[发明专利]一种机动车燃烧过程中不完全燃烧热损失在线监测方法

说明书

一种机动车燃烧过程中不完全燃烧热损失在线监测方法，基于碳平衡通过实时计算液体燃料的总碳和尾气中总碳得到颗粒物的总碳，进而获得颗粒物不完全燃烧热损失；基于氢平衡通过实时计算液体燃料总氢和尾气中水蒸气的氢含量得到碳氢化合物的总氢，进而结合CH（以碳计）、CO含量得到碳氢化合物和一氧化碳的不完全燃烧热损失。该方法实现了机动车燃烧过程中不完全燃烧热损失的在线监测，准确反映了发动机实时的燃烧水平和污染物排放情况。

技术领域

本发明涉及，特别涉及一种机动车燃烧过程中不完全燃烧热损失在线监测方法。

背景技术

随着经济的快速发展，我国机动车(船)数量也迅速增加，机动车(船)所需的液体燃料以及排放的污染也急剧增加。部分非道路移动机械及柴油货车燃烧效率较低和污染物排放多。未完全燃烧的燃料(包括尾气中CO、碳氢化合物以及颗粒物)是造成低效率和高排放的重要原因之一。降低不完全燃烧热损失是机动车(船)节能减排的重要方向。

目前由于颗粒物含碳量和碳氢化合物的氢含量较难实现在线监测，导致无法实现未完全燃烧热热损失的在线监测。颗粒物中未燃尽的碳需要通过人工采样、样品处理和实验室化验得到。针对碳氢化合物，监测数据主要是以碳计量，氢含量的监测需要收集气体，经GC-MS测出每一种物质的含量，累计求出总氢。上述方法得到的总碳和总氢均为离线数据，并且成本高、周期长。道路状况、燃油品质、操作等因素均会影响燃料的燃烧状况，离线得到的数据无法为机动车的燃烧调整和污染物监管提供实时指导。因此，本发明旨在提供一种机动车燃烧过程中不完全燃烧热损失在线监测方法和系统。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种机动车燃烧过程中不完全燃烧热损失在线监测方法。

本发明所采用的技术方案是：一种机动车燃烧过程中不完全燃烧热损失在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在线监测油箱中剩余液体燃料的体积，实时计算出进入发动机的燃油流量，公式如下：

式中，B为进入发动机的液体燃料的流量，L/h；t为系统采集数据的间隔时间，s；V1和V2分别为上一次采集数据和此次采集数据对应油箱中燃油的体积，L；

步骤2：根据燃油检测报告获取燃油的热值、碳元素、氢元素和水分含量，并在数据采集系统中手动输入；

步骤3：获取发动机尾气中的CO含量、尾气中的CO2含量、尾气中的水蒸气含量、尾气中的碳氢化合物含量(以碳计)及尾气流量；

步骤4：步骤2和步骤3获取的数据，在线计算尾气中总含碳量，公式如下：

式中，M_C，尾气为尾气中的总含碳量，kg/h，；Q_尾气为尾气流量(Nm³/h)，为烟气中CO2含量(％)，为烟气中CO含量(ppm)；为尾气中碳氢化合物含量，以碳计，mg/m³；

步骤5：在线计算颗粒物的总含碳量，公式如下：

式中，M_{C，颗粒物}为颗粒物中的总碳含量，kg/h；液体燃料的碳含量，g/L；

步骤6：根据液体燃料的氢元素含量、水分含量、尾气中水蒸气含量计算得到碳氢化合物的总氢含量，公式如下：

式中，M_{H，碳氢化合物}为尾气中碳氢化合物的氢碳量，kg/h；为液体燃料的氢含量，g/L；为液体燃料的水含量，g/L；为尾气中水蒸气含量，g/m³；

步骤7：基于尾气颗粒物的碳含量计算出尾气颗粒物不完全燃烧热损失，公式如下：