基于响应曲面法的柴油机SCR性能预测

聂学选，毕玉华，申立中，王 鹏，严 杰，彭益源

基于响应曲面法的柴油机SCR性能预测

聂学选1，毕玉华1※，申立中1，王 鹏1，严 杰1，彭益源2

（1. 昆明理工大学，云南省内燃机重点实验室，昆明 650500；2. 昆明云内动力股份有限公司，昆明 650500）

针对柴油机选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，SCR）系统在不同工况下运行时性能差异较大，搭建了带SCR系统的柴油机测试台架，在对SCR系统性能测试的基础上，利用GT-POWER建立SCR系统模型，分析不同排气温度、不同排气流量、不同氨氮比对SCR性能的影响，并基于Box-Behnken设计与响应面法对柴油机SCR系统进行了研究，以排气温度、排气流量、氨氮比为变量因子，以NOX转化效率与NH3逃逸率为优化目标进行响应曲面优化。结果表明：排气温度对SCR性能影响较大，250～450 ℃为SCR最佳转化效率区间，NOX转化效率均在80%以上，NH3逃逸率均在5%以内；排气流量增加使NOX转化效率下降，NH3逃逸率上升，排气流量在200 kg/h以上尤为明显，排气流量每增加50 kg/h，NOX转化效率平均下降3%，NH3逃逸率平均增加4%；氨氮比增加使得NOX转化效率提升，同时NH3逃逸率增加，氨氮比在0.9以上能使NOX转化效率保持较高水平，氨氮比在0.9以下能保证较低的NH3逃逸率，氨氮比的选择尤为重要。根据响应曲面结果得出：不同的排气温度与排气流量配合不同氨氮比可提高NOX转化效率，降低NH3逃逸率，当排气温度为350 ℃，排气流量为200 kg/h，氨氮比为1.0时，SCR性能最佳，NOX转化效率达到96.4%，NH3逃逸率仅0.5%。该研究为SCR系统在柴油机不同工况下运行时的尿素控制提供有效的指导依据。

柴油机；响应曲面；SCR系统；NOX转化效率；氨逃逸……