看康明斯精准控制柴油发电机DPF再生技术

随着史上最严国六排放标准的实施，对后处理系统的技术也提出了更高要求。对于一个好的后处理来说，精准控制DPF（颗粒物捕集器）再生是关键。那如何才能做到这点？今天，扬州市康成请来了康明斯后处理技术专家和大家一起聊聊DPF再生控制。
为了满足国六排放标准，减少细颗粒物的排放，降低尾气对大气的污染，于是乎，颗粒捕捉器（GPF）装在了康明斯柴油发电机配备的减排系统里，它可以在微小颗粒物进入大气之前将其进行捕捉。当达到一定条件后，颗粒捕捉器需要执行再生程序，以便继续正常工作。

Q1 什么是DPF？
颗粒物捕集器DPF
是一种安装在柴油发电机排放系统中的陶瓷弗列加过滤器，可以捕捉发电机尾气中的碳颗粒，将其燃烧，变成无害的二氧化碳。为满足柴油机国六和非道路四阶段法规对颗粒物排放的严苛要求，后处理采用DPF技术路线为理想选择。

图1：DPF系统示意图

Q2 DPF的控制难点是什么？
DPF的控制难点在于碳载量估算及再生温度控制，不当的控制会导致DPF在再生过程中烧蚀、碎裂，甚至引发失火。康明斯排放处理系统由于其精确的控制能力，在国六已售车市场上鲜有发生DPF失效。

Q3 DPF碳载量是如何计算的？
DPF碳载量模型由基于模型的碳载量估算与基于压差传感器的碳载量估算组成，二者经过复杂的计算输出碳载量模型估计值。基于模型的碳载量估算是根据发电机原排烟度、碳颗粒与NO2的氧化反应速率、与O2的氧化反应速率，在实时温度和流量条件下计算DPF内累积的碳载量。基于压差传感器的碳载量模型是基于DPF载体两端的压差传感器读值计算出DPF中累积的碳载量。康明斯系统碳载量模型计算值与实际称重结果非常接近。

Q4 DPF再生温度是如何控制的？
当碳载量累积到一定值时，系统会触发再生燃烧去除DPF中累积的碳。再生是通过外置喷油器或缸内喷油器后喷将柴油引入尾气，柴油在DOC内氧化燃烧以提升尾气温度将下游DPF内累积的碳颗粒燃烧消耗。再生原理示意图如下所示。

再生的技术难点有二：
一是DOC出口温度控制能力。再生通过管理DOC出口温度控制DPF内累积的碳颗粒稳定的氧化燃烧，由于DPF内部温度变化相比DOC出口温度有滞后性，其控制难度不言自明。康明斯具备精确的温度控制算法和丰富的产品经验，开发的DPF产品温度控制精确而可靠。
二是设置合理再生目标温度。康明斯DPF的再生目标温度设置会结合不同的碳载量，并通过恶劣的工况下验证，以保证系统在不同的工况条件下均能安全进行再生，避免DPF被烧毁。

Q5 对产业及社会的有何影响？
本技术规范的制定有助于合理使用柴油发电机治理和建设资金，提高投入资金的使用效率，提高资源利用率和降低治污成本。通过利用本技术规范，引导深圳市以最经济的手段、最少的投入获取最大化的管理效果，从而服务于城市空气质量的改善，不但可以为国家带来巨大的环境效益，而且从减少空气污染和保护公众健康角度产生巨大的社会效益和间接的经济效益。