术方案后，本发明至少具有以下优点：

本发明通过查询尿素溶液喷射流量MAP图和流量比例阀PID参数MAP图可获得与柴油机当前工况相对应的尿素溶液喷射流量最优值和流量比例阀PID参数最优值，从而能够以最快的响应速度完成对脱硝系统的尿素溶液喷射量的调节，达到预定的氮氧化物转化率要求。

附图说明

图1示出了脱硝系统的原理框图。

图2示出了脱硝系统的流量比例阀的PID控制方框图。

图3示出了本发明一实施例的基于双MAP图的脱硝系统尿素溶液喷射控制方法的流程示意图。

图4示出了对PID控制器的流量反馈值施加干扰的控制方框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

请参阅图3。根据本发明一实施例的一种基于双MAP图的脱硝系统尿素溶液喷射控制方法，其中，所述脱硝系统包括用于控制尿素溶液的喷射流量的流量比例阀，所述流量比例阀的开度由一PID控制器控制。基于双MAP图的脱硝系统尿素溶液喷射控制方法包括以下步骤：

步骤a、根据给定的氮氧化物转化率，预先绘制基于柴油机转速和负荷的尿素溶液喷射流量MAP图以及基于柴油机转速和负荷的流量比例阀PID参数MAP图；

步骤b、根据当前的柴油机转速和负荷，通过查询尿素溶液喷射流量MAP图和流量比例阀PID参数MAP图获得当前的尿素溶液喷射流量和当前的流量比例阀PID参数；

步骤c、使脱硝系统的PID控制器以当前的尿素溶液喷射流量为目标值，并采用当前的流量比例阀PID参数进行PID计算，对流量比例阀的开度进行调节。

在上述的步骤a中，预先绘制基于柴油机转速和负荷的尿素溶液喷射流量MAP图包括以下步骤：