CN112855319A - 一种尿素双喷嘴喷射控制方法和废气后处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种尿素双喷嘴喷射控制方法和废气后处理系统，属于废气后处理技术领域。尿素双喷嘴喷射控制方法是将SCR和SCRF以及中间管道作为一个整体催化器，通过切片模型对该整体催化器的温度和氨存储量进行计算，并对氨喷射进行闭环控制，从而得到精准的前尿素喷嘴的喷射量和后尿素喷嘴的喷射量。该尿素双喷嘴喷射控制方法的喷射精准度高，SCRF与SCR系统的计算过程较简单，并且相较于传统的SCR/SCRF系统，可减少部分传感器，降低了系统成本。废气后处理系统的成本降低，并且SCRF与SCR结合的转化效率较高，两者具有良好的协同控制。

Description

一种尿素双喷嘴喷射控制方法和废气后处理系统
技术领域
本发明涉及废气后处理技术领域，尤其涉及一种尿素双喷嘴喷射控制方法和废气后处理系统。
背景技术
随着柴油机排放处理的日趋严格，带SCR(Selective Catalyst Reduction,选择性催化还原反应)的废气后处理系统成为降低排放污染的主流技术。带SCR的废气后处理系统降低排放污染的方法是通过向SCR箱中喷射尿素，达到降低氮氧化物的目的，从而满足降低排放废气和排放法规的要求。在SCR的基础上，进一步发展了SCRF(SCR catalystscoated DPF)技术，SCRF是指将SCR催化剂涂覆在DPF(Diesel Particulate Filter，颗粒物捕集器)上。采用SCRF技术，不但能够减低后处理体积，而且起燃特性更优，能够提高SCR的转化效率，SCRF技术同样面临尿素喷射量精确控制的需求。
目前，现有技术中的尿素喷嘴喷射控制方法存在以下不足：一是喷射量不精准，甚至造成氨泄漏；二是SCRF与SCR系统缺少协同控制使得计算缺少关联性以及计算过程复杂；三是所需的传感器较多，增大了系统成本。
发明内容
本发明的第一个目的在于提出一种尿素双喷嘴喷射控制方法，该尿素双喷嘴喷射控制方法的喷射精准度高，SCRF与SCR系统的计算过程较简单，以及相较于传统的SCR/SCRF系统，可减少部分传感器，降低了系统成本。
本发明的第二个目的在于提出一种废气后处理系统，该废气后处理系统的成本降低，并且SCRF与SCR结合的转化效率较高，两者具有良好的协同控制。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种尿素双喷嘴喷射控制方法，将SCR和SCRF以及中间管道作为一个整体催化器，通过切片模型对所述整体催化器的温度和氨存储量进行计算，并对尿素喷射进行闭环控制，所述切片模型即是将催化器进行竖向的虚拟切片，以便于对每块切片进行单独模型计算；具体控制方法包括以下步骤：
S1：根据切片温度模型迭代计算每片切片的切片温度，并通过所述SCR出口设置的第一温度传感器进行自适应修正；
S2：基于切片目标氨存储模型，根据所述切片温度和废气质量流量计算每片所述切片的目标氨存储量，并累加计算得到总目标氨存储量；
S3：基于切片实际氨存储模型，再根据所述切片温度、所述废气质量流量与前尿素喷嘴的氨喷射量和后尿素喷嘴的氨喷射量，计算每片所述切片的实际氨存储量，并累加计算得到总实际氨存储量；
S4：基于所述总实际氨存储量和所述总目标氨存储量进行闭环控制，计算出总氨喷射量，并通过后NOx传感器进行反馈修正；
S5：计算所述SCR和所述SCRF内部的氨累积量，由所述SCRF与所述SCR中所述切片的目标氨存储量和实际氨存储量计算分配系数，并得到所述前尿素喷嘴的分配量和所述后尿素喷嘴的分配量，进而得到所述前尿素喷嘴的喷射量和所述后尿素喷嘴的喷射量，并通过后NOx传感器进行自适应修正。
可选地，在步骤S1中，所述切片温度模型将每片所述切片的热量变化分为热散逸和热增值，根据所述废气质量流量、上一片所述切片的切片温度、环境温度和温度变化率，计算向所述整体催化器散热的热增值和向环境散热的热散逸，得到当前切片的切片温度。
可选地，所述SCRF的内部具有主动再生热量和被动再生热量，根据所述SCRF内的当前切片的碳累积量与其上一片所述切片的切片温度对当前所述切片的切片温度进行修正；所述中间管道的切片温度通过所述后尿素喷嘴的喷射量进行修正。
可选地，将所述第一温度传感器的测量值与所述切片模型计算的最后一片切片的出口温度相除得到修正系数，根据修正系数修正各个切片的切片温度。
可选地，在步骤S3中，根据切片温度与切片序号查表，并通过所述废气质量流量进行修正计算得到吸附系数β、解吸附系数γ和转化系数δ，基于前尿素喷嘴的喷射量和所述后尿素喷嘴的喷射量对当前切片的氨存储增减量进行计算，从而得到切片中的实际氨存储量，再通过累加计算得到总实际氨存储量。
可选地，在步骤S5中，分配系数＝(SCRF目标氨存储量-SCRF实际氨存储量)/(SCR目标氨存储量-SCR实际氨存储量)，通过所述分配系数对所述前尿素喷嘴的氨累积量和所述后尿素喷嘴的氨累积量进行分配从而得到所述前尿素喷嘴的分配量和所述后尿素喷嘴的分配量，其中，所述氨累积量＝所述总氨喷射量-氨消耗量，所述氨消耗量＝氨转化量+氨泄漏量。
可选地，在步骤S5中涉及两个计算等式，所述前尿素喷嘴的喷射量＝前半部分氨消耗量+所述前尿素喷嘴的分配量；所述后尿素喷嘴的喷射量＝后半部分氨消耗量+所述后尿素喷嘴的分配量，从而计算得到步骤S5中的所述前尿素喷嘴的喷射量和所述后尿素喷嘴的喷射量。
本发明的尿素双喷嘴喷射控制方法相对于现有技术的有益效果：将SCR和SCRF以及中间管道作为一个整体催化器，可取消SCRF和SCR之间的温度传感器和NOx传感器，从而减少了传感器的数量，进而节约了布置成本。此外，通过切片模型、反馈修正和闭环控制，实现高精准度的喷射；此外，将SCR和SCRF作为一个整体催化器，计算过程也更加简单。
一种废气后处理系统，其依据所述尿素双喷嘴喷射控制方法建立，所述废气后处理系统包括通过排气管依次连通在柴油机尾气出口的氧化催化器和整体催化器，所述整体催化器包括SCRF、SCR和中间管道，所述SCRF上设有前尿素喷嘴，所述SCR上设有后尿素喷嘴。
可选地，废气后处理系统还包括电子控制器，所述电子控制器用于控制尿素喷嘴的喷射量。
可选地，废气后处理系统还包括前NOx传感器和后NOx传感器，所述前NOx传感器和所述后NOx传感器分别设置在所述氧化催化器的入口和所述SCR的出口；和/或还包括压差传感器，所述压差传感器设置在所述SCRF的两侧；和/或还包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述SCR出口，所述第二温度传感器设置在所述氧化催化器的出口和所述SCRF的进口之间，所述第三温度传感器设置在所述氧化催化器的进口。
本发明的废气后处理系统相对于现有技术的有益效果：废气后处理系统采用本发明的尿素双喷嘴喷射控制方法进行，取消SCRF和SCR之间的温度传感器和NOx传感器，降低了系统成本，并且SCRF与SCR结合的转化效率较高，两者具有良好的协同控制。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的废气后处理系统的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的整体催化器的切片模型结构示意图；
图3是本发明具体实施方式提供的切片温度模型的计算示意图；
图4是本发明具体实施方式提供的切片实际氨存储模型的计算示意图；
图5是本发明具体实施方式提供的切片目标氨存储模型的计算示意图；
图6是本发明具体实施方式提供的计算前尿素喷嘴喷射量和后尿素喷嘴喷射量的计算示意图。
附图标记：
100-柴油机，1-氧化催化器，2-SCRF，3-SCR，4-中间管道，5-排气管，6-前尿素喷嘴，7-后尿素喷嘴，8-电子控制器，9-前NOx传感器，10-后NOx传感器，11-压差传感器，12-第一温度传感器，13-第二温度传感器，14-第三温度传感器。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
下面参考图1-图6描述本发明实施例的尿素双喷嘴喷射控制方法的具体步骤。
如图1至图2所示的尿素双喷嘴喷射控制方法，将SCR 3和SCRF 2以及中间管道4作为一个整体催化器，通过切片模型对整体催化器的温度和氨存储量进行计算，并对尿素喷射进行闭环控制，如图2，切片模型即是将催化器进行竖向的虚拟切片，以便于对每块切片进行单独模型计算；具体控制方法包括以下步骤：
S1：如图3所示，根据切片温度模型迭代计算每片切片的切片温度，并通过SCR3出口设置的第一温度传感器12进行自适应修正；
S2：如图5所示，基于切片目标氨存储模型，根据切片温度和废气质量流量计算每片切片的目标氨存储量，并累加计算得到总目标氨存储量；
S3：如图4所示，基于切片实际氨存储模型，再根据切片温度、废气质量流量与前尿素喷嘴6的氨喷射量和后尿素喷嘴7的氨喷射量，计算每片切片的实际氨存储量，并累加计算得到总实际氨存储量；
S4：基于总实际氨存储量和总目标氨存储量进行闭环控制，计算出总氨喷射量，并通过后NOx传感器10进行反馈修正；
S5：如图6所示，计算SCR 3和SCRF 2内部的氨累积量，由SCRF 2与SCR3中切片的目标氨存储量和实际氨存储量计算分配系数，并得到前尿素喷嘴6的分配量和后尿素喷嘴7的分配量，进而得到前尿素喷嘴6的喷射量和后尿素喷嘴7的喷射量，并通过后NOx传感器10进行自适应修正。
需要说明的是，将SCR 3与SCRF 2以及中间管道4作为一个整体催化器，通过切片模型对整体催化器进行计算，取消SCRF 2和SCR 3之间的温度传感器和NOx传感器，从而减少了传感器的数量，进而节约了布置成本。此外，通过切片模型、反馈修正和闭环控制，实现高精准度的喷射；此外，将SCR 3和SCRF2作为一个整体催化器，计算过程也更加简单。
可选地，如图3所示，在步骤S1中，切片温度模型将每片切片的热量变化分为热散逸和热增值，根据废气质量流量、上一片切片的切片温度、环境温度和温度变化率，计算向整体催化器散热的热增值和向环境散热的热散逸，得到当前切片的切片温度。
可以理解的是，在步骤S1中，先根据废气质量流量与上一片切片的温度查表计算当前切片的热增值和热散逸，并通过环境温度和上一片切片的温度变化率进行修正得到最终向整体催化器散热的热增值和向环境散热的热散逸，再根据热平衡方程，由热增值和热散逸计算当前切片的切片温度。
可选地，如图3所示，SCRF 2的内部具有主动再生热量和被动再生热量，根据SCRF2内的当前切片的碳累积量与其上一片切片的切片温度对当前切片的切片温度进行修正；中间管道4的切片温度通过后尿素喷嘴7的喷射量进行修正。
可以理解的是，其中的每一片切片根据其在SCRF 2、SCR 3和中间管道4不同的位置采用不同的切片温度修正方式，主要区别在于SCRF 2中需要考虑SCRF 2内部的主动再生热量与被动再生热量，具体是根据当前的SCRF 2内的当前切片的碳累积量和其上一片切片的切片温度计算得到主动再修正系数和被再生修正系数，从而计算出SCRF 2内的每一片切片的切片温度。中间管道4中的热增值为零，需要考虑后尿素喷嘴7喷射还原剂对切片温度的影响，即通过后尿素喷嘴7的氨喷射量进行修正。
可选地，将第一温度传感器12的测量值与切片模型计算的最后一片切片的出口温度相除得到修正系数，根据修正系数修正各个切片的切片温度。
可以理解的是，当计算出整体催化器中所有切片的切片温度之后，再通过SCR 3出口设置的第一温度传感器12进行反馈修正，具体是将第一温度传感器12的测量值与最后一片切片计算得到的出口温度比较得到修正系数，并用该修正系数对每一片切片的温度值进行修正，最后根据每一片切片温度计算得到整体催化器的平均温度。
可选地，如图4所示，在步骤S3中，根据切片温度与切片序号查表，并通过废气质量流量进行修正计算得到吸附系数β、解吸附系数γ和转化系数δ，基于前尿素喷嘴6的喷射量和后尿素喷嘴7的喷射量对当前切片的氨存储增减量进行计算，从而得到切片中的实际氨存储量，再通过累加计算得到总实际氨存储量。
补充说明一下，吸附系数β为NH3经过单个切片时吸附在切片壁面上的比例系数；解吸附系数γ为NH3经过单个切片时从切片壁面上挥发出来进入排气中的比例系数；转化系数δ为NH3在单个切片中与NOx或氧气等发生氧化反应的比例系数。
需要说明的是，切片实际氨存储模型计算整体催化器的总实际氨存储量，主要输入变量是前尿素喷嘴6的喷射量、后尿素喷嘴7的喷射量、废气质量流量、切片温度和切片序号等。采用切片温度与切片序号查MAP表的方式，分别查表得到每片切片NH3的吸附系数β、解吸附系数γ和转化系数δ的初始值，并通过废气质量流量进行修正，得到当前切片的吸附系数β、解吸附系数γ和转化系数δ的最终值。基于前尿素喷嘴6的喷射量和后尿素喷嘴7的喷射量对当前切片的氨存储增减量进行计算，从而得到切片中的实际氨存储量，再通过累加计算得到总实际氨存储量。
可选地，如图6所示，在步骤S5中，分配系数＝(SCRF 2目标氨存储量-SCRF2实际氨存储量)/(SCR 3目标氨存储量-SCR 3实际氨存储量)，通过分配系数对前尿素喷嘴6的氨累积量和后尿素喷嘴7的氨累积量进行分配从而得到前尿素喷嘴6的分配量和后尿素喷嘴7的分配量，其中，氨累积量＝总氨喷射量-氨消耗量，氨消耗量＝氨转化量+氨泄漏量。
可以理解的是，在计算得到总氨喷射量之后，已知氨累积量＝总氨喷射量-氨消耗量，氨消耗量＝氨转化量+氨泄漏量。导入切片模型，并根据前尿素喷嘴6的喷射量、后尿素喷嘴7的喷射量和SCRF 2实际氨存储率和SCR 3实际氨存储量计算，得到的转化系数和氨喷射量计算每片切片的氨转化量，再通过分别累加SCRF 2和SCR 3切片的转化量计算得到SCRF 2与SCR 3的氨转化量，再根据SCRF 2和SCR 3中最后一片的切片分别计算SCRF 2与SCR 3的氨泄漏量，然后计算得到前半部分氨消耗量以及总的氨消耗量，从而计算得到氨累积量。
可选地，在步骤S5中涉及两个计算等式，前尿素喷嘴6的喷射量＝前半部分氨消耗量+前尿素喷嘴6的分配量；后尿素喷嘴7的喷射量＝后半部分氨消耗量+后尿素喷嘴7的分配量，从而计算得到步骤S5中的前尿素喷嘴6的喷射量和后尿素喷嘴7的喷射量。
可以理解的是，根据双喷系数的特性，分配系数对双喷嘴的氨累积量进行合理的分配，根据分配系数公式和上述计算公式，得到前尿素喷嘴6的喷射量和后尿素喷嘴7的喷射量。
如图1所示的优选实施例的废气后处理系统的具体结构。
如图2所示的优选实施例的废气后处理器的切片模型示意结构。
废气后处理系统依据尿素双喷嘴喷射控制方法建立，废气后处理系统包括通过排气管5依次连通在柴油机100尾气出口的氧化催化器1和整体催化器，整体催化器包括SCRF2、SCR 3和中间管道4，SCRF 2上设有前尿素喷嘴6，SCR3上设有后尿素喷嘴7。
需要说明的是，氧化催化器1用于将NO转化为NO2，NO2的比例增加能够提高SCRF 2与SCR 3内的NOx转化率，并且当氧化催化器1的进口温度达到其活性温度时，能够通过氧化后喷的柴油提高排气温度辅助SCRF 2再生。SCRF 2用于捕集柴油机100排放的颗粒量，当捕集的颗粒料达到一定程度时，进行催化器再生，将捕集的颗粒物燃烧掉，如此反复使用，达到减少排放到空气中的颗粒量的目的，减少颗粒污染，并且在捕集颗粒的同时进行选择性催化反应，达到减少废气中的NOx排放的目的。SCR 3用于进一步减少废气中的NOx含量。前尿素喷嘴6和后尿素喷嘴7用于向排气管5内喷射定量的尿素。本发明将将SCR3和SCRF 2以及中间管道4作为一个整体催化器，可取消SCRF 2和SCR 3之间的温度传感器和NOx传感器，从而减少了传感器的数量，进而节约了布置成本，并且SCRF 2与SCR 3结合的转化效率较高，两者具有良好的协同控制。
可选地，废气后处理系统还包括电子控制器8，电子控制器8用于控制尿素喷嘴的喷射量以及柴油机100发动的正常工作。
可选地，废气后处理系统还包括前NOx传感器9和后NOx传感器10，前NOx传感器9和后NOx传感器10分别设置在氧化催化器1的入口和SCR 3的出口；和/或还包括压差传感器11，压差传感器11设置在SCRF 2的两侧；和/或还包括第一温度传感器12、第二温度传感器13和第三温度传感器14，第一温度传感器12设置在SCR 3出口，第二温度传感器13设置在氧化催化器1的出口和SCRF 2的进口之间，第三温度传感器14设置在氧化催化器1的进口。
需要说明的是，前NOx传感器9和后NOx传感器10的主要作用是监控排气管5中的NOx浓度和转化效率，用于整体催化器尿素喷射的闭环控制；压差传感器11的作用是监控SCRF 2两侧的压差，估算SCRF 2内部的颗粒量；第一温度传感器12、第二温度传感器13和第三温度传感器14的主要作用是监控排气管5内的排气温度，控制SCRF 2的再生过程，并有助于对整体催化器的内部温度进行估算和修正。
下面结合图1-图6对本发明具体实施例中的废气后处理系统采用尿素双喷嘴喷射控制方法的具体步骤：
首先，将整体催化器进行模拟切片，SCRF 2分为N片，SCR 3分为M片，加上中间管路为一片，整个模型的总切片数为(N+M+1)片。
切片模型计算的主要输入变量包括SCRF 2入口排气温度Tup、环境温度Tamb、废气质量流量Mfg等。首先计算第一块切片的温度，用废气质量流量Mfg以及第二温度传感器13测得的整体催化器入口气体温度Tup，通过模型计算切片的热增值与热散逸，并通过环境温度和上一块切片的温度变化率计算得到最终的热增值Qt1与热散逸Qm1，从而计算得到第一块切片在t时刻的温度Tc1(t)，该温度同时也是第二块切片的入口温度，以此类推计算，得到整体催化器最后一块即第N+M+1块催化剂切片的温度。
其中，在前N片切片中，需要对温度进行修正。设第i(1≤i≤N)块切片，根据压差传感器11测得的压差计算得到SCRF 2中的碳累积量mc，则计算得到的切片温度需要经过碳负载mc与上一片的切片温度Tci-1的修正，主要根据碳累积量mc与上一片的切片温度Tci-1查主动再生MAP表和被动再生MAP表分别得到主动再生修正系数fpi和被动再生修正系数fni，修正得到当前的切片温度Tci。第N+1块切片是SCRF 2与SCR 3之间的中间管道4，热增值QtN+1为0，并且需要通过后尿素喷嘴7的氨喷射量MNH3_2进行修正得到管道切片内的温度TcN+1。按照上述流程最后计算得到的整体催化器载体末端温度模型计算值TcN+M+1，最后可用该值结合温度传感器13的传感器测量值Tdown对各个切片的温度值进行修正，具体修正方法是计算Tdown/TcN+M+1，以该值作为修正系数对每块切片的温度进行乘法修正。
根据切片模型计算得到的各个切片的温度值Tcn(n＝1,2,…,N+M,N+M+1)，并计算出整体催化器的平均温度Tmean。同样的，根据切片模型对催化器的目标氨存储量MNH3des进行计算。根据当前的废气质量流量Mfg与每一块切片的切片温度Tcn计算出每一块催化器切片当前的目标氨存储量MNH3desn。最后将每块切片的目标氨存储量累加计算得到总的催化器的目标氨存储量MNH3des。
温度对氨存储量有一定的影响，在前述切片温度计算的基础上，根据切片模型计算实际氨存储量。主要输入变量是前尿素喷嘴6氨喷射量Mf1、后尿素喷嘴7氨喷射量Mf2、废气质量流量Mfg、切片温度Tcn，采用切片温度Tcn与切片序号n查MAP表的方式，分别计算得到氨的吸附系数β、解吸附系数γ和转化系数δ，转化系数δ中也可包括氨氧化的部分。通过前尿素喷嘴6的喷射量，并通过废气质量流量的修正之后计算得到第一片切片的氨存储量增量△mNH3_1和第二片切片的入口氨质量流量MfNH3_2，以此类推计算，得到每块催化器切片中的氨存储量。其中，第N+1片切片是SCRF 2与SCR 3之间的中间管道4，没有氨存储量，但其出口处的氨质量流量(也即第N+2片切片的入口氨质量流量)需要增加后尿素喷嘴7的氨喷射量Mf2。需要注意的是，在前N片切片中存在碳累积量mc，前N片切片中计算的氨存储量也需要经过碳累积量mc的修正。最后，将所有的切片中氨存储量累加得到整体催化器的实际氨存储量MNH3act。
根据总目标氨存储量MNH3des和所述总的实际氨存储量MNH3act进行闭环控制，从而计算出总的氨喷射量MfNH3，并通过SCR 3后的NOx传感器进行反馈修正。
在计算出总氨喷射量MfNH3后，根据前述转化系数δ与氨喷射量计算得到每块切片的氨转化的量Mftn，分别累加SCRF 2和SCR 3切片的转化量计算得到SCRF2的氨转化量Mf1t和SCR 3的氨转化量Mf2t。计算SCRF 2和SCR 3中最后一块切片，即第N块和第N+M+1块切片的出口处氨质量流量，得到SCRF 2的氨泄漏量Mf1l与SCR 3的氨泄漏量Mf2l。根据氨积累量＝氨喷射量-氨消耗量，氨消耗量＝氨转化量+氨泄漏量，计算得到前半部分的氨消耗量Mf1c与后半部分的氨消耗量Mf2c以及总的氨消耗量Mfc，从而计算得到氨累积量Mfa。根据之前计算的每块切片的目标氨存储量和实际氨存储量可以得到SCRF 2目标氨存储量MNH3des1和实际氨存储量MNH3act1以及SCR 3的目标氨存储量MNH3des2和实际氨存储量MNH3act2。通过公式：
ε＝(MNH3des1-MNH3act1)/(MNH3des2-MNH3act2)
计算得到分配系数ε。并根据公式：
θ＝1/(ε+1)
计算得到归一化系数θ。根据θ分配前后的氨累积量Mfa，即前尿素喷嘴6分配量Mf1p＝Mfa*(1-θ)，后尿素喷嘴7分配量Mf2p＝Mfa*θ，从而计算得到前尿素喷嘴6的喷射量为(Mf1p+Mf1c)，后尿素喷嘴7的喷射量为(Mf2p+Mf2c)，并根据后NOx传感器10对模型进行喷射量自适应修正。计算得到双喷系统的喷射量之后，通过占空比控制前尿素喷嘴6的喷射量和后尿素喷嘴7的喷射量。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“相连”、“连接”、“安装”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述属于在本发明中的具体含义。
此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种尿素双喷嘴喷射控制方法，其特征在于，将SCR(3)和SCRF(2)以及中间管道(4)作为一个整体催化器，通过切片模型对所述整体催化器的温度和氨存储量进行计算，并对尿素喷射进行闭环控制，所述切片模型即是将催化器进行竖向的虚拟切片，以便于对每块切片进行单独模型计算；具体控制方法包括以下步骤：
S1：根据切片温度模型迭代计算每片切片的切片温度，并通过所述SCR(3)出口设置的第一温度传感器(12)进行自适应修正；
S2：基于切片目标氨存储模型，根据所述切片温度和废气质量流量计算每片所述切片的目标氨存储量，并累加计算得到总目标氨存储量；
S3：基于切片实际氨存储模型，再根据所述切片温度、所述废气质量流量与前尿素喷嘴(6)的氨喷射量和后尿素喷嘴(7)的氨喷射量，计算每片所述切片的实际氨存储量，并累加计算得到总实际氨存储量；
S4：基于所述总实际氨存储量和所述总目标氨存储量进行闭环控制，计算出总氨喷射量，并通过后NOx传感器进行反馈修正；
S5：再计算所述SCR(3)和所述SCRF(2)内部的氨累积量，由所述SCRF(2)与所述SCR(3)中所述切片的目标氨存储量和实际氨存储量计算分配系数，并得到所述前尿素喷嘴(6)的分配量和所述后尿素喷嘴(7)的分配量，进而得到所述前尿素喷嘴(6)的喷射量和所述后尿素喷嘴(7)的喷射量，并通过后NOx传感器(10)进行自适应修正。
2.如权利要求1所述的尿素双喷嘴喷射控制方法，其特征在于，在步骤S1中，所述切片温度模型将每片所述切片的热量变化分为热散逸和热增值，根据所述废气质量流量、上一片所述切片的切片温度、环境温度和温度变化率，计算向所述整体催化器散热的热增值和向环境散热的热散逸，得到当前切片的切片温度。
3.如权利要求2所述的尿素双喷嘴喷射控制方法，其特征在于，所述SCRF(2)的内部具有主动再生热量和被动再生热量，根据所述SCRF(2)内的当前切片的碳累积量与其上一片所述切片的切片温度对当前所述切片的切片温度进行修正；所述中间管道(4)的切片温度通过所述后尿素喷嘴(7)的喷射量进行修正。
4.如权利要求2所述的尿素双喷嘴喷射控制方法，其特征在于，将所述第一温度传感器(12)的测量值与所述切片模型计算的最后一片切片的出口温度相除得到修正系数，根据修正系数修正各个切片的切片温度。
5.如权利要求1所述的尿素双喷嘴喷射控制方法，其特征在于，在步骤S3中，根据切片温度与切片序号查表，并通过所述废气质量流量进行修正计算得到吸附系数β、解吸附系数γ和转化系数δ，基于所述前尿素喷嘴(6)的喷射量和所述后尿素喷嘴(7)的喷射量对当前切片的氨存储增减量进行计算，从而得到切片中的实际氨存储量，再通过累加计算得到总实际氨存储量。
6.如权利要求1所述的尿素双喷嘴喷射控制方法，其特征在于，在步骤S5中，分配系数＝(SCRF目标氨存储量-SCRF实际氨存储量)/(SCR目标氨存储量-SCR实际氨存储量)，通过所述分配系数对所述前尿素喷嘴(6)的氨累积量和所述后尿素喷嘴(7)的氨累积量进行分配从而得到所述前尿素喷嘴(6)的分配量和所述后尿素喷嘴(7)的分配量，其中，所述氨累积量＝所述总氨喷射量-氨消耗量，所述氨消耗量＝氨转化量+氨泄漏量。
7.如权利要求6所述的尿素双喷嘴喷射控制方法，其特征在于，在步骤S5中涉及两个计算等式，所述前尿素喷嘴(6)的喷射量＝前半部分氨消耗量+所述前尿素喷嘴(6)的分配量；所述后尿素喷嘴(7)的喷射量＝后半部分氨消耗量+所述后尿素喷嘴(7)的分配量，从而计算得到步骤S5中的所述前尿素喷嘴(6)的喷射量和所述后尿素喷嘴(7)的喷射量。
8.一种废气后处理系统，其特征在于，依据权利要求1-7任一项所述的尿素双喷嘴喷射控制方法建立，所述废气后处理系统包括通过排气管(5)依次连通在柴油机(100)尾气出口的氧化催化器(1)和整体催化器，所述整体催化器包括SCRF(2)、SCR(3)和中间管道(4)，所述SCRF(2)上设有前尿素喷嘴(6)，所述SCR(3)上设有后尿素喷嘴(7)。
9.如权利要求8所述的废气后处理系统，其特征在于，还包括电子控制器(8)，所述电子控制器(8)用于控制尿素喷嘴的喷射量。
10.如权利要求8所述的废气后处理系统，其特征在于，还包括前NOx传感器(9)和后NOx传感器(10)，所述前NOx传感器(9)和所述后NOx传感器(10)分别设置在所述氧化催化器(1)的入口和所述SCR(3)的出口；和/或还包括压差传感器(11)，所述压差传感器(11)设置在所述SCRF(2)的两侧；和/或还包括第一温度传感器(12)、第二温度传感器(13)和第三温度传感器(14)，所述第一温度传感器(12)设置在所述SCR(3)出口，所述第二温度传感器(13)设置在所述氧化催化器(1)的出口和所述SCRF(2)的进口之间，所述第三温度传感器(14)设置在所述氧化催化器(1)的进口。
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