揭秘柴油发电机的DPF尾气消除技术

摘要：随着史上较严国三排放法规的实施，对后排查机构的技术也提出了更高要求。对于一个好的后排查来说，精准控制DPF（颗粒物捕集器）再生是关键。那怎么样才能做到这点？今天，康明斯小哥请来了康明斯后处置技术专家和大家一起聊聊DPF再生控制。为了满足国三排放法规，减轻细颗粒物的排放，降低尾气对大气的污染，所以乎，颗粒捕捉器（GPF）装在了配备的减排装置里，它可以在微小颗粒物进入大气之前将其进行捕捉。当达到一定因素后，颗粒捕捉器需要执行再生方法，以便继续正常工作。

DPF即柴油颗粒过滤器，指安装在柴油发电机排烟系统中，通过过滤来减轻排气中颗粒物(PM)的系统，简称DPF。DPF能够高效地净化排烟中70%—90%的颗粒，是净化柴油发电机颗粒物较高效、较直接的步骤之一。已在国际上实现了商品化。DPF装配在柴油发电机排气管上，排气通过时，PM被过滤器吸附过滤。但随着工作时间的增加，过滤器内部PM增加，引起排烟背压升高，将影响柴油发电机的动力性的经济性。排除滤芯上的PM被称作DPF的再生。DPF面临的较大挑战就是再生问题。康明斯按照再生功能的起动程序，将再生分为“主动再生”和“被动再生”。

1、被动再生：开机时一直进行。但如果小负载运转，DPF温度低时，会造成碳颗粒氧化转速变慢，发生DPF后排除机构堵塞的情形。

康明斯DPF后消除机构的作用，是收集排气气流中的微粒，达到减小颗粒物（PM）的效果。其中微粒具体由碳颗粒结构，如果当颗粒物积累较多，没有及时进行消除，会造成DPF后解决机构堵塞。而如果提高排烟温度，将碳颗粒氧化成二氧化碳（CO2）气体状态，DPF后解除装置就会由堵塞变通畅，能够持久操作。

2、再生方法之一是被动再生，探头测量排气背压，当背压上升到一定数值后，ECM控制专用喷嘴，往排烟管里喷柴油，在排气管内形成燃烧火焰，使DPF内部温度上升到600～620度，将捕捉到的颗粒燃烧成CO?排出去。

3、再生步骤二也是被动再生，由ECU控制发电机喷油嘴，在气缸燃烧后期喷油，从而使排气温度升高，也使DPF内部温度上升到600～620度，将捕捉到的颗粒燃烧成CO?排出去。

5、再生方式三还是被动再生，在颗粒捕捉器采用电加热方法形成发烫，将捕捉到的颗粒燃烧成CO?排出去。

6、再生程序四是主动再生，采用在燃油里加添加剂，减轻颗粒燃烧的温度，使捕捉到的颗粒在发电机正常作业温度下即可燃烧成CO?排出去。

7、DPF的再生，是需要消耗燃料或电力的，所以操作的DPF柴油发电机，经济性较差。燃油中加添加剂的方式目前不成熟，需要用户在

8、DPF对燃油中的硫非常敏感，要求使用15ppm的柴油。这是由于燃油 中的硫会在发烫下形成硫酸盐，本身就是一种颗粒，造成颗粒排放升高；其次硫酸盐附着在载体涂层表面，破坏了涂层，发生有毒有害物质，阻碍气态催化反应使再生失效发电机，从而导致颗粒物排放超标。

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构成，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，在实时温度和流量因素下计算DPF内累积的碳载量。基于压差探头的碳载量模型是基于DPF载体两端的压差探头读值计算出DPF中累积的碳载量。康明斯机构碳载量模型计算值与实际称重结果非常接近。

当碳载量累积到一定值时，装置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内氧化燃烧以提高尾气温度将下游DPF内累积的碳颗粒燃烧消耗。

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康明斯中国官网，开发的DPF产品温度控制精确而可靠。

康明斯DPF的再生目标温度设置会结合不一样的碳载量，并通过恶劣的工况下验证，以保证装置在不同的工况因素下均能安全进行再生，预防DPF被烧毁。

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，引导深圳市以较经济的方法、较少的投入获取较大化的管理效果，从而服务于城市空气品质的改良，不但可以为国家带来巨大的环境效益柴油发电机厂家品牌，而且从降低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。