[发明专利]一种尿素双喷嘴喷射控制方法和废气后处理系统

说明书

本发明公开了一种尿素双喷嘴喷射控制方法和废气后处理系统，属于废气后处理技术领域。尿素双喷嘴喷射控制方法是将SCR和SCRF以及中间管道作为一个整体催化器，通过切片模型对该整体催化器的温度和氨存储量进行计算，并对氨喷射进行闭环控制，从而得到精准的前尿素喷嘴的喷射量和后尿素喷嘴的喷射量。该尿素双喷嘴喷射控制方法的喷射精准度高，SCRF与SCR系统的计算过程较简单，并且相较于传统的SCR/SCRF系统，可减少部分传感器，降低了系统成本。废气后处理系统的成本降低，并且SCRF与SCR结合的转化效率较高，两者具有良好的协同控制。

技术领域

本发明涉及废气后处理技术领域，尤其涉及一种尿素双喷嘴喷射控制方法和废气后处理系统。

背景技术

随着柴油机排放处理的日趋严格，带SCR(Selective Catalyst Reduction,选择性催化还原反应)的废气后处理系统成为降低排放污染的主流技术。带SCR的废气后处理系统降低排放污染的方法是通过向SCR箱中喷射尿素，达到降低氮氧化物的目的，从而满足降低排放废气和排放法规的要求。在SCR的基础上，进一步发展了SCRF(SCR catalystscoated DPF)技术，SCRF是指将SCR催化剂涂覆在DPF(Diesel Particulate Filter，颗粒物捕集器)上。采用SCRF技术，不但能够减低后处理体积，而且起燃特性更优，能够提高SCR的转化效率，SCRF技术同样面临尿素喷射量精确控制的需求。

目前，现有技术中的尿素喷嘴喷射控制方法存在以下不足：一是喷射量不精准，甚至造成氨泄漏；二是SCRF与SCR系统缺少协同控制使得计算缺少关联性以及计算过程复杂；三是所需的传感器较多，增大了系统成本。

发明内容

本发明的第一个目的在于提出一种尿素双喷嘴喷射控制方法，该尿素双喷嘴喷射控制方法的喷射精准度高，SCRF与SCR系统的计算过程较简单，以及相较于传统的SCR/SCRF系统，可减少部分传感器，降低了系统成本。

本发明的第二个目的在于提出一种废气后处理系统，该废气后处理系统的成本降低，并且SCRF与SCR结合的转化效率较高，两者具有良好的协同控制。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种尿素双喷嘴喷射控制方法，将SCR和SCRF以及中间管道作为一个整体催化器，通过切片模型对所述整体催化器的温度和氨存储量进行计算，并对尿素喷射进行闭环控制，所述切片模型即是将催化器进行竖向的虚拟切片，以便于对每块切片进行单独模型计算；具体控制方法包括以下步骤：

S1：根据切片温度模型迭代计算每片切片的切片温度，并通过所述SCR出口设置的第一温度传感器进行自适应修正；

S2：基于切片目标氨存储模型，根据所述切片温度和废气质量流量计算每片所述切片的目标氨存储量，并累加计算得到总目标氨存储量；

S3：基于切片实际氨存储模型，再根据所述切片温度、所述废气质量流量与前尿素喷嘴的氨喷射量和后尿素喷嘴的氨喷射量，计算每片所述切片的实际氨存储量，并累加计算得到总实际氨存储量；

S4：基于所述总实际氨存储量和所述总目标氨存储量进行闭环控制，计算出总氨喷射量，并通过后NOx传感器进行反馈修正；

S5：计算所述SCR和所述SCRF内部的氨累积量，由所述SCRF与所述SCR中所述切片的目标氨存储量和实际氨存储量计算分配系数，并得到所述前尿素喷嘴的分配量和所述后尿素喷嘴的分配量，进而得到所述前尿素喷嘴的喷射量和所述后尿素喷嘴的喷射量，并通过后NOx传感器进行自适应修正。

可选地，在步骤S1中，所述切片温度模型将每片所述切片的热量变化分为热散逸和热增值，根据所述废气质量流量、上一片所述切片的切片温度、环境温度和温度变化率，计算向所述整体催化器散热的热增值和向环境散热的热散逸，得到当前切片的切片温度。