[发明专利]柴油机氮氧化物排放特性的预测方法、装置、设备及介质

说明书

本发明公开了一种柴油机氮氧化物排放特性的预测方法，包括：获取氨选择催化装置入口处的废气温度值、废气流量值、NO_X浓度值、NO₂浓度值以及NH₃浓度值；将所述入口处的废气温度值、废气流量值、NO_X浓度值、NO₂浓度值以及NH₃浓度值输入预先构建的氮氧化物预测模型；输出预测出来的氨选择催化装置出口当量NO_X浓度。根据本发明公开的氮氧化物排放预测方法，通过建立氮氧化物预测模型，可以精确预测多种输入条件下氮氧化物的排放浓度，省略了多种生成物浓度的计算，且模型稳定性强，标定难度低，为SCR的氮氧化物反馈控制提供方便。

技术领域

本发明涉及尾气处理技术领域，特别涉及一种柴油机氮氧化物排放特性的预测方法、装置、设备及介质。

背景技术

柴油机在运行中会产生氮氧化物，为满足法规排放要求，现有柴油机的后处理系统中大多都安装了SCR(Selective Catalystic Reduction，选择性催化还原)装置，通过向安装在排气管路当中的催化剂喷射尿素水溶液，将氮氧化物还原为无公害的氮气。当尿素水溶液的喷射量超过SCR的需求量时，可能会导致SCR无法存储过量的氨，从而导致较为明显的氨泄漏，氨也是一种被法规限制的有害气体，因此，通常还需要在SCR后端加装一个ASC(Ammonia Selective Catalystic，氨选择性催化还原)装置，将氨转化为氮气以限制其排放量。然而在不同的边界条件下，ASC对氨的转化效率具有较大差异，体现出多变的排放特性，在电控柴油机中，后处理系统的精确控制是保证发动机排放满足法规的基本条件之一，因此，需要对各个后处理元件进行建模并控制。基于ASC的氮氧化物排放预测模型也是其中重要的一环。

现有技术中，采用化学反应动力学建模的方式建立氮氧化物排放预测模型，但是，化学反应动力学模型各种物理过程、化学反应过程之间相互高度耦合，且产物的浓度、温度、边界层扩散与层间扩散特性缺乏有效观测手段，因此化学反应动力学建模方法精度难以满足应用需求，且标定难度高，计算复杂，对催化剂的性能劣化适应性也难以保证。

发明内容

本公开实施例提供了一种柴油机氮氧化物排放特性的预测方法、装置、设备及介质。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

第一方面，本公开实施例提供了一种柴油机氮氧化物排放特性的预测方法，包括：

获取氨选择催化装置入口处的废气温度值、废气流量值、NO_X浓度值、NO₂浓度值以及NH₃浓度值；

将入口处的废气温度值、废气流量值、NO_X浓度值、NO₂浓度值以及NH₃浓度值输入预先构建的氮氧化物预测模型；

输出预测出来的氨选择催化装置出口当量NO_X浓度。

在一个实施例中，将入口处的废气温度值、废气流量值、NO_X浓度值、NO₂浓度值以及NH₃浓度值输入预先构建的氮氧化物预测模型之前，还包括：

构建氮氧化物预测模型，其中，氮氧化物预测模型包括载体温度计算模块、催化剂劣化系数计算模块、接口模块、NH₃当量系数计算模块、NO_X当量系数计算模块以及出口当量NO_X浓度计算模块。

在一个实施例中，载体温度计算模块用于根据入口废气温度以及入口废气流量计算载体平均温度；

催化剂劣化系数计算模块用于根据载体平均温度计算催化剂劣化系数；