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淺談康明斯柴油發(fā)電機(jī)尾氣后處理技術(shù) |
摘要：目前，康明斯柴油發(fā)電機(jī)后處理技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，柴油發(fā)電機(jī)的排放物主要有碳顆粒、NOx、CO、HC等對(duì)人體與環(huán)境有害的成分組成。其中控制氮氧化合物NOx的最有效方法是選擇催化還原技術(shù)也稱(chēng)之為SCR，該技術(shù)能使尾氣中氮氧化合物 NOx被加速還原成無(wú)害成分，并能在不降低發(fā)動(dòng)機(jī)效率的前提下使 NOx 轉(zhuǎn)化率達(dá)到 90%以上，具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性與高抗硫性等優(yōu)點(diǎn)。
一、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)后處理系統(tǒng)功用
現(xiàn)有大部分發(fā)電機(jī)組燃油是以柴油為主，燃油式的發(fā)動(dòng)機(jī)于發(fā)動(dòng)時(shí)，其必然產(chǎn)生大量的黑煙、異味，或者未完全燃燒作用的有害物質(zhì)及氣體，排出的廢氣內(nèi)主要具有的污染物，包括：硫化物、碳?xì)浠衔?、一氧化碳等有害物質(zhì)，使中國(guó)很多地方酸雨兩增加。以目前的排煙的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，這類(lèi)廢氣均不符合直接排放的標(biāo)準(zhǔn)，需作環(huán)保上的凈化處理，而目前也有一些尾氣處置利裝置，包括具有帶淋?chē)娧b置的尾氣處理裝置。但是這類(lèi)裝置處理后的污水含有大量的酸性物質(zhì)，不符合有些地方的直接排放標(biāo)準(zhǔn)。
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柴油發(fā)電機(jī)組尾氣處理裝置示意圖 |
二、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)后處理系統(tǒng)的組成
以康明斯柴油發(fā)動(dòng)機(jī)后處理排氣凈化系統(tǒng)為例，由DEF罐、DEF噴射單元、油氣分離器、排氣處理器總成、DEF加熱電磁閥等組成。
1、DEF罐
DEF罐用于儲(chǔ)存DEF（尿素液）， DEF罐上裝有DEF液位和溫度傳感器。
2、DEF液位溫度傳感器
液位傳感器用于感知罐內(nèi)液體的液位，溫度傳感器用于感知DEF液的溫度。在傳感器桿中有數(shù)個(gè)的位置點(diǎn)，當(dāng)磁性的浮子到達(dá)某一位置點(diǎn)時(shí)，傳感器的電阻發(fā)生變化，從而可以判斷液位高低。
3、DEF噴射單元
DEF和空氣在噴射單元內(nèi)混合，混合好的DEF/空氣被送至DEF噴嘴。DEF噴射單元主要由隔膜泵、回流閥、計(jì)量閥、空氣切斷閥、DEF壓力傳感器、DEF/空氣壓力傳感器等組成。
（1）隔膜泵
即尿素泵，受ECM控制，抽取尿素箱內(nèi)的尿素溶液，并保持一定的壓力。
（2）回流閥
控制噴射單元內(nèi)部DEF的壓力卸回至DEF罐。
（3）計(jì)量閥
由ECM控制，通過(guò)控制計(jì)量閥的開(kāi)閉，控制DEF以及壓縮空氣的量。
（4）空氣切斷閥
由ECM控制，用以調(diào)節(jié)空氣壓力，也作為空氣路開(kāi)關(guān)。
（5）DEF壓力傳感器
用以檢測(cè)DEF液壓力。
（6）DEF/空氣壓力傳感器
用以檢測(cè)DEF/空氣混合物壓力。
4、油氣分離器
將還原劑（DEF）噴入柴油發(fā)電機(jī)排氣管中，排氣管中的氮氧化合物在催化劑的作用下與DEF液發(fā)生反應(yīng)，被還原成氮?dú)夂退?，減少柴油車(chē)尾氣排放中的氮氧化合物。
5、排氣處理器總成
內(nèi)部有多孔陶瓷，陶瓷上有特殊的金屬涂層，這些金屬涂層是催化劑，可以將廢氣和DEF進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化成氮?dú)夂退?。消聲部分有NOx傳感器、排氣溫度傳感器的安裝凸臺(tái)。
（1）NOx傳感器
傳感器將NOx的含量變?yōu)槟M信號(hào)傳給控制模塊，模塊將信號(hào)變?yōu)橥ㄐ判盘?hào)發(fā)到通信總線上。在NOx傳感器總成內(nèi)部有自診斷系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)自身的工作情況并通過(guò)通信總線和ECM通訊。
（2）排氣溫度傳感器
排氣處理器上安裝了兩個(gè)排氣溫度傳感器，分別位于催化器前和后，用來(lái)監(jiān)測(cè)催化器進(jìn)、出口的溫度。
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三、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)后處理系統(tǒng)控制邏輯
（1）傳感器監(jiān)測(cè)信號(hào)，并傳遞給ECM，ECM控制空氣切斷閥、回流閥、計(jì)量閥、尿素泵等執(zhí)行器工作，精確的控制噴射的DEF數(shù)量。
（2）NOx傳感器收集經(jīng)凈化后空氣中氮氧化合物含量并通過(guò)CAN總線傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊ECM，ECM調(diào)整尿素的噴射量。
（3）尿素泵接收ECM傳出的指令工作，抽取尿素箱內(nèi)的尿素溶液，控制尿素的噴射和回流。
（4）環(huán)境溫度傳感器監(jiān)測(cè)空氣溫度、尿素罐溫度傳感器監(jiān)測(cè)尿素溫度，并將溫度反饋信息給ECU，ECU發(fā)出指令，尿素罐加熱閥開(kāi)始工作保證SCR系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
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