一种在用固定源DPF自动再生控制方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种在用固定源DPF自动再生控制方法与装置，其中装置包括控制器、供油系统、排气流量传感器、燃油混合管、温度传感模块、压差传感器、氧化催化转化器、颗粒捕集器、防火端盖、颗粒浓度传感器、监控终端、再生报警灯、再生指示灯和急停按钮；方法包括DPF再生需求判断方法、DPF再生触发判断方法、DPF再生温度控制方法、DPF再生保护方法和DPF再生成功判断方法。本发明专利技术无需获取在用固定源柴油发动机转速、扭矩等运行参数的条件下，可以安全、可靠地实现DPF自动再生；用于在用固定源的颗粒物排放治理，无需对发动机系统进行改造，具有适配性广、改造简单、易于实现、自动控制的特点。自动控制的特点。自动控制的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种在用固定源DPF自动再生控制方法与装置


[0001]本专利技术涉及柴油发动机
，尤其涉及一种在用固定源 DPF 自动再生控制方法与装置。

技术介绍

[0002]柴油机具有扭矩大、热效率高等特点，广泛用于发电机组等固定源。同时，柴油机也具有颗粒物排放高的缺点，带来了大气环境 PM2.5 污染的问题。目前，大量的在用固定源并未对排放的颗粒物进行处理，直接排入大气中对环境造成污染。
[0003]目前，柴油机颗粒捕集器(Particulate Diesel Filter，DPF)是解决柴油机颗粒物排放的主要后处理手段，通过对尾气中颗粒物的拦截与捕集，大大降低柴油机排放到大气环境中的颗粒物浓度。但是，随着颗粒物捕集量的不断增加，会引起柴油机排气背压升高，导致柴油机动力性、经济性下降。因此，在颗粒物捕集量达到一定程度时，需要清除DPF中的颗粒物，实现 DPF 的再生。
[0004]发电机组等固定源一般处于长时间运行状态，负载也会发生变化，而且工作期间不允许停机，这样的工作性质给 DPF 的再生带来极大的困难。为解决此问题，需要一种安全、可靠的 DPF 自动再生控制方法和装置，以实现发电机组等固定源在工作期间的 DPF 自动再生。

技术实现思路

[0005]基于现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种在用固定源 DPF 自动再生控制装置及系统，具体技术方案如下：一种在用固定源 DPF 自动再生控制装置，其特征在于，包括控制器、供油系统、排气流量传感器、燃油混合管、温度传感模块、压差传感器、氧化催化转化器、颗粒捕集器、 防火端盖、颗粒浓度传感器、监控终端、再生报警灯、再生指示灯和急停按钮；所述压差传感器入口管路安装于颗粒捕集器入口处，出口处连接大气；所述排气流量传感器安装于燃油混合管之前；所述供油系统用于供应燃油，包括燃油滤清器、电动油泵、燃油关断电磁阀、燃油压力传感器、燃油喷射电磁阀和机械式燃油喷嘴；所述燃油压力传感器安装于燃油关断电磁阀和燃油喷射电磁阀之间；所述机械式燃油喷嘴安装于燃油混合管上；所述燃油混合管、氧化催化器、颗粒捕集器和防火端盖顺序连接；所述监控终端与控制器通过 CAN 总线电连接，用于获取温度、压差、燃油压力以及整个系统的故障码的参数，并将获得的以上参数、颗粒物浓度值和定位信息传输至云监控平台进行显示与存储。
[0006]具体的，所述电动油泵的供油压力不小于0.6MPa；所述机械式燃油喷嘴的开启压力不低于0.6MPa。
[0007]具体的，所述温度传感模块包括温度传感器1、温度传感器2和温度传感器3，其中
温度传感器1用于测量氧化催化器入口温度 T1，温度传感器2用于测量颗粒捕集器入口温度 T2，温度传感器3用于测量颗粒捕集器出口温度 T3。
[0008]一种在用固定源 DPF 自动再生控制方法，基于一种在用固定源 DPF 自动再生控制装置实现，其特征在于，包括DPF再生需求判断方法、DPF再生触发判断方法、DPF再生温度控制方法、DPF再生保护方法和DPF再生成功判断方法。
[0009]具体的，所述DPF再生需求判断方法采用固定源运行时间t和排气背压P同时对 DPF 的再生需求进行计算，取两者中的最大值作为 DPF 再生需求的结果，若再生需求程度R等于1，则输出 DPF 存在再生需求，若R等于0则DPF无再生的需求，包括以下步骤：设置固定源运行时间上限值t
max
和下限值t
min
、排气背压上限值P
max
和下限值P
min
；若固定源运行时间t不高于上限值t
max
，则固定源运行时间计的DPF 再生需求程度R1为0；否则DPF 再生需求程度R1为1；若排气背压P不高于上限值P
max
，则排气背压计的DPF 再生需求程度R2为0；否则DPF 再生需求程度R2为1；通过对R1和R2取最大值计算DPF 再生需求程度R的值，计算式为：R=Max{R1, R2}；在DPF 再生进行后，固定源运行时间t和排气背压P逐渐减小；当固定源运行时间t低于下限值t
min
，R1重置为0；当排气背压P低于下限值P
min
，R2重置为0。
[0010]具体的，所述DPF再生触发判断方法从安全性与可靠性方面进行判断，包括：氧化催化器入口温度 T1判断，颗粒捕集器入口温度 T2判断，颗粒捕集器出口温度 T3判断，排气背压 P 判断、排气流量Q
m
判断和系统故障状态判断。
[0011]具体的，所述DPF再生温度控制方法以颗粒捕集器入口温度 T2为控制目标温度，采用前馈控制与 PI 控制相结合的方法，以达到快速响应和稳定控制的目的，包括以下步骤：设置前馈控制与 PI 控制边界值 T
b
；若颗粒捕集器入口温度 T2不高于边界值 T
b
，则通过氧化催化器入口温度 T1和排气流量Q
m
查表的方式获取基础前馈喷油量I
bf
，经过氧化催化器老化因子 φ 修正得到前馈油量I
f
；若颗粒捕集器入口温度 T2超过边界值T
b
，则进入 PI 调节阶段。
[0012]具体的，所述PI 调节阶段包括以下子步骤：通过氧化催化器入口温度 T1和排气流量Q
m
查表的方式获取最大喷油量 I
max
；将目标温度与颗粒捕集器入口温度 T2做差得到偏差，经过 PI 算法计算得到喷油量系数 a；其中a 的取值范围为[I
bf
/ I
max
，1]；将喷油量系数a对最大喷油量 I
max 进行插值得到基础喷油量I
b
；经过氧化催化器老化因子 φ 修正得到喷油量I，计算式为：I=a* I
max *φ。
[0013]具体的，所述DPF 再生保护方法通过再生维持条件的限制实现 DPF 的再生保护；若再生过程中，任一再生维持条件不满足，则中断 DPF 再生；同时设置再生失败次数阈值，因不满足再生维持条件而导致的 DPF 再生中断情况均计入再生失败次数，在同一个工作循环期间内进行失败次数的累加，下一个工作循环
对失败次数进行重置清零；在同一个工作循环期间，若记录的再生失败次数超过设置的失败次数阈值，则系统禁止 DPF 进行再生；当本次 DPF 再生失败，触发失败计时器工作，在计时器未达到时间阈值前禁止 DPF 再生。
[0014]具体的，所述再生维持条件包括氧化催化器入口温度 T1，颗粒捕集器入口温度 T2，颗粒捕集器出口温度 T3，排气流量，再生时间和系统故障状态；具体的，所述DPF再生成功判断方法根据再生成功条件对DPF 再生是否完成进行判断；所述再生成功条件包括DPF无再生需求、DPF入口温度处于某温度区间的时间超过阈值和压差传感器测量的排气背压低于阈值；若 DPF顺利完成再生，即再生过程中检测到满足再生成功条件，则DPF停本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在用固定源 DPF 自动再生控制装置，其特征在于，包括控制器（01）、供油系统、排气流量传感器（08）、燃油混合管（09）、温度传感模块、压差传感器（13）、氧化催化转化器（14）、颗粒捕集器（15）、 防火端盖（16）、颗粒浓度传感器（17）、监控终端（18）、再生报警灯（19）、再生指示灯（20）和急停按钮（21）；所述压差传感器（13）入口管路安装于颗粒捕集器（15）入口处，出口处连接大气；所述排气流量传感器（08）安装于燃油混合管（09）之前；所述供油系统用于供应燃油，包括燃油滤清器（02）、电动油泵（03）、燃油关断电磁阀（04）、燃油压力传感器（05）、燃油喷射电磁阀（06）和机械式燃油喷嘴（07）；所述燃油压力传感器（05）安装于燃油关断电磁阀（04）和燃油喷射电磁阀（06）之间；所述机械式燃油喷嘴（07）安装于燃油混合管（09）上；所述电动油泵 （03）的供油压力不小于0.6MPa；所述机械式燃油喷嘴 （07）的开启压力不低于0.6MPa；所述燃油混合管（09）、氧化催化器（14）、颗粒捕集器（15）和防火端盖（16）顺序连接；所述监控终端（18）与控制器（01）通过 CAN 总线电连接，用于获取温度、压差、燃油压力以及整个系统的故障码的参数，并将获得的以上参数、颗粒物浓度值和定位信息传输至云监控平台进行显示与存储。2.根据权利要求1所述的一种在用固定源 DPF 自动再生控制装置，其特征在于，所述温度传感模块包括温度传感器A（10）、温度传感器B（11）和温度传感器C（12），其中温度传感器A（10）用于测量氧化催化器（14）入口温度 T1，温度传感器B（11）用于测量颗粒捕集器（15）入口温度 T2，温度传感器C（12）用于测量颗粒捕集器（15）出口温度 T3。3.一种在用固定源 DPF 自动再生控制方法，基于权利要求1
‑
2所述的一种在用固定源 DPF 自动再生控制装置实现，其特征在于，包括DPF再生需求判断方法、DPF再生触发判断方法、DPF再生温度控制方法、DPF再生保护方法和DPF再生成功判断方法。4.根据权利要求3所述的一种在用固定源 DPF 自动再生控制方法，其特征在于，所述DPF再生需求判断方法采用固定源运行时间t和排气背压P同时对 DPF 的再生需求进行计算，取两者中的最大值作为 DPF 再生需求的结果，若再生需求程度R等于1，则输出 DPF 存在再生需求，若R等于0则DPF无再生的需求，包括以下步骤：设置固定源运行时间上限值t
max
和下限值t
min
、排气背压上限值P
max
和下限值P
min
；若固定源运行时间t不高于上限值t
max
，则固定源运行时间计的DPF 再生需求程度R1为0；否则DPF 再生需求程度R1为1；若排气背压P不高于上限值P
max
，则排气背压计的DPF 再生需求程度R2为0；否则DPF 再生需求程度R2为1；通过对R1和R2取最大值计算DPF 再生需求程度R的值，计算式为：R=Max{R1, R2}；在DPF 再生进行后，固定源运行时间t和排气背压P逐渐减小；当固定源运行时间t低于下限值t
min
，R1重置为0；当排气背压P低于下限值P
min
，R2重置为0。5.根据权利要求3所述的一种在用...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘理凡，钱云寿，肖宇刚，黄涛，陈启章，唐国海，张怡，
申请(专利权)人：中自环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：