用于发动机的脱硝率测定方法和测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供用于发动机的脱硝率测定方法和测定装置。使用能在废气路径中的发动机和催化式脱硝装置之间检测NOx浓度的第一氧化锆式NOx传感器，以及能在催化式脱硝装置和废气涡轮增压器之间检测NOx浓度的第二氧化锆式NOx传感器，将第一氧化锆式NOx传感器的检测值设为NOx·inlet，将第二氧化锆式NOx传感器的检测值设为NOx·outlet，并将用于修正检测环境中的气体压力和废气中所含的SOx对传感器检测值带来的影响的修正系数设为α，使用算式(NOx·inlet×α－NOx·outlet×α)/NOx·inlet×α且通过约分消去α而求出脱硝率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于发动机的脱硝率测定方法和用于实施该方法的测定装置。
技术介绍
船用发动机大多采用二冲程式的柴油发动机，但是为了除去船用发动机的废气中所含的氮氧化物(NOx)，使用催化式脱硝装置。使用所述催化式脱硝装置时，在脱硝装置内向废气以喷雾方式喷射尿素水，喷雾的尿素成分通过水解而氨化，所述氨利用催化剂的作用与氮氧化物发生反应，进而转换为无害的氮气和水。使用这种催化式脱硝装置时，为了使最终排出的气体中的氮氧化物的排出量在限制值以下，需要控制脱硝装置的脱硝率。例如专利文献I公开的系统不是在发动机的废气路径而是在锅炉的废气路径中，设置有不是供给尿素而是供给氨的供给喷嘴以及催化式脱硝装置。所述系统测定催化式脱硝装置的上游侧和下游侧的废气路径内的氮氧化物浓度，并控制氨供给量，以使最终排出的气体中的氮氧化物的排出量成为预定的排出控制值。专利文献1:日本专利公开公报特开2003-290630号即使如专利文献I所记载的那样在废气的产生源为锅炉时不发生问题，但是在废气的产生源为发动机时会产生下述问题。S卩，在船用的例如二冲程的发动机的情况下，通常在发动机的废气路径中设置废气涡轮增压器，催化式脱硝装置设置在发动机和涡轮增压器之间，即设置在比涡轮增压器的涡轮高压侧。这是因为，如果不是设置在比涡轮增压器的涡轮高压侧的废气温度高的部分，则催化式脱硝装置不能充分工作。当设置在比涡轮增压器靠向下游侧时，由于废气的温度低，所以即便设置催化式脱硝装置也不能充分工作。其结果，用于检测氮氧化物浓度的传感器成为在高压环境下使用的状态。用于检测氮氧化物浓度的传感器通常采用氧化锆式(ZRDOS)的NOx传感器，但是所述传感器具有灵敏度取决于压力而变动的性质。因此，通常氧化锆式的传感器与压力传感器合并使用，需要根据所述压力传感器的检测结果进行灵敏度修正。可是，此时又存在系统复杂且昂贵的问题。此外，由于船用燃料含有硫磺，所以船用发动机的废气中含有硫氧化物(SOx)。可是，在存在硫氧化物的条件下，氧化锆式的NOx传感器还存在灵敏度下降的问题。
技术实现思路
本专利技术用于解决上述问题，目的是提供如下的用于发动机的脱硝率测定方法和测定装置，当使用氧化锆式的NOx传感器控制发动机的废气路径中设置的催化式脱硝装置的运转状况时，能够防止因传感器灵敏度变动而导致测定值和控制量产生误差。为了实现上述目的，本专利技术提供一种用于发动机的脱硝率测定方法，当测定在发动机的废气路径中依次配置有催化式脱硝装置和废气涡轮增压器的系统的脱硝率时，使用能在所述废气路径中的发动机和催化式脱硝装置之间的部分检测NOx浓度的第一氧化锆式NOx传感器，以及能在所述废气路径中的催化式脱硝装置和废气涡轮增压器之间的部分检测NOx浓度的第二氧化锆式NOx传感器，将第一氧化锆式NOx传感器的检测值设为NOx.inlet，将第二氧化错式NOx传感器的检测值设为NOx.0utlet，并将用于修正检测环境中的气体压力和废气中所含的SOx对氧化锆式NOx传感器的检测值带来的影响的修正系数设为 α，使用算式(NOx.inletX α — NOx.0utletX α )/NOx.inletX α 且通过约分消去α而求出脱硝率。本专利技术的用于发动机的脱硝率测定装置在发动机的废气路径中依次配置有催化式脱硝装置和废气涡轮增压器，设置有能在所述废气路径中的发动机和催化式脱硝装置之间的部分检测NOx浓度的第一氧化锆式NOx传感器，以及能在所述废气路径中的催化式脱硝装置和废气涡轮增压器之间的部分检测NOx浓度的第二氧化锆式NOx传感器，并且设置有测定脱硝率的装置，将第一氧化锆式NOx传感器的检测值设为NOx.inlet,将第二氧化锆式NOx传感器的检测值设为NOx.0utlet，并将用于修正检测环境中的气体压力和废气中所含的SOx对氧化锆式NOx传感器的检测值带来的影响的修正系数设为α，使用算式(NOx.inletX α — NOx.0utletX α )/NOx.inletX α 且通过约分消去 α 而测定脱硝率。按照本专利技术，由于把用于测定脱硝率的第一氧化锆式NOx传感器和第二氧化锆式NOx传感器都设置在比废气涡轮增压器靠向上游侧的废气路径中、即设置在高压且包含SOx的部分上，以检测NOx浓度，所以能够使上述第一氧化锆式NOx传感器和第二氧化锆式NOx传感器所受到的压力及SOx的影响相等。即，如上述算式所示，针对第一氧化锆式NOx传感器的检测值NOx.inlet以及第二氧化锆式NOx传感器的检测值NOx.0utlet可以使上述算式中的修正系数α的值相等。因此，在上述算式中能够通过约分消去α，结果上述算式可以变形为检测环境中的气体压力和废气中所含的SOx对氧化锆式NOx传感器的检测值带来的影响相抵消、即消去修正系数 α 的(NOx.inlet 一 NOx.0utlet) /NOx.inlet 的形式。另外，废气经过催化式脱硝装置而产生的压力损失微小，可以忽略。因此，可以认为废气路径中的催化式脱硝装置的上游侧和下游侧的压力相等，这是上述算式成立的前提条件。此外，实际上第二氧化锆式NOx传感器的检测值受到催化式脱硝装置中未完全反应的氨(漏氨)的影响，但是只要向脱硝装置内填充的催化剂适量且不大幅地过度投放尿素水和氨等还原剂，则漏氨的浓度微小，所以其对氧化锆式NOx传感器的检测值产生的影响也微小，因而可以忽略。按照本专利技术，利用氧化锆式的氮氧化物浓度传感器测定催化式脱硝装置的脱硝率时，可以防止由于检测环境中的废气压力和废气中所含的SOx的影响带来的传感器灵敏度变动而导致测定值产生误差。此外，即使在废气压力和废气中所含的SOx对传感器灵敏度带来的影响程度未知的情况下，也可以测定脱硝率。因此，按照本专利技术，在利用脱硝率的测定值控制催化式脱硝装置的运转状况时，可以防止由于脱硝率的测定误差而产生控制误差。【附图说明】图1是表示本专利技术实施方式的用于发动机的脱硝率测定装置的结构的图。图2是表示脱硝率的测定结果的坐标图。附图标记说明I柴油机2废气路径3催化式脱硝装置4涡轮增压器4a 涡轮4b压缩机6第一氧化锆式(ZRDO式)NOx传感器7第二氧化锆式(ZRDO式)NOx传感器【具体实施方式】图1中表示了船用的二冲程式的柴油发动机1，以及发动机I的废气路径2。所述废气路径2设有催化式脱硝装置3。而且在比脱硝装置3靠向下游侧设有废气涡轮增压器4。废气被供给到涡轮增压器4的涡轮4a，由压缩机4b压缩吸气。在废气路径2中的发动机I和脱硝装置3之间，设置有能当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的脱硝率测定方法，其特征在于，当测定在发动机的废气路径中依次配置有催化式脱硝装置和废气涡轮增压器的系统的脱硝率时，使用能在所述废气路径中的发动机和催化式脱硝装置之间的部分检测NOx浓度的第一氧化锆式NOx传感器，以及能在所述废气路径中的催化式脱硝装置和废气涡轮增压器之间的部分检测NOx浓度的第二氧化锆式NOx传感器，将第一氧化锆式NOx传感器的检测值设为NOx·inlet，将第二氧化锆式NOx传感器的检测值设为NOx·outlet，并将用于修正检测环境中的气体压力和废气中所含的SOx对氧化锆式NOx传感器的检测值带来的影响的修正系数设为α，使用算式(NOx·inlet×α－NOx·outlet×α)/NOx·inlet×α且通过约分消去α而求出脱硝率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤林孝博，小林谅平，柴田隼平，
申请(专利权)人：日立造船株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP