船舶柴油机SCR系统尿素喷射控制仿真

选择性催化还原技术(selective catalytic reduction)是一种柴油机尾气排放后处理技术。针对船舶柴油机SCR系统非线性、难以建模以及难以控制的特点,分析系统内部的化学反应,根据能量和质量守恒确定各状态量满足的微分方程,建立SCR系统数学模型,并验证其特性。为了实现SCR系统的控制目标,即保证NH3逃逸量不超过限定值的前提下,尽可能提高NOX转化率,以NH3逃逸量为约束输出,NOX出口浓度为控制输出,氨喷射量为控制变量,设计了非线性模型预测控制器,实时计算系统所需尿素喷射量。实验仿真表明了非线性模型预测控制器的有效性,稳态工况和瞬态工况下NOX转化率分别达到了93.803%和91.760%,NH3逃逸量均低于10ppm ,满足Tier III标准对船舶柴油机尾气氮氧化物排放的限制。     

船舶二冲程柴油机SCR系统温度控制分析

针对SCR技术在船舶二冲程柴油机上的应用,分析某船6S46MC-C二冲程柴油机SCR系统的温度控制方法和工作特性。结果表明,扫气旁通法可以使二冲程柴油机不同负荷下的排气温度保持在SCR反应的最佳温度窗口内,有利于SCR系统的运行,可以使船舶二冲程柴油机NOx排放满足Tier III标准。     

选择性催化还原技术在多功能水下作业支持船上的应用

氮氧化物(NOX)是船舶柴油机排放废气中危害环境的主要成分。通过研究船舶废气NOX的形成机理,结合当前国际海事组织的最新公约要求,对现有船舶柴油机NOX排放控制技术的效果进行对比,探讨选择性催化还原技术在多功能水下作业支持船上加以应用的方案,总结出选择性催化还原系统在设计与实船应用中值得关注的关键技术。     

PSO-BP神经网络在船舶二级脱硝系统中的应用

随着国际海事组织（IMO）标准Tier III标准的实施，船舶柴油机尾气中的氮氧化物（NOx）的排放受到了更严格的限制。选择性催化还原脱硝技术因其高效、可靠等优势成为船舶柴油机NOx减排的主要选择。本文先根据SCR反应机理在MATLAB中搭建一级SCR脱硝系统和二级SCR脱硝系统模型，通过仿真结果对比，发现加入二级脱硝系统后，脱硝率可以得到提高。鉴于BP网络预测精度较低，本文将粒子群（PSO）算法加入到BP权值训练过程中，利用PSO-BP 神经网络预测 SCR-DeNOX系统出口处NOX浓度。结果表明：PSO-BP 神经网络不但可以预测SCR-DeNOX系统出口处的NOX浓度，而且与传统BP 神经网络相比可以提高预测结果的精度，为有效控制喷氨量、降低氨气逃逸量提供帮助。     

某船用柴油机SCR系统匹配性能试验分析

针对某船用柴油机,在D2试验循环模式下进行原机和加装SCR系统后的性能对比试验,分析SCR反应器在无尿素喷射时对柴油机排气特性和经济性的影响,同时还分析按氮氨比为1∶1进行尿素喷射时SCR系统的工作性能。试验结果表明:柴油机安装SCR系统后,排气背压和排气温度均有所上升;经济性略有下降,额定工况下降低幅度在1%左右;虽然增压器后NOX排气浓度增大,但NOX质量流量下降幅度较大,额定工况下降幅度为12.3%,尿素基本喷射量标定计算应以加装SCR反应器后的柴油机排气参数为依据;NOX加权比排放由原机的12.63 g/k Wh降低到11.52 g/k Wh,降低了8.7%。按氮氨比为1∶1的比例进行尿素喷射时,SCR系统能满足Tire III的NOX排放限值要求。研究结果可为SCR系统设计和尿素喷射量的标定提供一定的指导依据。     

船舶柴油机使用SCR技术需解决的问题

SCR技术是满足船舶柴油机NOx排放第三层次标准的主要方法之一。介绍SCR系统的工作原理,对SCR技术在船舶使用条件下存在的排烟温度控制问题和催化剂失活问题进行讨论。     

基于SCR技术提升船用柴油机技术及应用控制措施

随着全球日益重视环境环保意识的逐渐增强,船用柴油机上配备排放装置采用SCR机外净化技术,全球市场前景下应用船用柴油机SCR技术控制船舶柴油机NOx排放技术处理装置,有效降低船舶尾气氮氧化物的排放量,通过分析SCR技术设计原理、装置结构、关键设备催化反应器工作流程处理系统,降低NOx的影响机理,控制船用柴油机电控单体泵、高压共轨排放的有害污染物、气体,满足排放法规和日益严重排放的环境保护要求。     

反馈控制技术在船舶废气SCR系统中的应用

船舶废气脱硝处理多采用选择性催化还原(SCR)技术将船舶废气中的氮氧化物转化为无污染的氮气和水。在SCR系统中利用控制器及监测设备对船舶废气脱硝处理过程实行自动监测及控制。结合船舶柴油机废气处理的特点,研究反馈控制技术在船舶废气脱硝系统中的应用,进一步提高船舶废气脱硝系统运行的控制精度及脱硝效率,增强了系统运行的稳定性及安全性。     

船用柴油机SCR系统控制策略研究

SCR技术是排气净化的有效措施之一,为满足国际海事组织提出的船用柴油机NOX排放要求,针对某型船用柴油机,开展SCR系统控制策略研究,对尿素理论喷射量进行计算,利用Matlab分别建立催化器、开环控制与闭环控制模型,根据仿真结果对柴油机SCR系统的控制策略进行研究分析。     

浅谈SCR技术在船舶中的应用与验证

<正>随着全球大气污染对人类生活的影响越来越严重，国际上对大气污染的防治措施不断升级。船舶运行中使用化石燃料排放的废气是导致大气污染的重要因素，船舶在对硫氧化物进行排放控制的基础上，对氮氧化物(NOx)的控制也越来越严格。在现有的柴油机技术条件下，仅依靠机内措施很难大幅度降低 NOx的排放，于是尾气处理装置选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)技术被开始在船舶柴油机上应用。柴油机配置SCR系统，     

船用柴油机应对IMO Tier Ⅲ排放法规的路线选择

首先对比了国内外柴油机的排放水平现状,然后对船用柴油机NOX减排技术进行了介绍,并从成熟度和经济性方面,对其中能够满足IMO Tier III排放法规的EGR、SCR以及DF技术进行了对比分析,最后从短期和长期两方面,对我国船用柴油机排放控制技术路线的选择进行了探讨,并给出了相关建议。     

基于三步法—船舶二级脱硝系统的控制设计

选择性催化还原(SCR)是一种被广泛应用于船舶柴油机尾气排放NO_x的后处理技术，但SCR脱硝系统具有大惯性、非线性以及不确定性的特点，使得常规控制方案不能较好地实现SCR脱硝系统的控制。以船舶柴油机的SCR脱硝系统为研究对象，搭建船舶二级脱硝系统模型，并设计三步法非线性控制器来跟踪氨覆盖率目标值；分析经济、标准、超载等3种工况下的脱硝率和氨逃逸量。结果表明：基于提出的三步法—船舶二级脱硝控制器，可进一步提高脱硝率、降低氨逃逸量。     

关于降低船舶柴油机NO_x排放措施的探讨

阐述了船舶柴油机气体NOX排放对环境的影响,介绍了IMO关于船舶柴油机废气排放的有关规定,提出了针对NOX排放的应对措施,详细讨论了降低NOX排放的几种有效方法。     

船舶柴油机EGR系统设计优化

<正>2005年5月生效的MARPOL 73/78公约附则VI对船用NOX排放标准和排放控制区域进行了规定，根据船舶柴油机的建造年份规定了其排放物三个阶段的标准，其中第三阶段适用于2016年1月1日及以后建造，在由国际海事组织（IMO）制定的区域内航行的船舶上的柴油机。根据此要求，越来越多的船舶为了满足TIER III要求而加装废气再循环（EGR）和高低压SCR等方案。     

船用柴油机SCR技术研究进展

船舶柴油机的排放是影响环境的重要因素之一，其中较难控制的是柴油机尾气中NOx的排放，目前研究较多的机外净化措施是SCR（选择催化还原）法，本文对该方法的研究现状和应用前景做了介绍，并对存在的问题进行了分析。     

船舶废气SCR系统设计及应用

针对在船舶上设计及安装废气SCR处理设备及系统的需求,以85 000 DWT散货船SCR系统装船样式为例,分析船用废气处理技术的类型及特点,以及SCR技术的要求和实际组成要素,船舶废气SCR处理系统的实际应用和工作流程分析表明,SCR废气处理技术在船舶系统实际应用过程中,设备安装、系统管路长度及走向,排气温度及尿素溶液喷射量控制等会影响废气中NO_x的实际处理效果,系统设计需遵循一定的设计原则、布置方法,以及管线设计要求。     

船机选择性催化还原系统SCR排气处理的数值计算

国际海事组织对船机排放废气中NOX含量控制提出TierⅢ标准,机内净化技术已很难满足标准要求,排气后处理SCR技术逐步成为研究热点。本文基于计算流体力学(CFD)基本理论,结合船机排放气体的特点提出船机排气计算方法。针对船舶管路布置,分析船机SCR系统的流体运动特点及形成原因,为进一步掌握船机SCR系统提供理论依据。     

船用低速柴油机SCR系统的设计优化与试验分析

由于船舶机舱空间狭小,因此布置用于二冲程柴油机的SCR反应器和其管道较为困难.利用CFD模拟了在100％负荷下SCR反应器之前的尿素雾滴和排气的混合过程.模拟结果表明,当6S35ME-B9 SCR系统的旋转角和护盖展开角分别为15°和75°时,尿素与排气在较短的距离内能够形成良好的混合,并且整个系统压降小于1.4 kPa.对安装有SCR系统的6S35ME-B9柴油机进行了 100 h的测试,结果表明NOx排放从18.15 g/kWh降低到3.17 g/kWh.针对6S35ME-B9柴油机的SCR系统的设计和试验可以为实船上的SCR系统提供理论和应用基础.     

基于区间约束GPC的船舶SCR脱硝系统多工况控制

不同工况下的船舶柴油机脱硝系统具有很强的非线性和时变性，常用的单一控制器难以准确控制，因此对船舶选择性催化还原（SCR）脱硝系统进行自适应控制研究尤为重要。从SCR的反应微分方程入手，建立船舶柴油机SCR脱硝系统的机理模型，并通过模型仿真的离线数据辨识建立不同工况下该系统的ARMAX模型；设计基于该模型的广义预测控制器以实现多工况的自适应控制。考虑到执行机构的使用寿命，加入区间约束算法，提出并设计带区间约束算法的广义预测控制（GPC）控制器。研究结果表明：与传统的GPC和模型预测控制（MPC）控制器相比，带区间约束的GPC控制器不仅能在变工况时保持较高的脱硝率，而且能显著减少执行器的动作次数，从而提高船舶柴油机SCR脱硝系统的使用寿命。     

船舶柴油机SCR系统尿素喷射控制仿真

选择性催化还原技术是一种柴油机尾气排放后处理技术。针对船舶柴油机SCR系统非线性、难以建模与控制的特点,分析系统内部的化学反应,根据能量和质量守恒确定各状态量满足的微分方程,建立SCR系统数学模型,并验证其特性。为了实现SCR系统的控制目标,即在保证NH_3逃逸量不超过限定值的前提下,尽可能提高NO_X转化率,以NH_3逃逸量为约束输出,NO_X出口浓度为控制输出,氨喷射量为控制变量,设计了非线性模型预测控制器,实时计算系统所需尿素喷射量。试验仿真表明了非线性模型预测控制器的有效性,稳态工况和瞬态工况下NO_X转化率分别达到了93.803%和91.760%,NH3逃逸量均低于10 ppm,满足Tier Ⅲ标准对船舶柴油机尾气氮氧化物排放的限制。