新聞主題	淺談康明斯柴油發電機尾氣后處理技術

 

摘要：目前，康明斯柴油發電機后處理技術已經發展成熟，柴油發電機的排放物主要有碳顆粒、NOx、CO、HC等對人體與環境有害的成分組成。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也稱之為SCR，該技術能使尾氣中氮氧化合物 NOx被加速還原成無害成分，并能在不降低發動機效率的前提下使 NOx 轉化率達到 90%以上，具有較好的燃油經濟性與高抗硫性等優點。

 

一、柴油發動機后處理系統功用

現有大部分發電機組燃油是以柴油為主，燃油式的發動機于發動時，其必然產生大量的黑煙、異味，或者未完全燃燒作用的有害物質及氣體，排出的廢氣內主要具有的污染物，包括：硫化物、碳氫化合物、一氧化碳等有害物質，使中國很多地方酸雨兩增加。以目前的排煙的環保標準，這類廢氣均不符合直接排放的標準，需作環保上的凈化處理，而目前也有一些尾氣處置利裝置，包括具有帶淋噴裝置的尾氣處理裝置。但是這類裝置處理后的污水含有大量的酸性物質，不符合有些地方的直接排放標準。

 

柴油發電機組尾氣處理裝置示意圖

 

二、柴油發動機后處理系統的組成

以康明斯柴油發動機后處理排氣凈化系統為例，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。在傳感器桿中有數個的位置點，當磁性的浮子到達某一位置點時，傳感器的電阻發生變化，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，抽取尿素箱內的尿素溶液，并保持一定的壓力。

（2）回流閥
控制噴射單元內部DEF的壓力卸回至DEF罐。

（3）計量閥
由ECM控制，通過控制計量閥的開閉，控制DEF以及壓縮空氣的量。

（4）空氣切斷閥
由ECM控制，用以調節空氣壓力，也作為空氣路開關。

（5）DEF壓力傳感器
用以檢測DEF液壓力。

（6）DEF/空氣壓力傳感器
用以檢測DEF/空氣混合物壓力。

4、油氣分離器
將還原劑（DEF）噴入柴油發電機排氣管中，排氣管中的氮氧化合物在催化劑的作用下與DEF液發生反應，被還原成氮氣和水，減少柴油車尾氣排放中的氮氧化合物。

5、排氣處理器總成
內部有多孔陶瓷，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進行催化轉化成氮氣和水。消聲部分有NOx傳感器、排氣溫度傳感器的安裝凸臺。

（1）NOx傳感器
傳感器將NOx的含量變為模擬信號傳給控制模塊，模塊將信號變為通信信號發到通信總線上。在NOx傳感器總成內部有自診斷系統，監測自身的工作情況并通過通信總線和ECM通訊。

（2）排氣溫度傳感器
排氣處理器上安裝了兩個排氣溫度傳感器，分別位于催化器前和后，用來監測催化器進、出口的溫度。

 

 

三、柴油發動機后處理系統控制邏輯

 

（1）傳感器監測信號，并傳遞給ECM，ECM控制空氣切斷閥、回流閥、計量閥、尿素泵等執行器工作，精確的控制噴射的DEF數量。

（2）NOx傳感器收集經凈化后空氣中氮氧化合物含量并通過CAN總線傳遞給發動機控制模塊ECM，ECM調整尿素的噴射量。

（3）尿素泵接收ECM傳出的指令工作，抽取尿素箱內的尿素溶液，控制尿素的噴射和回流。

（4）環境溫度傳感器監測空氣溫度、尿素罐溫度傳感器監測尿素溫度，并將溫度反饋信息給ECU，ECU發出指令，尿素罐加熱閥開始工作保證SCR系統正常運轉。

 

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