随着全球海洋环保意识的不断增强,船舶废气污染物的排放受到严格约束。其中,SCR技术是降低船舶NOx排放并使之满足IMO Tier III法规的主流技术。本文将以船用SCR系统作为研究对象,利用Dymola软件平台并使用Modelica语言建立SCR系统模型并进行了实验验证,确定了不同模型的适用性,并使用反应动力学模型进行SCR系统的控制策略仿真研究。本文的主要工作和结论如下:（1）构建了基于Modelica的船用SCR系统模型,并开展了模型适用性研究。本文通过分析SCR系统的结构、功能后,建立了各结构的子模型和不同的功能模块,建立了基于Modelica的SCR经验模型和SCR反应动力学模型;并利用WD10柴油机SCR系统台架实验对模型进行了实验验证。研究发现:基于原温度-脱硝效率曲线的经验模型在四个工况下的NOx出口参数与实际偏差较大,在100%负荷时偏差高达120 ppm;重新标定后经验模型的预测精度大幅提高;反应动力学模型与实验的最高偏差仅为13ppm。此外,当各工况下的废气温度、流量发生波动时,反应动力学模型对SCR系统脱硝性能的预测更加全面。（2）进行了基于反应动力学模型的SCR系统性能仿真分析。分别利用GT-power和Modelica构建了基于反应动力学的6S46低速柴油机SCR系统仿真模型（SCR-gt,SCR-mo）,对比了不同工况下的SCR系统脱硝效率以及废气温度、流量波动对SCR系统的性能影响;分析了低速机SCR系统切入切出时,反应器热惯性对废气温度的影响;分析不同影响因素下SCR系统的脱硝性能变化规律。研究发现:SCR-gt和SCR-mo两种模型的脱硝效率的预测偏差在四个工况下小于等于5%;当废气温度、流量发生波动时,2种反应动力学模型的脱硝效率变化误差在5%,表明低速机SCR-mo模型与SCR-gt模型的仿真结果一致性较高;在SCR系统切入切出柴油机时,系统热惯性使得反应器内的温度在2000s左右才稳定。（3）进行了基于Modelica的低速机SCR系统反应动力学模型的控制策略仿真研究。分别将基于NOx转化率的SCR开环控制策略和基于影响因素修正的SCR开环控制策略嵌入构建的6S46柴油机SCR-mo模型,以Tier III排放标准为目标值分析了柴油机四个工况下的NOx出口浓度的变化情况;将闭环PID控制策略嵌入SCR-mo模型,分析了四个工况下的NOx出口浓度、喷氨量和氨逃逸变化情况。研究发现:在开环控制策略中,基于影响因素修正的开环控制策略比基于NOx转化率的开环控制策略更加准确,在中低负荷条件下,NOx出口浓度可以得到非常显著的改善,基于影响修正的开环控制策略的NOx出口浓度与标准出口浓度的偏差在2～25ppm之间,氨逃逸小于10ppm。闭环PID控制策略中,NOx出口浓度与排放标准出口浓度均小于1ppm,氨逃逸小于10ppm,SCR闭环PID控制策略具有更优异的调控效果。