船舶柴油機(jī)SCR尿素噴射電控系統(tǒng)研發(fā)

《船舶柴油機(jī)SCR尿素噴射電控系統(tǒng)研發(fā)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、學(xué)校編碼１０３９０分類號Ｕ６６４學(xué)號２０１５１１８２４０１７密級碩士學(xué)位論文船舶柴油機(jī)ＳＣＲ尿素噴射電控系統(tǒng)研發(fā)指導(dǎo)教師：尹自斌教授：歐順華作者姓名申請學(xué)位級別：碩士學(xué)科專業(yè)：船舶與海洋工程研究方向：輪機(jī)工程論文提交日期：２０１８年４月９日論文答辯日期：２０１８年６月４日學(xué)位授予單位：集美大學(xué)學(xué)位授予日期：２０１８年６月答辯委員會主席：戴樂陽教授碩士學(xué)位論文船舶柴油機(jī)SCR尿素噴射電控系統(tǒng)研發(fā)DevelopmentonUreaDosingElectricCon

2、trolSystemofSCRforMarineDieselEngine學(xué)科門類：工學(xué)作者姓名：歐順華指導(dǎo)教師：尹自斌教授學(xué)科專業(yè)：船舶與海洋工程研究方向：輪機(jī)工程學(xué)位授予單位：集美大學(xué)論文答辯日期：2018年6月4日學(xué)術(shù)誠信聲明茲呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行的研宂工作及?。崳姷玫难绣吵晒闹刑貏e加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。本人依法享有和承擔(dān)由此論文產(chǎn)生的權(quán)利和責(zé)任＾１聲明人１《（簽名）：軟考時間：％／鐘以外設(shè)保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)聲明

3、、：本人完全了解集美大學(xué)有關(guān)保留使用學(xué)位論文的規(guī)定，即學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。同意集美大學(xué)可以１用不同方式在不同媒體上發(fā)表、傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。作者：（簽名）導(dǎo)師（簽名久時胸船舶柴油機(jī)SCR尿素噴射電控系統(tǒng)研發(fā)摘要隨著MARPOL公約附則Ⅵ中TierⅢ排放控制標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)已經(jīng)很難滿足TierⅢ法規(guī)對船舶柴油機(jī)NOx排放控制要求。選擇性催化還原（SCR）技術(shù)是滿足船舶柴油機(jī)N

4、Ox排放控制最具前景的技術(shù)之一。目前，船用SCR系統(tǒng)技術(shù)核心基本為國外所有，因此，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能SCR電控系統(tǒng)很有必要。為此，本文針對一船用柴油機(jī)進(jìn)行SCR尿素噴射電控系統(tǒng)研發(fā)，主要研究內(nèi)容包括：首先，根據(jù)TierⅢ排放控制標(biāo)準(zhǔn)及《選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)認(rèn)可及檢驗(yàn)指南》相關(guān)要求確定SCR電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，進(jìn)行電控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)和部件選型。其次，根據(jù)SCR電控系統(tǒng)硬件功能需求，選用S20M0T型PLC和HD102TC型HMI聯(lián)合作為SCR電控系統(tǒng)的電子控制單元；設(shè)計(jì)的電源供給網(wǎng)絡(luò)、Modbus通

5、訊網(wǎng)絡(luò)和CAN通訊網(wǎng)絡(luò)將各元器件連接為一體，構(gòu)成了SCR電控系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。再次，根據(jù)SCR電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，搭建電控系統(tǒng)軟件架構(gòu)。利用HMI組態(tài)軟件通訊口配置工具設(shè)計(jì)了與硬件通訊的底層驅(qū)動軟件；同時設(shè)計(jì)了基于模塊化的故障診斷、MAP圖查詢、電控系統(tǒng)標(biāo)定等上層應(yīng)用軟件。然后，設(shè)計(jì)開環(huán)控制策略、閉環(huán)控制策略、前饋修正模型和瞬態(tài)修正模型；提出了基于NOx加權(quán)比排放的NOx目標(biāo)轉(zhuǎn)化率規(guī)劃方法。設(shè)計(jì)多種控制策略聯(lián)合控制的邏輯控制程序，并實(shí)現(xiàn)對SCR電控系統(tǒng)上層應(yīng)用軟件的封裝，形成完整的軟件系統(tǒng)。最后，在柴油機(jī)實(shí)驗(yàn)臺架上進(jìn)行

6、了SCR尿素噴射電控系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)。尿素噴射計(jì)量泵誤差標(biāo)定試驗(yàn)結(jié)果表明：計(jì)量泵誤差隨著噴射量的增加而增加，設(shè)計(jì)的誤差修正補(bǔ)償程序可顯著提高尿素計(jì)量泵的準(zhǔn)確性。SCR尿素噴射電控系統(tǒng)臺架試驗(yàn)結(jié)果表明：采用基于前饋修正的開環(huán)控制策略時，E3和D2測試循環(huán)下的NOx加權(quán)比排放分別為1.77g/kWh和1.73g/kWh，各工況NOx比排放最高值分別為2.69g/kWh和2.73g/kWh，NH3逃逸最大平均濃度分別為0.9ppm和1.5ppm；采用基于前饋修正的閉環(huán)控制策略時，E3和D2試驗(yàn)循環(huán)下的NOx加權(quán)比排放分別為1

7、.91g/kWh和2.00g/kWh，各工況NOx比排放最高值分別為2.61g/kWh和2.94g/kWh，NH3逃逸最大平均濃度分別為10ppm和6.0ppm。采用開環(huán)控制策略和閉環(huán)控制策略，在E3和D2試驗(yàn)循環(huán)下，SCR系統(tǒng)均能滿足TierⅢ階段加權(quán)NOx比排放和單工況NOx比排放限值要求，NH3逃逸符合10ppm限值要求。閉環(huán)控制策略與開環(huán)控制策略相比，E3試驗(yàn)循環(huán)下尿素噴射量平均降低了3.99%，D2試驗(yàn)循化下尿素噴射量平均降低了1.28%，采用閉環(huán)控制策略經(jīng)濟(jì)性相對較好。關(guān)鍵詞：船舶柴油機(jī)；SCR電控系統(tǒng)

8、；NOx排放；控制策略IDevelopmentonUreaDosingElectricControlSystemofSCRforMarineDieselEngineAbstractWiththeimplementationoftheIMOTierIIIemissioncontrolstandardinAnnexVIoftheMARPOLConvention,