基于FIRE的DOC+DPF微粒捕集连续再生特性仿真研究
2021-09-10贾传德苏俭杜健健
贾传德 苏俭 杜健健
摘要：为研究柴油机后处理系统DOC+DPF微粒再生过程和再生影响因素及特性，在AVL FIRE 平台建立了DOC+DPF微粒捕集连续再生系统模型，通过计算DPF后NO质量分数和DOC+DPF前后的压降两个参数，与台架试验结果对比，验证模型的有效性。仿真研究了DOC-DPF微粒再生机理和再生过程，研究了DOC入口排气温度、CO浓度、排气质量流量、V（NO2）/V（NOX）、m （NOX）/m （Soot）五个因素对再生的影响特性。结果表明：增加排气的CO浓度、DOC入口排气温度、排气质量流量、m （NOX）/m （Soot）比值增大有利于再生过程，可有效降低残余微粒浓度;V（NO2）/V（NOX）比值增加，残余颗粒浓度有降低的趋势，但残余颗粒浓度值变化不明显。
Abstract： In order to study the regeneration process of diesel engine after-treatment system DOC + DPF and its influencing factors and characteristics， a continuous regeneration system model of DOC + DPF was established on AVL FIRE platform. The model was validated by calculating the NO mass fraction after DPF and the pressure drop before and after DOC + DPF and comparing with the results of bench test. The regeneration mechanism and process of DOC-DPF particles were simulated， and the effects of DOC inlet exhaust temperature， Co concentration， exhaust mass flow rate， V（NO2） / V（NOX） ， m （NOX） / m （Soot） on regeneration were studied. The results show that the increase of CO concentration， DOC inlet exhaust temperature， exhaust mass flow rate and m （NOX） / m （Soot） ratio is beneficial to the regeneration process and can effectively reduce the residual particulate concentration and the increase of V（NO2） / V（NOX）ratio， the residual particle concentration decreased， but the residual particle concentration did not change obviously.
關键词：DOC+DPF;连续再生;残余颗粒浓度
Key words： DOC + DPF;continuous regeneration;residual particle concentration
中图分类号：U464.172 文献标识码：A ; 文章编号：1674-957X（2021）12-0001-04
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柴油机因具有经济性好、热效率高、可靠性好等优点被广泛应用，但柴油机排放的微粒和NOX对环境有害，成为柴油机排放控制的重点。随着排放法规的升级，我国及欧美等国对柴油机微粒和NOX提出接近零排放的要求。目前颗粒捕集技术（DPF）是最有效的微粒控制方式，当DPF中颗粒捕集到一定数量时需要再生，其中DOC+DPF被动再生无需额外的燃油喷射，可在低温下（约230℃）连续氧化碳烟实现再生[1]，是一种结构相对简单、比较经济的再生方式。
DOC+DPF的减排特性方面，已有众多研究人员如谷雨、楼狄明等进行了试验研究[2-3]。在仿真研究方面，郑烨以GT-SUITE 和 AVL FIRE 软件为平台，建立颗粒连续再生CCRT 系统的仿真模型，通过一维GT-SUITE 确定模型基本参数，在FIRE中分别研究影响 DOC 和 CDPF 性能的主要因素[4]。牟洁姝是在 Boost 软件中搭建的 DOC+DPF 的再生控制系统的模型，余昳在FIRE平台建立DOC+DPF系统的三维仿真模型进行仿真研究[5-6]。……
