本发明专利技术公开了一种基于双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。本发明专利技术能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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及脱硝系统尿素溶液喷射控制方法。
技术介绍
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(NOx)，以达到减轻柴油机排放的氮氧化物(NOx)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栗92栗出，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。离心栗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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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，本专利技术至少具有以下优点:本专利技术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示出了本专利技术一实施例的基于双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专利技术进行详细说明。请参阅图3。根据本专利技术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: 确定尿素溶液喷射流量MAP图上的一系列标定点;每一个标定点与预定的柴油机转速和负荷相对应，例如第I个标定点与500Rpm、10%负荷(10%负荷的含义是指负荷为柴油机额定输出功率的10%)相对应，第2个标定点与500Rpm、15%负荷相对应。在一个具体的实施例中，确定尿素溶液喷射流量MAP图上的一系列标定点通过以下方式实现:选择柴油机转速-负荷图上的多个工况点，柴油机转速从nmin到nmax每间隔Λη，负荷从Lmin到Lmax每间隔AL，作为尿素溶液喷射流量MAP图和流量比例阀PID参数MAP图的标定点；nminS280Rpm，n■为柴油机的额定转速;Lmin为柴油机额定输出功率的10%，max为柴油机的额定输出功率;Λη为30?60Rpm，AL为柴油机额定输出功率的4%?10%。在与每一标定点相对应的转速及负荷条件下，通过改变PID控制器的流量目标值对流量比例阀的开度进行调节，直至脱硝系统的氮氧化物转化率与所述给定的氮氧化物转化率之间的偏差位于预设的偏差范围内，将此时的尿素溶液喷射流量作为尿素溶液喷射流量MAP图中该标定点的喷射流量最优值;该预设的偏差范围例如可以是给定的氮氧化物转化率的±2%; 根据所获得的每一个标定点的喷射流量最优值，绘制出基于柴油机转速和负荷的尿素溶液喷射流量MAP图。上述的预先绘制基于柴油机转速和负荷的流量比例阀PID参数MAP图包括以下步骤: 在获得每一个标定点的尿素溶液喷射流量的最优值后，向PID控制器的流量反馈值施加一个干扰;所述干扰的大小应保证在施加该干扰后脱硝系统的氮氧化物转化率与给定的氮氧化物转化率之间的偏差仍然位于预设的偏差范围内；在一个具体的实施例中，所述干扰的大小介于PID控制器的流量目标值的15%至20%之间；图4示出了对PID控制器的流量反馈值施加干扰的原理框图；从图中可以看出，流量反馈值与干扰相减(在另一个实施例中也可以是相加)后的结果与流量目标值进行比较，二者的偏差被送入PID控制器进行PID计算；判断从施加干扰之时起至PID控制器的流量反馈值达到稳定所经过的时间是否大于等于预定的响应时间;优选地，该预定的响应时间为5秒?10秒； 如果大于所述预定的响应时间，则改变PID参数中的一者或多者(S卩比例系数、积分系数、微分系数中的一者或多者)，再重新施加干扰，直到施加干扰之时起至PID控制器的流量反馈值达到稳定所经过的时间小于预定的响应时间，将此时的PID参数值作为流量比例阀PID参数MAP图中该标定点的PID参数最优值； 根据所获得的每一个标定点的PID当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于双MAP图的脱硝系统尿素溶液喷射控制方法，其特征在于，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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李文荣，钱泽群，兰锋，张呈龙，王剑平，石浩舰，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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