專利名稱：一種選擇性催化還原尿素噴射修正裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及發(fā)動機(jī)尾氣處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種選擇性催化還原尿素噴射修正裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
選擇性催化還原(SCR, Selective Catalytic Reduction)技術(shù)是消除柴油機(jī)排氣中氮氧化物的主要后處理技術(shù)之一。根據(jù)功能SCR系統(tǒng)主要分為控制單元、尿素劑量單元和催化反應(yīng)單元三部分。SCR系統(tǒng)的控制單元與發(fā)動機(jī)的控制單元(E⑶)集成在一起，主要用于執(zhí)行SCR控制策略，并根據(jù)環(huán)境溫度、排氣溫度、尿素液位、尿素溫度、尿素壓力、氮氧化物(NOx)濃度等傳感器信號控制尿素劑量單元，以使尿素劑量單元根據(jù)需求定時定量地將尿素溶液噴射到排氣氣流中；尿素劑量單元主要包括尿素箱、尿素供給單元、尿素噴射單元、加熱組件及連接管路和線路，保證尿素溶液的充分霧化和分解；催化反應(yīng)單元主要包括SCR催化劑及其封裝，用于將柴油機(jī)排氣中的主要有害成分氮氧化物還原為氮氣和水。SCR系統(tǒng)基本工作原理:排氣從增壓器渦輪流出后進(jìn)入排氣管中，同時由安裝在排氣管上的尿素噴射單元將定量的尿素水溶液以霧狀形態(tài)噴入排氣管中，尿素液滴在高溫廢氣作用下發(fā)生水解和熱解反應(yīng)，生成所需要的還原劑氨氣(NH3)，氨氣(NH3)在催化劑的作用下將柴油機(jī)排氣中的主要有害成分氮氧化物(NOx)有選擇性地還原為氮氣(N2)。有時為了防止過多的氨氣(N H3)逃逸造成二次污染，還需要在SCR催化劑后方設(shè)置促使氨氣(NH3)氧化成氮氣(N2)的催化劑。尿素的分子式為NH2C0NH2，加水H20后在高溫下分解成NH3和C02，此反應(yīng)不需要催化條件即可完成:NH2C0NH2+H20 — 2NH3+C02(I)在SCR催化器中的NH3和排氣中的NO、N02反應(yīng)產(chǎn)生N2和H20:2N0+2N02+4NH3 — 4N2+6H20(2)4N0+02+4NH3 — 4N2+6H20 (3)2N02+02+4NH3 — 3N2+6H20 (4)為防止發(fā)動機(jī)整個使用過程中氨氣的泄露，有時需要在SCR催化消聲器之后設(shè)置消除氨氣的催化器，在這個催化器中NH3與02反應(yīng)生成N2和H20:4NH3+302 — 2N2+6H20(5)現(xiàn)有技術(shù)中，尿素開始噴射的溫度一般是以SCR催化消聲器上游排溫或SCR催化消聲器平均溫度為準(zhǔn)，設(shè)定的尿素開始噴射的啟噴溫度一般為200°C，若排溫高于200°C(其他啟噴條件滿足)則控制尿素開始噴射，反之則關(guān)閉尿素噴射。但是，實際應(yīng)用中，由于SCR催化消聲器體積太大，例如輪船用或者非道路火車機(jī)車用的SCR催化消聲器。或者由于其他原因?qū)е碌腟CR催化消聲器下游溫度太低，從而導(dǎo)致SCR催化消聲器平均溫度太低，低于200°C，SCR系統(tǒng)的控制單元便會控制尿素噴嘴停止尿素噴射。此時SCR催化消聲器的上游溫度遠(yuǎn)高于200°C，并且尿素噴嘴距離上游溫度傳感器還有一定距離，因此尿素噴嘴處的溫度比上游溫度傳感器處的溫度更高。如果這種情況下發(fā)動機(jī)處于排放工況，將達(dá)不到控制排放的效果，使得排放中的有害物質(zhì)NOx泄露到空氣中。綜上，現(xiàn)有技術(shù)中僅以SCR系統(tǒng)的上游溫度或平均溫度為啟動尿素噴射的條件不能有效地控制尾氣排放。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種選擇性催化還原尿素噴射修正裝置及系統(tǒng)，能夠有效控制發(fā)動機(jī)的尾氣排放。本發(fā)明實施例提供一種選擇性催化還原尿素噴射修正裝置，包括:第一檢測單元、第二檢測單元、溫度差獲得單元、第一判斷單元、第二判斷單元、控制單元；所述第一檢測單元，用于檢測SCR催化消聲器上游溫度Tl ；所述第二檢測單元，用于檢測SCR催化消聲器下游溫度T2 ；所述溫度差獲得單元，用于由所述上游溫度Tl和下游溫度T2計算上下游溫度差ΔΤ ；所述第一判斷單元，用于判斷所述上游溫度Tl是否高于第一設(shè)定溫度值；所述第二判斷單元，用于判斷所述上下游溫度差A(yù)T是否高于第二設(shè)定溫度值；所述控制單元，當(dāng)所述第一判斷單元判斷所述Tl高于第一設(shè)定溫度值，并且所述第二判斷單元判斷所述AT高于第二設(shè)定溫度值時，用于啟動尿素噴射，反之關(guān)閉尿素噴射。優(yōu)選地，還包括:第三檢測單元，用于檢測渦輪后排溫T3 ；所述控制單元，當(dāng)渦輪后排溫T3高于設(shè)定的尿素啟噴溫度時，并且所述上游溫度Tl高于第一設(shè)定溫度值，所述上下游溫度差A(yù)T高于第二設(shè)定溫度值，則啟動尿素噴射。本發(fā)明實施例還提供一種選擇性催化還原尿素噴射修正系統(tǒng)，包括:上游溫度傳感器、下游溫度傳感器、SCR控制器DCU、SCR催化消聲器、尿素噴射單元；所述上游溫度傳感器和下游溫度傳感器分別設(shè)置于所述SCR催化消聲器的上游和下游；所述上游溫度傳感器，用于檢測SCR催化消聲器的上游溫度Tl ；所述下游溫度傳感器，用于檢測SCR催化消聲器的下游溫度T2 ；所述SCR控制器D⑶，用于接收所述上游溫度傳感器發(fā)送的Tl和下游溫度傳感器發(fā)送的T2，并由所述上游溫度Tl和下游溫度T2計算上下游溫度差A(yù)T ;當(dāng)判斷所述上游溫度Tl高于第一設(shè)定溫度值，并且所述上下游溫度差A(yù)T高于第二設(shè)定溫度值時，用于向尿素噴射單元發(fā)送啟噴控制指令；所述尿素噴射單元，當(dāng)接收到所述啟噴控制指令時，用于開啟尿素噴嘴，向排氣管中噴射尿素。優(yōu)選地，還包括:渦輪后排溫溫度傳感器，用于檢測渦輪后排溫T3 ；所述SCR控制器D⑶，用于接收所述渦輪后排溫溫度傳感器發(fā)送的T3、上游溫度傳感器發(fā)送的Tl和下游溫度傳感器發(fā)送的T2，并由所述Tl和T2計算上下游溫度差A(yù)T ;當(dāng)判斷所述Tl高于第一設(shè)定溫度值，并且所述λ T高于第二設(shè)定溫度值、渦輪后排溫T3高于尿素啟噴溫度時，用于向尿素噴射單元發(fā)送啟噴控制指令。優(yōu)選地,還包括:尿素箱和尿素供給單元；所述尿素箱，用于盛裝尿素溶液；所述尿素供給單元連接所述尿素箱，用于將尿素箱中的尿素溶液供給所述尿素噴射單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:本實用新型實施例提供的選擇性催化還原尿素噴射修正方法，不但檢測上游溫Tl，而且檢測下游溫度Τ2。檢測的上游溫度Tl需要高于第一設(shè)定溫度值，并且上下游溫度差A(yù)T需要高于第二設(shè)定溫度值，便啟動尿素噴射。之所以要滿足上游溫度Tl高于第一設(shè)定溫度值，是用來保證滿足尿素充分熱解的溫度。尿素水溶液一般在溫度200°C以上會發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生氨氣(NH3)。之所以要滿足上下游溫度差A(yù)T高于第二設(shè)定溫度值，是因為下游溫度T2太低時，導(dǎo)致上下游溫度差Λ T太大，而使SCR催化消聲器的平均溫度低于設(shè)定的尿素啟噴溫度時，仍然啟動尿素噴射，從而保證最大限度地降低柴油機(jī)尾氣中的有害物質(zhì)氮氧化物(NOx)。

圖1是本實用新型提供的選擇性催化還原尿素噴射修正裝置實施例一示意圖；圖2是本實用新型提供的選擇性催化還原尿素噴射修正裝置實施例二示意圖；圖3是本實用新型提供的選擇性催化還原尿素噴射修正系統(tǒng)實施例一示意圖。`具體實施方式
為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
做詳細(xì)的說明。參見圖1，該圖為本實用新型提供的SCR尿素噴射修正裝置實施例一示意圖。本實施例提供的SCR尿素噴射修正裝置，包括:第一檢測單元301、第二檢測單元302、溫度差獲得單元303、第一判斷單元304、第二判斷單元305、控制單元306 ；所述第一檢測單元301，用于檢測SCR催化消聲器上游溫度Tl ；所述第二檢測單元302，用于檢測SCR催化消聲器下游溫度Τ2 ；所述溫度差獲得單元303，用于由所述上游溫度Tl和下游溫度Τ2計算上下游溫度差ΔΤ ;所述第一判斷單元304，用于判斷所述上游溫度Tl是否高于第一設(shè)定溫度值；所述第二判斷單元305，用于判斷所述上下游溫度差A(yù)T是否高于第二設(shè)定溫度值；所述控制單元306，當(dāng)所述第一判斷單元304判斷所述Tl高于第一設(shè)定溫度值，并且所述第二判斷單元305判斷所述△ T高于第二設(shè)定溫度值時，用于啟動尿素噴射，反之關(guān)閉尿素噴射。本實用新型實施例提供的SCR尿素噴射修正裝置，不但檢測上游溫Tl，而且檢測下游溫度Τ2。檢測的上游溫度Tl需要高于第一設(shè)定溫度值，并且上下游溫度差需要高于第二設(shè)定溫度值，便啟動尿素噴射。之所以要滿足上游溫度Tl高于第一設(shè)定溫度值，是用來保證滿足尿素充分熱解的溫度。尿素水溶液一般在溫度200°c以上會發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生氨氣(NH3)。之所以要滿足上下游溫度差Λ T高于第二設(shè)定溫度值，是因為下游溫度T2太低時，導(dǎo)致上下游溫度差Λ T太大，而使SCR催化消聲器的平均溫度低于設(shè)定的尿素啟噴溫度時，仍然啟動尿素噴射，從而保證最大限度地降低柴油機(jī)尾氣中的有害物質(zhì)氮氧化物(NOx)。參見圖2，該圖為本實用新型提供的SCR尿素噴射修正裝置實施例二示意圖。本實施例提供的裝置與圖1所示的實施例提供的裝置的區(qū)別是增加了第三檢測單元401，用于檢測渦輪后排溫T3 ；所述控制單元306，當(dāng)渦輪后排溫T3高于設(shè)定的尿素啟噴溫度時，并且所述上游溫度Tl高于第一設(shè)定溫度值，所述上下游溫度差A(yù)T高于第二設(shè)定溫度值，則啟動尿素噴射。需要說明的是，以上實施例提供的修正裝置一般針對柴油機(jī)處于低負(fù)荷區(qū)域，因此要嚴(yán)格控制SCR催化消聲器的上游溫度Tl、下游溫度T2和上下游溫度差A(yù)T，從而保證不會造成尿素噴射霧化不完全出現(xiàn)尿素結(jié)晶情況?；谏鲜鯯CR尿素噴射修正方法的方法和裝置，本實用新型還提供了 SCR尿素噴射修正系統(tǒng)，下面結(jié)合具體實施例來詳細(xì)說明其組成部分。參見圖3，該圖為本實用新型提供的SCR尿素噴射修正系統(tǒng)實施例一示意圖。本實施例提供的SCR尿素噴射修正系統(tǒng)，包括:上游溫度傳感器S1、下游溫度傳感器S2、SCR控制器DCU501、SCR催化消聲器502、尿素噴射單元503 ；所述上游溫度傳感器SI和下游溫度傳感器S2分別設(shè)置于所述SCR催化消聲器502的上游和下游；所述上游溫度傳感器SI，用于檢測SCR催化消聲器的上游溫度Tl ；所述下游溫度傳感器S2，用于檢測SCR催化消聲器的下游溫度T2 ；所述SCR控制器D⑶501，用于接收所述上游溫度傳感器SI發(fā)送的Tl和下游溫度傳感器S2發(fā)送的T2，并由所述上游溫度Tl和下游溫度T2計算上下游溫度差Λ T ;當(dāng)判斷所述上游溫度Tl高于第一設(shè)定溫度值，并且所述上下游溫度差Λ T高于第二設(shè)定溫度值時，用于向尿素噴射單元503發(fā)送啟噴控制指令；所述尿素噴射單元503，當(dāng)接收到所述啟噴控制指令時，用于開啟尿素噴嘴，向排氣管504中噴射尿素。本實用新型實施例提供的SCR尿素噴射修正系統(tǒng)，通過在SCR催化消聲器中設(shè)置上游溫度傳感器SI和下游溫度傳感器S2，不但檢測上游溫Tl，而且檢測下游溫度Τ2。檢測的上游溫度Tl需要高于第一設(shè)定溫度值，并且上下游溫度差需要高于第二設(shè)定溫度值，便啟動尿素噴射。之所以要滿足上游溫度Tl高于第一設(shè)定溫度值，是用來保證滿足尿素充分熱解的溫度。尿素水溶液一般在溫度200°C以上會發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生氨氣(ΝΗ3)。之所以要滿足上下游溫度差Λ T高于第二設(shè)定溫度值，是因為上游溫度Tl太高，下游溫度Τ2太低時，將導(dǎo)致上下游溫度差Λ T太大，而使SCR催化消聲器的平均溫度低于設(shè)定的尿素啟噴溫度時，仍然啟動尿素噴射，從而保證最大限度地降低柴油機(jī)尾氣中的有害物質(zhì)氮氧化物(NOx)。[0066]另外，本實用新型提供的SCR尿素噴射修正系統(tǒng)實施例二示意圖。本實施例提供的系統(tǒng)與圖3所示的實施例提供的系統(tǒng)的區(qū)別是增加了:渦輪后排溫溫度傳感器，用于檢測渦輪后排溫T3 ；所述SCR控制器D⑶501，用于接收所述渦輪后排溫溫度傳感器S3發(fā)送的T3、上游溫度傳感器SI發(fā)送的Tl和下游溫度傳感器S2發(fā)送的T2，并由所述Tl和T2計算上下游溫度差A(yù)T ;當(dāng)判斷所述Tl高于第一設(shè)定溫度值，并且所述Λ T高于第二設(shè)定溫度值，渦輪后排溫Τ3高于尿素啟噴溫度時，用于向尿素噴射單元發(fā)送啟噴控制指令。另外，圖3中還包括:尿素箱505和尿素供給單元506 ；所述尿素箱505,用于盛裝尿素溶液； 所述尿素供給單元506連接所述尿素箱505,用于將尿素箱505中的尿素溶液供給所述尿素噴射單元503。需要說明的是，以上實施例提供的修正系統(tǒng)一般針對柴油機(jī)處于低負(fù)荷區(qū)域，因此要嚴(yán)格控制SCR催化消聲器的上游溫度Tl、下游溫度Τ2和上下游溫度差Λ Τ，從而保證不會造成尿素噴射霧化不完全出現(xiàn)尿素結(jié)晶情況。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制。雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種選擇性催化還原尿素噴射修正裝置，其特征在于，包括:第一檢測單元、第二檢測單元、溫度差獲得單元、第一判斷單元、第二判斷單元、控制單元； 所述第一檢測單元，用于檢測SCR催化消聲器上游溫度Tl ； 所述第二檢測單元，用于檢測SCR催化消聲器下游溫度T2 ； 所述溫度差獲得單元，用于由所述上游溫度Tl和下游溫度T2計算上下游溫度差A(yù)T ; 所述第一判斷單元，用于判斷所述上游溫度Tl是否高于第一設(shè)定溫度值； 所述第二判斷單元，用于判斷所述上下游溫度差A(yù)T是否高于第二設(shè)定溫度值； 所述控制單元，當(dāng)所述第一判斷單元判斷所述Tl高于第一設(shè)定溫度值，并且所述第二判斷單元判斷所述△ T高于第二設(shè)定溫度值時，用于啟動尿素噴射，反之關(guān)閉尿素噴射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇性催化還原尿素噴射修正裝置，其特征在于，還包括:第三檢測單元，用于檢測渦輪后排溫T3 ； 所述控制單元，當(dāng)渦輪后排溫T3高于設(shè)定的尿素啟噴溫度時，并且所述上游溫度Tl高于第一設(shè)定溫度值，所述上下游溫度差A(yù)T高于第二設(shè)定溫度值，則啟動尿素噴射。
3.一種選擇性催化還原尿素噴射修正系統(tǒng)，其特征在于，包括:上游溫度傳感器、下游溫度傳感器、SCR控制器DCU、SCR催化消聲器、尿素噴射單元； 所述上游溫度傳感器和下游溫度傳感器分別設(shè)置于所述SCR催化消聲器的上游和下游；` 所述上游溫度傳感器，用于檢測SCR催化消聲器的上游溫度Tl ； 所述下游溫度傳感器，用于檢測SCR催化消聲器的下游溫度T2 ； 所述SCR控制器DCU，用于接收所述上游溫度傳感器發(fā)送的Tl和下游溫度傳感器發(fā)送的T2，并由所述上游溫度Tl和下游溫度T2計算上下游溫度差A(yù)T ;當(dāng)判斷所述上游溫度Tl高于第一設(shè)定溫度值，并且所述上下游溫度差A(yù)T高于第二設(shè)定溫度值時，用于向尿素噴射單元發(fā)送啟噴控制指令； 所述尿素噴射單元，當(dāng)接收到所述啟噴控制指令時，用于開啟尿素噴嘴，向排氣管中噴射尿素。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的選擇性催化還原尿素噴射修正系統(tǒng)，其特征在于，還包括:渦輪后排溫溫度傳感器，用于檢測渦輪后排溫T3 ； 所述SCR控制器DCU，用于接收所述渦輪后排溫溫度傳感器發(fā)送的T3、上游溫度傳感器發(fā)送的Tl和下游溫度傳感器發(fā)送的T2，并由所述Tl和T2計算上下游溫度差Λ T ;當(dāng)判斷所述Tl高于第一設(shè)定溫度值，并且所述Λ T高于第二設(shè)定溫度值、渦輪后排溫Τ3高于尿素啟噴溫度時，用于向尿素噴射單元發(fā)送啟噴控制指令。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的選擇性催化還原尿素噴射修正系統(tǒng)，其特征在于，還包括:尿素箱和尿素供給單元； 所述尿素箱，用于盛裝尿素溶液； 所述尿素供給單元連接所述尿素箱，用于將尿素箱中的尿素溶液供給所述尿素噴射單j Li ο
專利摘要本實用新型提供一種選擇性催化還原尿素噴射修正裝置及系統(tǒng)，裝置包括第一檢測單元，用于檢測SCR催化消聲器上游溫度T1；第二檢測單元，用于檢測SCR催化消聲器下游溫度T2；溫度差獲得單元，用于由上游溫度T1和下游溫度T2計算上下游溫度差ΔT；第一判斷單元，用于判斷上游溫度T1是否高于第一設(shè)定溫度值；第二判斷單元，用于判斷上下游溫度差ΔT是否高于第二設(shè)定溫度值；控制單元，當(dāng)?shù)谝慌袛鄦卧袛郥1高于第一設(shè)定溫度值，并且第二判斷單元判斷ΔT高于第二設(shè)定溫度值時，用于啟動尿素噴射，反之關(guān)閉尿素噴射。從而保證最大限度地降低柴油機(jī)尾氣中的有害物質(zhì)氮氧化物(NOx)。
文檔編號F01N9/00GK202926444SQ20122065297
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者王奉雙, 張展騰, 胡廣地, 王勝, 王軍, 高偉 申請人:濰柴動力股份有限公司