[發明專利]一種機動車燃燒過程中不完全燃燒熱損失在線監測方法

有效

• 申請號: 201911280730.0
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN111007104B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 賈鑫;王維寬;唐亮;李一倬;邵春巖
• 申請（專利權）人: 沈陽環境科學研究院
• 主分類號: G01N25/22
• 分類號: G01N25/22
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 張琇

一種機動車燃燒過程中不完全燃燒熱損失在線監測方法，基于碳平衡通過實時計算液體燃料的總碳和尾氣中總碳得到顆粒物的總碳，進而獲得顆粒物不完全燃燒熱損失；基于氫平衡通過實時計算液體燃料總氫和尾氣中水蒸氣的氫含量得到碳氫化合物的總氫，進而結合CH（以碳計）、CO含量得到碳氫化合物和一氧化碳的不完全燃燒熱損失。該方法實現了機動車燃燒過程中不完全燃燒熱損失的在線監測，準確反映了發動機實時的燃燒水平和污染物排放情況。

技術領域

本發明涉及，特別涉及一種機動車燃燒過程中不完全燃燒熱損失在線監測方法。

背景技術

隨著經濟的快速發展，我國機動車(船)數量也迅速增加，機動車(船)所需的液體燃料以及排放的污染也急劇增加。部分非道路移動機械及柴油貨車燃燒效率較低和污染物排放多。未完全燃燒的燃料(包括尾氣中CO、碳氫化合物以及顆粒物)是造成低效率和高排放的重要原因之一。降低不完全燃燒熱損失是機動車(船)節能減排的重要方向。

目前由于顆粒物含碳量和碳氫化合物的氫含量較難實現在線監測，導致無法實現未完全燃燒熱熱損失的在線監測。顆粒物中未燃盡的碳需要通過人工采樣、樣品處理和實驗室化驗得到。針對碳氫化合物，監測數據主要是以碳計量，氫含量的監測需要收集氣體，經GC-MS測出每一種物質的含量，累計求出總氫。上述方法得到的總碳和總氫均為離線數據，并且成本高、周期長。道路狀況、燃油品質、操作等因素均會影響燃料的燃燒狀況，離線得到的數據無法為機動車的燃燒調整和污染物監管提供實時指導。因此，本發明旨在提供一種機動車燃燒過程中不完全燃燒熱損失在線監測方法和系統。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種機動車燃燒過程中不完全燃燒熱損失在線監測方法。

本發明所采用的技術方案是：一種機動車燃燒過程中不完全燃燒熱損失在線監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在線監測油箱中剩余液體燃料的體積，實時計算出進入發動機的燃油流量，公式如下：

式中，B為進入發動機的液體燃料的流量，L/h；t為系統采集數據的間隔時間，s；V1和V2分別為上一次采集數據和此次采集數據對應油箱中燃油的體積，L；

步驟2：根據燃油檢測報告獲取燃油的熱值、碳元素、氫元素和水分含量，并在數據采集系統中手動輸入；

步驟3：獲取發動機尾氣中的CO含量、尾氣中的CO2含量、尾氣中的水蒸氣含量、尾氣中的碳氫化合物含量(以碳計)及尾氣流量；

步驟4：步驟2和步驟3獲取的數據，在線計算尾氣中總含碳量，公式如下：

式中，M_C，尾氣為尾氣中的總含碳量，kg/h，；Q_尾氣為尾氣流量(Nm³/h)，為煙氣中CO2含量(％)，為煙氣中CO含量(ppm)；為尾氣中碳氫化合物含量，以碳計，mg/m³；

步驟5：在線計算顆粒物的總含碳量，公式如下：

式中，M_{C，顆粒物}為顆粒物中的總碳含量，kg/h；液體燃料的碳含量，g/L；

步驟6：根據液體燃料的氫元素含量、水分含量、尾氣中水蒸氣含量計算得到碳氫化合物的總氫含量，公式如下：

式中，M_{H，碳氫化合物}為尾氣中碳氫化合物的氫碳量，kg/h；為液體燃料的氫含量，g/L；為液體燃料的水含量，g/L；為尾氣中水蒸氣含量，g/m³；

步驟7：基于尾氣顆粒物的碳含量計算出尾氣顆粒物不完全燃燒熱損失，公式如下：