CN206737983U - 用于混合发电站的氮氧化物转换系统和混合发电站 - Google Patents

用于混合发电站的氮氧化物转换系统和混合发电站 Download PDF

Info

Publication number
CN206737983U
CN206737983U CN201621416292.8U CN201621416292U CN206737983U CN 206737983 U CN206737983 U CN 206737983U CN 201621416292 U CN201621416292 U CN 201621416292U CN 206737983 U CN206737983 U CN 206737983U
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
sensor
catalyst system
exhaust stream
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201621416292.8U
Other languages
English (en)
Inventor
M.N.R.德瓦拉孔达
C.迪努
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co PLC
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Application granted granted Critical
Publication of CN206737983U publication Critical patent/CN206737983U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9477—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on separate bricks, e.g. exhaust systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9495—Controlling the catalytic process
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/07—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases in which combustion takes place in the presence of catalytic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2067—Urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
    • F01N2250/02—Combinations of different methods of purification filtering and catalytic conversion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/08—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a pressure sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/14—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/10—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for stationary applications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1402—Exhaust gas composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1406—Exhaust gas pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1606—Particle filter loading or soot amount
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1622—Catalyst reducing agent absorption capacity or consumption amount
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/01—Purpose of the control system
    • F05D2270/08—Purpose of the control system to produce clean exhaust gases
    • F05D2270/082—Purpose of the control system to produce clean exhaust gases with as little NOx as possible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/01—Purpose of the control system
    • F05D2270/08—Purpose of the control system to produce clean exhaust gases
    • F05D2270/083—Purpose of the control system to produce clean exhaust gases by monitoring combustion conditions
    • F05D2270/0831—Purpose of the control system to produce clean exhaust gases by monitoring combustion conditions indirectly, at the exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00—Treatment devices
    • F23J2219/10—Catalytic reduction devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

提供一种用于混合发电站的氮氧化物转换系统和混合发电站。氮氧化物转换系统包括减排系统，减排系统包括催化器系统，催化器系统包括氧化催化器组件和选择性催化还原催化器组件。系统包括柴油粒子燃料组件、在催化器系统上游的第一和第二传感器，第一和第二传感器构造成在燃气发动机和燃气涡轮的排气流流到催化器系统中之前，测量排气流的排放，以产生第一和第二信号。第三传感器在催化器系统的下游，以测量催化器系统的排放，以产生第三信号，并且第四和第五传感器设置在DPF组件的上游和下游，以测量压力变化，以产生第四信号，并且控制器基于至少第一、第二和第三信号来产生第一控制信号，以控制还原剂量。

Description

用于混合发电站的氮氧化物转换系统和混合发电站
技术领域
本文公开的主题涉及用于混合发电站的氮氧化物(NOx)转换系统，并且更特别地，涉及控制混合发电站的排气流的温度。
背景技术
混合发电站(例如，包括一系列内燃发动机，诸如燃气发动机和燃气涡轮)使用一系列不同的资源来产生功率。这些资源可产生各种排放(例如，氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、氨(NH3))。需要降低混合发电站所产生的排放水平。
实用新型内容
下面对在范围方面与原本要求保护的实用新型相当的某些实施例进行概述。这些实施例不意于限制要求保护的主题的范围，而是相反，这些实施例仅意于提供该主题的可能形式的简要概述。实际上，该主题可包括可能类似于或异于下面所论述的实施例的各种形式。
在第一实施例中，一种系统包括用以处理来自混合发电站的排放的减排系统。减排系统包括催化器系统，催化器系统具有氧化催化器组件和选择性催化还原(SCR)催化器组件。该系统包括柴油粒子燃料组件(DPF)，它构造成减少来自燃气发动机的排气流的粒子或烟灰。该系统包括设置在催化器系统上游的第一传感器，它构造成在燃气发动机的排气流流到催化器系统中之前，测量排气流的一个或多个排放，以产生代表一个或多个排放的第一信号。系统包括设置在催化器系统上游的第二传感器，它构造成在燃气涡轮发动机的排气流流到催化器系统中之前，测量排气流的一个或多个排放，以产生代表一个或多个排放的第二信号。系统包括设置在催化器系统下游的第三传感器，它构造成测量催化器系统的出口的一个或多个排放，以产生代表一个或多个排放的第三信号。系统包括设置在DPF组件上游的第四传感器和设置在DPF组件下游的第五传感器，其中第四和第五传感器构造成测量跨越DPF组件的压力变化，并且产生代表压力变化的第四信号和第五信号。系统包括通信联接到催化器系统和传感器上的控制器，其中，控制器编程成接收第一、第二、第三、第四和第五信号，以至少部分地基于第一、第二和第三信号来产生代表还原剂喷射命令的第一控制信号，以控制在燃气发动机和燃气涡轮发动机的排气流流到催化器组件中之前通过喷射系统喷射到排气流的混合物中的还原剂量。
在第二实施例中，一种混合发电站包括燃气涡轮发动机和燃气发动机。混合发电站包括具有催化器系统的减排系统，催化器系统具有氧化催化器组件和选择性催化还原(SCR)催化器组件。混合发电站包括柴油粒子燃料组件，它构造成减少来自燃气发动机的排气流的粒子或烟灰。混合发电站包括设置在催化器系统上游的第一传感器，它构造成在燃气发动机的排气流流到催化器系统中之前，测量排气流的一个或多个排放，以产生代表一个或多个排放的第一信号。混合发电站包括设置在催化器系统上游的第二传感器，它构造成在燃气涡轮发动机的排气流流到催化器系统中之前，测量排气流的一个或多个排放，以产生代表一个或多个排放的第二信号。混合发电站包括设置在催化器系统下游的第三传感器，它构造成测量催化器系统的出口的一个或多个排放，以产生代表一个或多个排放的第三信号。混合发电站包括设置在DPF组件上游的第四传感器和设置在DPF组件下游的第五传感器，其中第四和第五传感器构造成测量跨越DPF组件的压力变化，并且产生代表变化压力的第四信号和第五信号。混合发电站包括通信联接到催化器系统和传感器上的控制器，其中，控制器编程成接收第一、第二、第三、第四和第五信号，以至少部分地基于第一、第二和第三信号来产生代表还原剂喷射命令的第一控制信号，以控制在燃气发动机和燃气涡轮发动机的排气流流到催化器组件中之前通过喷射系统喷射到排气流的混合物中的还原剂量。
在第三实施例中，一种用于运行混合发电站的方法，混合发电站具有燃气涡轮发动机和燃气发动机，该方法包括接收代表在燃气发动机的排气流流到催化器系统中之前的排气流的一个或多个排放的第一信号。方法包括接收代表在燃气涡轮发动机的排气流流到催化器系统中之前的排气流的一个或多个排放的第二信号。方法包括接收代表催化器系统的出口的一个或多个排放的第三信号。方法包括接收代表跨越柴油粒子过滤器(DPF)组件的压力变化的第四信号和第五信号。方法包括至少部分地基于第一信号、第二信号、第三信号、第四信号和第五信号而产生控制信号，以调整在催化器系统上游喷射的还原剂量。方法包括调整来自燃气涡轮和燃气发动机的排气流的减排水平。
一种用于运行混合发电站的方法，所述混合发电站具有燃气涡轮发动机和燃气发动机，所述方法包括：
接收代表在所述燃气发动机的排气流流到所述催化器系统中之前的所述排气流的一个或多个排放的第一信号；
接收代表在所述燃气涡轮发动机的排气流流到所述催化器系统中之前的所述排气流的一个或多个排放的第二信号；
接收代表所述催化器系统的出口的一个或多个排放的第三信号；
接收代表跨越柴油粒子过滤器(DPF)组件的压力变化的第四信号和第五信号；
至少部分地基于所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号、所述第四信号和所述第五信号，产生控制信号，以调整在所述催化器系统上游喷射的还原剂量；以及
调整来自所述燃气涡轮和所述燃气发动机的排气流的减排水平。
技术方案1. 一种用于混合发电站的氮氧化物转换系统，包括：
减排系统，其构造成处理来自混合发电站的排放，其中，所述减排系统包括：
催化器系统，其包括氧化催化器组件和选择性催化还原(SCR)催化器组件；
柴油粒子燃料组件，其构造成减少来自燃气发动机的排气流的粒子或烟灰；
设置在所述催化器系统上游的第一传感器，其构造成在所述燃气发动机的排气流流到所述催化器系统中之前，测量所述排气流的一个或多个排放，以产生代表所述一个或多个排放的第一信号；
设置在所述催化器系统上游的第二传感器，其构造成在燃气涡轮发动机的排气流流到所述催化器系统中之前，测量所述排气流的一个或多个排放，以产生代表所述一个或多个排放的第二信号；
设置在所述催化器系统下游的第三传感器，其构造成测量所述催化器系统的出口的一个或多个排放，以产生代表所述一个或多个排放的第三信号；
设置在所述柴油粒子燃料组件上游的第四传感器和设置在所述柴油粒子燃料组件下游的第五传感器，其中，所述第四和第五传感器构造成测量跨越所述柴油粒子燃料组件的压力变化，并且产生代表所述压力变化的第四信号和第五信号；以及
通信联接到所述催化器系统和所述传感器上的控制器，其中，所述控制器编程成接收所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号、所述第四信号和所述第五信号，以基于至少所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号来产生代表还原剂喷射命令的第一控制信号，以控制在所述燃气发动机和所述燃气涡轮发动机的排气流流到所述催化器组件中之前通过喷射系统喷射到所述排气流的混合物中的还原剂量。
技术方案2. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述控制器编程成从设置在所述柴油粒子燃料组件和所述催化器系统两者上游的一个或多个额外的传感器接收代表所述燃气涡轮发动机的实际运行参数、所述燃气发动机的实际运行参数，或者两者的额外的信号。
技术方案3. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器各自构造成测量氨、一氧化碳、一氧化二氮或者它们的任何组合的水平。
技术方案4. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述还原剂包括氨、尿素或者它们的组合。
技术方案5. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成使用模型来产生所述第一控制信号。
技术方案6. 根据技术方案5所述的系统，其特征在于，所述模型包括基于动力学的模型。
技术方案7. 根据技术方案6所述的系统，其特征在于，所述模型包括催化粒子过滤器(CPF)烟灰估计器和基于动力学的模型。
技术方案8. 根据技术方案6所述的系统，其特征在于，所述模型包括柴油氧化催化器动力学模型。
技术方案9. 根据技术方案6所述的系统，其特征在于，所述模型包括具有氨(NH3)存储估计器的选择性催化还原动力学模型。
技术方案10. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述柴油粒子燃料组件设置在所述催化器系统和所述燃气发动机和所述燃气涡轮发动机之间。
技术方案11. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述第一传感器和所述第二传感器分别设置在所述燃气发动机和所述燃气涡轮发动机的下游和所述柴油粒子燃料组件的上游。
技术方案12. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，混合器设置在所述柴油粒子燃料组件的下游且在所述催化器系统的上游。
技术方案13. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述一个或多个排放包括一氧化碳、氮氧化物、二氧化氮、烃或者它们的任何组合。
技术方案14. 一种混合发电站，包括：
燃气涡轮发动机；
燃气发动机；
减排系统，其构造成处理来自混合发电站的排放，其中，所述减排系统包括：
催化器系统，其包括氧化催化器组件和选择性催化还原(SCR)催化器组件；
柴油粒子燃料组件，其构造成减少来自燃气发动机的排气流的粒子或烟灰；
设置在所述催化器系统上游的第一传感器，其构造成在所述燃气发动机的排气流流到所述催化器系统中之前，测量所述排气流的一个或多个排放，以产生代表所述一个或多个排放的第一信号；
设置在所述催化器系统上游的第二传感器，其构造成在燃气涡轮发动机的排气流流到所述催化器系统中之前，测量所述排气流的一个或多个排放，以产生代表所述一个或多个排放的第二信号；
设置在所述催化器系统下游的第三传感器，其构造成测量所述催化器系统的出口的一个或多个排放，以产生代表所述一个或多个排放的第三信号；
设置在所述柴油粒子燃料组件上游的第四传感器和设置在所述柴油粒子燃料组件下游的第五传感器，其中，所述第四和第五传感器构造成测量跨越所述柴油粒子燃料组件的压力变化，并且产生代表所述压力变化的第四信号和第五信号；以及
通信联接到所述催化器系统和所述传感器上的控制器，其中，所述控制器编程成接收所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号、所述第四信号和所述第五信号，以基于至少所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号来产生代表还原剂喷射命令的第一控制信号，以控制在所述燃气发动机和所述燃气涡轮发动机的排气流流到所述催化器组件中之前通过喷射系统喷射到混合物中的还原剂量。
技术方案15. 根据技术方案14所述的混合发电站，其特征在于，所述控制器编程成从设置在所述柴油粒子燃料组件和所述催化器系统两者的上游的一个或多个额外的传感器接收代表所述燃气涡轮发动机的实际运行参数、所述燃气发动机的实际运行参数，或者两者的额外的信号。
技术方案16. 根据技术方案14所述的混合发电站，其特征在于，所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器各自构造成测量氨、一氧化碳、一氧化二氮或者它们的任何组合的水平。
技术方案17. 根据技术方案14所述的混合发电站，其特征在于，所述还原剂包括氨、尿素或者它们的组合。
技术方案18. 根据技术方案14所述的混合发电站，其特征在于，所述控制器构造成使用模型来产生所述第一控制信号。
技术方案19. 根据技术方案18所述的混合发电站，所述模型包括基于动力学的模型、线性回归模型或者它们的任何组合。
附图说明
当参照附图阅读以下详细描述时，本主题的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中：
图1是联接到混合发电站的发动机上的排气处理(例如，后处理)系统的实施例的示意图；
图2是控制器(例如，电子控制单元(ECU))的实施例的框图；
图3是用以通过喷射命令控制在图1的催化器组件上游喷射的还原剂量的控制器的功能操作的示意图；以及
图4是用于控制喷射到催化器组件上游的排气流中的还原剂量的计算机实现的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
下面将对本主题的一个或多个具体实施例进行描述。为了致力于提供对这些实施例的简明描述，可能不会在说明书中对实际实现的所有特征进行描述。应当理解，当例如在任何工程或设计项目中开发任何这种实际实现时，必须作出许多对实现而言专有的决定来实现开发者的具体目标，例如符合与系统有关及与商业有关的约束，开发人员的具体目标可根据不同的实现彼此有所改变。此外，应当理解，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但尽管如此，对具有本公开的益处的普通技术人员来说，这种开发工作将是设计、生产和制造的例行任务。
当介绍本主题的各实施例的元件时，冠词“一”、“一种”、“该”和“所述”意于表示存在一个或多个该元件。用语“包括”、“包含”和“具有”意于为包括性的，并且表示除了列出的元件之外，可存在另外的元件。
本公开涉及使用后处理系统(例如，氧化催化器、选择性催化还原(SCR))来减少来自从混合发电站排出的发动机排气流(诸如来自燃气涡轮发动机、往复发动机、燃气发动机的排气流)的排放的系统和方法。与涡轮发动机相比，贫燃燃气发动机可排出更高的烟灰或粒子物质排放。因而，在燃气发动机排气与催化器组件(例如，氧化催化器、SCR催化器)上游的涡轮排气混合之前，可能需要使贫燃燃气发动机的排气再生。来自贫燃燃气发动机的排气可被动地再生。特别地，本公开的实施例使用控制器，基于一个或多个传感器产生的信号，来使期望量的还原剂(例如，尿素、氨)喷射到催化器组件的上游。控制器接收来自后处理系统的信号(例如，第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器)，以确定喷射到排气流的混合物中的期望还原剂量。例如，控制器可使用代表跨越柴油粒子过滤器(DPF)系统的压力变化的信号、一个或多个发动机输出传感器(例如，在燃气发动机的下游)、一个或多个燃气涡轮发动机输出传感器(例如，在燃气涡轮发动机的下游)、发动机的运行条件、设置在催化器组件下游的一个或多个后处理传感器。排气流可包括混合排气流(例如，来自涡轮发动机和燃气发动机的排气)，它在燃气发动机排气在DPF系统中经过处理之后混合，以减少粒子物质和烟灰。控制器可用来产生第一控制信号，第一控制信号对应于喷射命令，以控制喷射(例如，通过喷射系统)到燃气发动机和燃气涡轮发动机的排气流的混合物中的还原剂量。
现在转到附图，图1是联接到混合发电站16的发动机12、14上的排气处理(例如，后处理)系统10的实施例的示意图。如下面详细描述的那样，公开的排气处理系统10包括柴油粒子过滤器(DPF)系统18，以减少流到催化器组件22(例如，氧化催化器、SCR催化器)中的排气流20的排放。与燃气涡轮发动机12相比，贫燃燃气发动机14可排出更高的烟灰或粒子物质排放。因而，在燃气发动机14排气与催化器组件22上游的燃气涡轮12排气混合之前，可能需要使贫燃燃气发动机14的排气再生。来自贫燃燃气发动机14的排气可被动地再生(例如，通过允许氮氧化物(NO2)与烟灰反应而形成氮氧化物(NO))。在运行期间，发动机(例如，燃气涡轮发动机12、燃气发动机14)产生燃烧气体，燃烧气体用来对发动机12、14(例如，一个或多个活塞或涡轮)的构件应用驱动力。燃烧气体随后作为排气20离开发动机12、14，排气20包括各种各样的排放(例如，NOx、一氧化碳(CO)、氨(NH3)等)。排气处理系统10处理这些排放，以产生含有害物质更少的排放(氮(N2)、二氧化碳(CO2)、水等)。如所描绘的那样，排气处理系统10包括催化转化器或催化器组件，诸如催化器组件22。在包括催化器组件22的实施例中，发动机12、14可作为贫燃发动机运行，从而产生NOx排放，其需要通过催化器组件22来进行还原或其它处理。
催化器组件22，通过其催化活动，通过多个反应还原NOx。例如，可通过气态还原剂(例如，尿素)来还原NOx，以产生N2、CO2和H2O，而且可通过无水氨或含水氨来还原NOx，以产生N2和H2O。无水氨或含水氨可发生二次反应，从而产生硫酸铵和硫酸氢氨。催化器组件22包括入口24，以接收来自混合发电站16的排气流20。催化器组件22包括出口26，以通过催化器出口26排出后处理流体28。流体管道30可在流体方面将DPF系统18联接到催化器组件22上。流体管道30还可在流体方面将来自燃气涡轮发动机12和燃气发动机14的排气流20联接到DPF系统18上。在发动机12、14和DPF系统18和/或催化器组件22之间可存在其它装备(例如，混合器100或其它运行装备)，以使催化器组件22准备好接收排气流20。混合器100可混合燃气涡轮12排气和燃气发动机14排气而形成混合排气流58。混合排气流58和燃气涡轮12排气可进入催化器组件22，以减少混合发电站16产生的排放(例如，NOx、CO、NH3)。
DPF系统18可从燃气发动机14的排气20中移除柴油粒子物质或烟灰。DPF系统18可在燃气发动机14运行时不断过滤排气流30。除了粒子物质之外，DPF系统18可顺便用来减少其它发动机排放(例如，CO、HC)。DPF系统18包括过滤装备，诸如可渗透通道或其它类似装备，以在DPF系统18中的排气流20进入催化器组件22之前，减少(例如，捕获)排气流20的粒子物质。
燃气涡轮发动机12可包括重型燃气涡轮发动机、航改式燃气涡轮、蒸汽涡轮或其它涡轮发动机。燃气发动机14可包括内燃发动机，诸如往复式发动机(例如，多冲程发动机，诸如两冲程发动机、四冲程发动机、六冲程发动机等)。发动机12、14可用各种各样的燃料(例如，天然气、柴油、合成气、汽油等)运行。燃气涡轮发动机12可联接到发动机控制单元(例如，控制器)34上，发动机控制单元34控制和监测发动机12的运行。控制器34包括处理电路(例如，处理器36)和储存器电路(例如，储存器38)。处理器36可执行指令来实现发动机12的运行。燃气发动机14可联接到发动机控制单元(例如，控制器)40上，发动机控制单元40控制和监测发动机14的运行。控制器40包括处理电路(例如，处理器42)和储存器电路(例如，储存器44)。处理器42可执行指令来实现燃气发动机14的运行。来自各种发动机12、14的排气流20包括在各种温度和流率下输出的各种排放(例如，NOx、烃、NH3)。监测控制器50还可其它发动机运行参数8(例如，发动机速度、发动机负载、燃料品质)。
各种传感器46设置在后处理系统10中。传感器46测量联接到控制器50上的后处理系统10的各种运行状况。例如，第一传感器可设置在催化器组件的上游，并且可产生代表在燃气发动机的排气流流到催化器组件中之前的一个或多个排放的第一信号。第二传感器可设置在催化器组件的上游，并且可产生代表燃气涡轮的排气流流到催化器组件中之前的一个或多个排放的第二信号。第三传感器可设置在催化器组件的下游，并且可产生代表催化器组件的出口的第三信号。如下面详细描述的那样，控制器50使用模型(例如，动力学模型)来产生还原剂(例如，尿素、氨)喷射命令52。一些传感器46可测量排放水平、温度、压力变化、浓度等等。
控制器50接收来自设置在后处理系统10中的传感器46的输入，以产生控制信号60。控制信号60输出还原剂(例如，尿素、氨)喷射命令52。在示出的实施例中，控制器50接收来自设置在DPF系统18的下游66和上游68的多个压力传感器64的信号。压力传感器64(例如，第四传感器、第五传感器)可测量跨越DPF组件的压力变化，以产生第四信号和第五信号。控制器50可部分地使用第四信号和第五信号(例如，表明跨越DPF系统18的变化压力)来产生代表还原剂喷射命令的第一控制信号，以控制喷射到排气流的混合物中的还原剂量。控制器50可接收来自一个或多个发动机输出传感器70(例如，设置在燃气发动机14的下游66的传感器)的信号。发动机输出传感器70可产生代表燃气发动机14排放的信号。控制器50可接收来自一个或多个发动机输出传感器72(例如，设置在燃气涡轮发动机12的下游66的传感器)的信号。发动机输出传感器72可产生代表燃气涡轮发动机12排放的信号。控制器50可通过通信联接到控制器50上的控制线路74，接收代表燃气发动机14的运行状况8(例如，燃料品质等)的信号。控制器50还可接收来自设置在催化器组件22的下游66的一个或多个后处理传感器76的信号。后处理传感器76可产生代表催化器出口的排放的信号。控制器50使用接收自传感器46的信号来将输出控制信号60，以通过还原剂喷射命令52控制引入(例如，通过喷射系统喷射)催化器组件22的上游的还原剂量。还原剂量至少部分地取决于期望减排水平(例如，实现期望NOx转换水平)。
图2是控制器50的实施例的框图。如上面描述的那样，控制器50至少部分地基于传感器46产生的一个或多个信号大体输出控制信号60。如上面描述的那样，控制器50接收到的信号可代表跨越DPF系统18的压力变化、一个或多个发动机输出传感器70(例如，设置在燃气发动机14的下游66的传感器)接收到的信号、一个或多个发动机输出传感器72(例如，设置在燃气涡轮发动机12的下游66的传感器)产生的信号、代表运行状况8的信号，以及设置在催化器组件22的下游66的一个或多个后处理传感器76产生的信号。控制器50使用接收自传感器46的信号来输出控制信号60，以通过还原剂喷射命令52控制通过喷射系统喷射到催化器组件22的上游的还原剂量。
控制器50包括非暂时性代码或指令，其存储在机器可读的介质(例如，储存器54)中且由处理器(例如，处理器62)用来实现本文公开的技术。储存器54可存储各种表和/或模型(例如，代表和/或模拟混合发电站16、DPF系统18和混合发电站16的各个发动机12、14的各方面的软件模型)。在某些实施例中，储存器54可全部或部分地从控制器50中移除。控制器50接收来自包括发动机输入的传感器以及混合发电站16的其它构件(例如，用户接口)的一个或多个输入信号(输入1……输入n)，并且输出一个或多个输出信号(输出1……输出n)。各种输入信号可包括发动机输出(例如，温度、流率)、排放浓度(例如，NH3浓度)、跨越DPF系统的压降，或者混合发电站16的其它运行状况。输出信号可包括还原剂喷射命令52(例如，控制信号60)，以调节在排气流20进入催化器组件22之前喷射到排气流20的还原剂量，或者对系统进行另一个调节。控制器50可使用一种或多种类型的模型(例如，可由处理器执行的基于软件的模型)。例如，模型可包括统计模型，诸如回归分析模型。回归分析可用来在某个误差范围内找到能够对未来趋势建模的功能。可使用关联技术来找到变量之间的关系。而且，用于模型的数据可包括历史数据、经验数据、基于知识的数据等等。
图3是用以通过喷射命令52控制喷射到图1的催化器组件22的上游的还原剂量的控制器50的功能操作的示意图。通过压力传感器64来测量跨越DPF系统18的变化压力，压力传感器64设置在DPF系统18的下游66和上游68且在控制器50中使用。如所描绘的那样，控制器50可从一个或多个发动机输出传感器70(例如，设置在燃气发动机14的下游66的传感器)和一个或多个发动机输出传感器72(例如，设置在燃气涡轮发动机12的下游66的传感器)接收代表来自发动机12、14的排气流的排放水平的信号。控制器50还可接收代表发动机参数8的测量值。控制器50使用接收自传感器(例如，传感器64、70、72、76)的信号来输出控制信号60，以通过还原剂喷射命令52控制喷射到(例如，通过喷射系统)催化器组件22上游的排气流中的还原剂量。在示例性实施例中，控制器50可使用基于动力学的模型来确定可喷射到催化器组件22的上游的还原剂量。
喷射到催化器组件22上游的还原剂量(例如，尿素、氨)由控制器50输出的控制信号60(例如，喷射命令52)控制。控制器50使得喷射到催化器组件22上游的还原剂量(例如，尿素、氨)部分地取决于期望排放(例如，NOx、CO、NH3)减少水平。在运行期间的任何时候，操作者可如本文描述的那样中断控制器50的自动控制序列，并且改变DPF系统18、催化器组件22、燃气涡轮发动机12和/或燃气发动机14的运行参数，以影响通过还原剂喷射命令52喷射到催化器组件22上游的还原剂量。
图4是用于控制喷射到催化器组件22上游的排气流的还原剂量的计算机实现的方法80的实施例的流程图。方法80的所有或一些步骤可由控制器50执行(例如，使用处理器62来执行程序和访问存储在储存器54上的数据)。方法80进一步包括接收来自发动机的实际运行参数(框82)。方法80可包括接收对应于催化器组件上游的燃气发动机14排气的输出的排放的信号(框84)和对应于催化器组件上游的燃气涡轮发动机12排气的输出的排放的信号(框86)。方法80可包括接收对应于后处理输出的信号(框88)。方法80可包括接收代表跨越DPF系统的压降的信号(框90)。方法80包括使用控制器50，通过使用基于动力学的模型来确定进入催化器组件的排气流的期望减排水平(框92)。方法80包括使用期望温度和模型来输出控制动作，以喷射使得进入催化器组件的排气流使排放如期望的那样减少的还原剂量(框94)。
本主题的技术效果包括使用控制器来使喷射到催化器组件上游的还原剂量减少排放。控制喷射到排气流中的还原剂水平使得能够控制NOx转换水平，以实现期望转换水平。控制器可用来产生对应于在排气流流到催化器组件中之前，喷射到排气流中的期望还原剂喷射量的控制信号。排气流可包括混合排气流(例如，来自涡轮发动机和燃气发动机的排气)，混合排气流在燃气发动机排气在DPF系统中经过处理之后混合，以减少粒子物质和烟灰。控制器使用各种信号来产生还原剂喷射命令。信号可包括代表下者的信号：跨越DPF系统的压降、一个或多个发动机输出传感器(例如，在燃气发动机下游)测得的排放水平、一个或多个燃气涡轮发动机输出传感器(例如，在燃气涡轮发动机下游)测得的排放水平、发动机的运行状况、设置在SCR催化器组件下游的一个或多个后处理传感器测得的排放水平。
本书面描述使用示例来公开本主题，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本主题，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本主题的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。

Claims (19)

1.一种用于混合发电站的氮氧化物转换系统，包括：
减排系统，其构造成处理来自混合发电站的排放，其中，所述减排系统包括：
催化器系统，其包括氧化催化器组件和选择性催化还原(SCR)催化器组件；
柴油粒子燃料组件，其构造成减少来自燃气发动机的排气流的粒子或烟灰；
设置在所述催化器系统上游的第一传感器，其构造成在所述燃气发动机的排气流流到所述催化器系统中之前，测量所述排气流的一个或多个排放，以产生代表所述一个或多个排放的第一信号；
设置在所述催化器系统上游的第二传感器，其构造成在燃气涡轮发动机的排气流流到所述催化器系统中之前，测量所述排气流的一个或多个排放，以产生代表所述一个或多个排放的第二信号；
设置在所述催化器系统下游的第三传感器，其构造成测量所述催化器系统的出口的一个或多个排放，以产生代表所述一个或多个排放的第三信号；
设置在所述柴油粒子燃料组件上游的第四传感器和设置在所述柴油粒子燃料组件下游的第五传感器，其中，所述第四和第五传感器构造成测量跨越所述柴油粒子燃料组件的压力变化，并且产生代表所述压力变化的第四信号和第五信号；以及
通信联接到所述催化器系统和所述传感器上的控制器，其中，所述控制器编程成接收所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号、所述第四信号和所述第五信号，以基于至少所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号来产生代表还原剂喷射命令的第一控制信号，以控制在所述燃气发动机和所述燃气涡轮发动机的排气流流到所述催化器组件中之前通过喷射系统喷射到所述排气流的混合物中的还原剂量。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器编程成从设置在所述柴油粒子燃料组件和所述催化器系统两者上游的一个或多个额外的传感器接收代表所述燃气涡轮发动机的实际运行参数、所述燃气发动机的实际运行参数，或者两者的额外的信号。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器各自构造成测量氨、一氧化碳、一氧化二氮或者它们的任何组合的水平。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述还原剂包括氨、尿素或者它们的组合。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成使用模型来产生所述第一控制信号。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述模型包括基于动力学的模型。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述模型包括催化粒子过滤器(CPF)烟灰估计器和基于动力学的模型。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述模型包括柴油氧化催化器动力学模型。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述模型包括具有氨(NH3)存储估计器的选择性催化还原动力学模型。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述柴油粒子燃料组件设置在所述催化器系统和所述燃气发动机和所述燃气涡轮发动机之间。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一传感器和所述第二传感器分别设置在所述燃气发动机和所述燃气涡轮发动机的下游和所述柴油粒子燃料组件的上游。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，混合器设置在所述柴油粒子燃料组件的下游且在所述催化器系统的上游。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个或多个排放包括一氧化碳、氮氧化物、二氧化氮、烃或者它们的任何组合。
14.一种混合发电站，包括：
燃气涡轮发动机；
燃气发动机；
减排系统，其构造成处理来自混合发电站的排放，其中，所述减排系统包括：
催化器系统，其包括氧化催化器组件和选择性催化还原(SCR)催化器组件；
柴油粒子燃料组件，其构造成减少来自燃气发动机的排气流的粒子或烟灰；
设置在所述催化器系统上游的第一传感器，其构造成在所述燃气发动机的排气流流到所述催化器系统中之前，测量所述排气流的一个或多个排放，以产生代表所述一个或多个排放的第一信号；
设置在所述催化器系统上游的第二传感器，其构造成在燃气涡轮发动机的排气流流到所述催化器系统中之前，测量所述排气流的一个或多个排放，以产生代表所述一个或多个排放的第二信号；
设置在所述催化器系统下游的第三传感器，其构造成测量所述催化器系统的出口的一个或多个排放，以产生代表所述一个或多个排放的第三信号；
设置在所述柴油粒子燃料组件上游的第四传感器和设置在所述柴油粒子燃料组件下游的第五传感器，其中，所述第四和第五传感器构造成测量跨越所述柴油粒子燃料组件的压力变化，并且产生代表所述压力变化的第四信号和第五信号；以及
通信联接到所述催化器系统和所述传感器上的控制器，其中，所述控制器编程成接收所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号、所述第四信号和所述第五信号，以基于至少所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号来产生代表还原剂喷射命令的第一控制信号，以控制在所述燃气发动机和所述燃气涡轮发动机的排气流流到所述催化器组件中之前通过喷射系统喷射到混合物中的还原剂量。
15.根据权利要求14所述的混合发电站，其特征在于，所述控制器编程成从设置在所述柴油粒子燃料组件和所述催化器系统两者的上游的一个或多个额外的传感器接收代表所述燃气涡轮发动机的实际运行参数、所述燃气发动机的实际运行参数，或者两者的额外的信号。
16.根据权利要求14所述的混合发电站，其特征在于，所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器各自构造成测量氨、一氧化碳、一氧化二氮或者它们的任何组合的水平。
17.根据权利要求14所述的混合发电站，其特征在于，所述还原剂包括氨、尿素或者它们的组合。
18.根据权利要求14所述的混合发电站，其特征在于，所述控制器构造成使用模型来产生所述第一控制信号。
19.根据权利要求18所述的混合发电站，所述模型包括基于动力学的模型、线性回归模型或者它们的任何组合。
CN201621416292.8U 2015-12-22 2016-12-22 用于混合发电站的氮氧化物转换系统和混合发电站 Active CN206737983U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/978477 2015-12-22
US14/978,477 US9719400B2 (en) 2015-12-22 2015-12-22 Emissions control network for hybrid power plants

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN206737983U true CN206737983U (zh) 2017-12-12

Family

ID=57681319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201621416292.8U Active CN206737983U (zh) 2015-12-22 2016-12-22 用于混合发电站的氮氧化物转换系统和混合发电站

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9719400B2 (zh)
EP (1) EP3184768B1 (zh)
JP (1) JP6835563B2 (zh)
CN (1) CN206737983U (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10526947B2 (en) 2018-04-12 2020-01-07 Ai Alpine Us Bidco Inc Exhaust aftertreatment system

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8341949B2 (en) * 2008-05-30 2013-01-01 Caterpillar Inc. After-treatment system
US8424292B2 (en) * 2009-12-31 2013-04-23 General Electric Company Systems and apparatus relating to the monitoring and/or controlling of selective catalytic reduction processes
US9038373B2 (en) * 2010-05-03 2015-05-26 Cummins Inc. Ammonia sensor control of an SCR aftertreatment system
DE102010017563A1 (de) 2010-06-24 2011-12-29 Hellmich Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Reinigung eines Rauchgasstroms und Rauchgasreinigungsanlage
JP5720135B2 (ja) * 2010-07-30 2015-05-20 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化システム
AT510317A1 (de) 2010-09-06 2012-03-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Elektrisches kraftwerk
AT510011B1 (de) * 2010-09-06 2012-01-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Kraftwerksblock
US20150135679A1 (en) 2013-11-21 2015-05-21 General Electric Company Emissions control in diesel engines
EP2942504B1 (de) 2014-05-09 2018-11-07 Winterthur Gas & Diesel AG Hubkolbenbrennkraftmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenbrennkraftmaschine
US9387437B2 (en) 2014-05-21 2016-07-12 Caterpillar Inc. Reductant supply system

Also Published As

Publication number Publication date
EP3184768A1 (en) 2017-06-28
US9719400B2 (en) 2017-08-01
US20170175610A1 (en) 2017-06-22
JP6835563B2 (ja) 2021-02-24
EP3184768B1 (en) 2018-07-18
JP2017115883A (ja) 2017-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105556076B (zh) 对排气进行处理的后处理系统
CN106050371B (zh) 用于选择性催化还原中的脲的喷射控制的系统和方法
CN103541792B (zh) 减少来自柴油发动机废气的氮氧化物的方法
EP3141718B1 (en) Asynchronous reductant insertion in aftertreatment systems
CN101149011B (zh) 将还原剂注入废气馈送流的设备
CN106014568A (zh) 用于监测选择性催化还原催化器的健康状态的系统及方法
CN106677862A (zh) 一种双喷嘴尿素喷射量控制方法及后处理控制系统
EP2865859B1 (en) Gaseous reductant injection control system
US20170175604A1 (en) System and method to improve nox conversion from a hybrid power plant
US9616387B2 (en) Exhaust gas treatment apparatus functionality check
WO2014095215A1 (de) Verfahren zur diagnose eines abgaskatalysators, diagnoseeinrichtung sowie kraftfahrzeug mit einer solchen
CN107060967A (zh) 用于控制联接至排气后处理系统的内燃机的方法和设备
CN106050379A (zh) 用于监测三元催化器的健康状态的系统及方法
CN102889108A (zh) 压燃点火发动机的废气后处理系统
CN106285856A (zh) 稀燃NOx捕集器的再生方法以及废气净化系统
US9228468B2 (en) Targeted regeneration of a catalyst in an aftertreatment system
Zhang et al. SCR control strategy based on ANNs and Fuzzy PID in a heavy-duty diesel engine
CN110433658B (zh) 一种柴油机多台架氮氧化物治理的方法及实现装置
CN106014554A (zh) 计算再生期间由NOx捕集系统还原的NOx质量的方法
US9523974B2 (en) Method of controlling operation of an exhaust fluid treatment apparatus
DE102015223926B4 (de) Abgasreinigungseinrichtung und Verfahren zum Berechnen der NH3-Masse, die in einer Mager-NOx-Falle der Abgasreinigungseinrichtung erzeugt wird
CN102235219A (zh) 用于估计内燃机排气中no2浓度的方法
CN206737983U (zh) 用于混合发电站的氮氧化物转换系统和混合发电站
CN204357536U (zh) 一种废气处理系统
CN108506070A (zh) 用于监测scr催化剂的还原剂输送性能的方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231228

Address after: Swiss Baden

Patentee after: GENERAL ELECTRIC CO. LTD.

Address before: New York, United States

Patentee before: General Electric Co.