SCR與EGR聯(lián)合降低柴油機NOX排放仿真研究.pdf

1、隨著大氣污染的日益嚴重，柴油機的排放越來越成為人們關(guān)心的問題。氮氧化物(NOx)是柴油機主要的排放污染物之一，隨著排放法規(guī)的日益嚴格，NOx機外后處理凈化技術(shù)越來越受到重視。以廢氣再循環(huán)技術(shù)為代表的機內(nèi)凈化技術(shù)，以選擇性催化還原(SCR)技術(shù)為代表的機外凈化技術(shù)，兩種技術(shù)已經(jīng)成為當前降低NOX排放的主要技術(shù)路線，在中國國內(nèi)由于清潔柴油機缺乏、發(fā)動機耐久性差，系統(tǒng)維護成本及后處理費用較高，來自國外市場的競爭壓力，無論單一采用EGR或SCR

2、技術(shù)，即使能夠達到排放要求，由于技術(shù)及成本問題的存在，較難應用。在現(xiàn)有技術(shù)水平，EGR與SCR聯(lián)合成為符合中國當前及未來相當一段時間范圍內(nèi)排放控制需求新的研究方向，本文通過試驗及模擬仿真方法，研究得到EGR開度及氨氮比NSR對NO轉(zhuǎn)化率的影響規(guī)律，并繪制出不同工況下的影響規(guī)律三維圖，為進一步綜合考慮發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性及排放性能，SCR與EGR聯(lián)合控制奠定理論基礎(chǔ)。
　　本文基于MCC燃燒模型建立某重型柴油機整機及EGR仿真模型；

3、通過SCR反應動力學分析，建立SCR反應動力學方程，通過粒子群算法及部分試驗數(shù)據(jù)完成動力學方程中參數(shù)辨識，建立SCR反應動力學模型；利用完成的SCR反應動力學參數(shù)及EGR仿真結(jié)果，在AVL BOOST平臺建立SCR與EGR聯(lián)合工作仿真模型，研究了EGR與 SCR系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)對NO轉(zhuǎn)化率的影響規(guī)律，最后針對柴油機聯(lián)合使用EGR和SCR，確定了EGR閥門開度和氨氮比對NO轉(zhuǎn)化率影響規(guī)律。
　　主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）建立了

4、整機及EGR仿真模型。通過對EGR基本原理及MCC燃燒模型研究，建立了使用EGR系統(tǒng)的柴油機仿真模型，通過部分臺架試驗數(shù)據(jù)對仿真模型進行標定及修正，通過模擬研究了EGR開度對該發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性及NOX排放性能的影響規(guī)律，并得到了EGR工作時尾氣排放特性。
　?。?）建立SCR反應動力學模型。通過對SCR反應機理的深入研究，選取主要的SCR催化反應模型。通過發(fā)動機臺架試驗，獲取了柴油機 NOx排放數(shù)據(jù)和SCR的反應特性，利用試驗

5、數(shù)據(jù)及粒子群算法對上述模型參數(shù)進行了辨識。
　?。?）對SCR與EGR聯(lián)合降低氮氧化物進行仿真分析。將辨識后的SCR反應動力學參數(shù)及EGR仿真結(jié)果，輸入AVL BOOST平臺建立的仿真模型，研究了EGR與SCR系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)EGR閥開度以及氨氮比對NO轉(zhuǎn)化率的影響規(guī)律，在低負荷工況下使用SCR對NOX降低貢獻度較低，全負荷下使用EGR開度對NOX降低貢獻度較低，其他各負荷工況點EGR與SCR聯(lián)合使用對NOX降低效果較好。進一步繪制出