进气氧浓度和EGR对船用二冲程柴油机排放特性影响研究

以MAN 6S35 ME-B9型船用二冲程柴油机为研究对象,在GT-POWER软件中建立其工作过程一维模拟计算模型,通过改变EGR率和进气氧浓度,研究废气再循环和进气氧浓度对柴油机动力性、经济性和排放性能的影响。结果表明,提高EGR率会降低柴油机燃烧速率和燃烧温度,有效降低柴油机NOx生成及其排放,EGR率在28.89%～38.58%之间,NOx排放为3.04～1.34 g/kW·h,满足TierⅢ标准,但需要牺牲一部分经济性与动力性。贫氧进气条件下,燃烧温度和燃烧速率降低,输出功率降低,燃油消耗增加,NOx排放降低,碳烟排放较高;富氧进气条件下,柴油机燃烧趋于完善,能量利用率高,动力性和经济性好,Soot排放低,但NOx排放高。高EGR率条件下,在一定程度上提高进气氧浓度,可使柴油机NOx排放满足TierⅢ排放要求,并维持Soot排放在较低水平,同时减少动力性、经济性的损失。     

喷油正时对柴油机燃烧和排放性能影响的试验分析

试验分析喷油正时对柴油机燃烧及排放特性的影响规律。分析表明:喷油正时对柴油机燃烧和排放性能有着显著影响,随着喷油正时提前,缸内燃烧压力升高,压力升高率峰值增大,燃烧放热率峰值增大、燃烧始点提前,缸内燃烧温度升高;NOx排放随喷油正时提前明显升高,说明喷油正时滞后是降低柴油机NOx排放的有效措施。试验结果可为柴油机电控参数标定提供参考。     

船舶气体减排的春秋之变

由于船舶排放气体中NOx、SOx等空气污染物和CO：温室气体对全球环境和气候带来影响，伴随着各种利益冲突，对船舶气体减排的讨论一直在激烈进行中。目前，讨论最为激烈的，并对航运、制造业将产生重要影响的有NOx、SOX、C02以及排放交易的部分。其中，NOx是针对柴油机的，SOx是针对燃油的，而CO2则是针对所有消耗能源的动力设备的，市场机制／排放交易是针对温室气体（GHG）的。     

论船用柴油机排放NOx的危害和限排措施

本文阐述了船用柴油机NOx排放物对人类健康和自然环境的危害及其国内外政府和权威组织对NOx排放的限制。在此基础上,从燃料技术、燃烧技术、喷油技术和电喷技术四大方面提出改善NOx排放的措施。而在燃烧技术方面又重点分析了内外循环技术及改进后的喷雾废气再循环技术。最后提出减少NOx污染物的排放对船用柴油机而言,要求将会越来越高,限制将会越来越严格。     

掺水乳化柴油缸内燃烧数值模拟研究

利用计算流体力学(CFD)软件AVL-FIRE对柴油机缸内燃烧过程进行三维数值模拟.研究标准喷油量和标准含油量2种工况下不同掺水比例对于乳化油燃烧放热率、缸内温度、压力、NOx、碳烟等影响.研究表明柴油掺水乳化能够降低其燃烧产生的碳烟量,与纯柴油相比最大可降低43.8％碳烟排放,减排效果明显;标准喷油量下随着掺水比例的...     

涡流比对柴油机NOx排放的影响

利用KIVA-3V程序模拟了柴油机的燃烧过程,通过改变涡流比的大小计算了缸内燃烧的压力、温度和有害物质NOx的生成浓度。通过对柴油机燃烧过程的模拟计算可分析得出,当涡流比增大时,NOx排放值升高,表明减小涡流比可以降低NOx的排放。但是,燃烧室内的涡流过强和过弱对发动机的性能都是不利的,对具体的燃烧室结构和喷油系统,合理匹配涡流运动十分必要。     

船用柴油机SCR技术研究进展

船舶柴油机的排放是影响环境的重要因素之一，其中较难控制的是柴油机尾气中NOx的排放，目前研究较多的机外净化措施是SCR（选择催化还原）法，本文对该方法的研究现状和应用前景做了介绍，并对存在的问题进行了分析。     

高压共轨船用柴油机燃烧与排放数值研究

为研究高压共轨船用柴油机燃烧与排放特性,应用CFD软件fire对某型船用柴油机喷雾燃烧进行了三维数值模拟。计算得到了不同轨压和不同喷油提前角下的燃油液滴分布、当量比分布、缸内燃烧温度和压力分布,以及NOx和soot质量分数分布等,同时还得到了油耗与指示功率值。对比研究了共轨压力和喷油提前角对燃烧和排放的影响。     

柴油机厂商积极开发节能减排新产品

MARPOL公约附则Ⅳ《防止船舶造成大气污染规则》和（2008年氮氧化物（NOx）技术规则》的修正案将存2010年7月1日正式生效．众多柴油机生产厂商正加紧研发，有些厂家已经陆续推出节能减排新产品。例如MANB＆W公司的ME—C9船用柴油机．可以增强配备有高效废热回收系统船舶的“环保能力”。近日成功地通过了作为商船应用的定型试验；能满足IMO对TierⅡ柴油机排放法规要求、可直接与满足IMO排放法规要求的二冲程和四冲程TierⅡ柴油机配套的新一代TAC轴流式和TCR径流式增压器，亦已投放市场。     

喷油器喷孔直径对船舶柴油机燃烧性能的影响

研究船舶柴油机喷油器的雾化特性对提高船舶柴油机热效率、减少燃油消耗率和有害物排放、预防机械故障有着重要的意义。以4190ZL型船用中速柴油机为例,利用CFD软件FIRE对其喷油器在不同喷孔直径下的喷射雾化和燃烧过程进行数值模拟,得到燃油雾化特性和燃烧过程的数据,并分析其对柴油机NOx和碳烟排放的影响。结果显示采用孔径为0.3 mm的喷油器,柴油机排放特性最佳,为船舶柴油机喷油器设计、故障诊断与选用提供参考。     

EGR及进气压力对双燃料发动机燃烧和排放的影响

为解决船舶柴油机排放的NOx、soot和CO等污染物过多的问题,以济南柴油机厂出产的4190ZLC-2型船用中速机为研究对象,运用AVLF FIRE软件构建双燃料燃烧室模型,并验证该模型的准确性.通过仿真试验研究甲醇掺混比为20％的情况下,不同EGR率和进气压力对柴油机燃烧、排放和动力特性的影响,保证在柴油机正常燃烧性能情况下得出最佳的EGR率和进气压力.研究结果表明:EGR引入并配合混合燃料能大幅降低NOx排放量,可满足国际海事组织TierⅢ排放标准;放热率曲线会随着EGR率的增大而后移,且峰值增加,同时柴油机的动力性有不同程度的下降.在EGR的基础上适当提高进气压力不仅能优化柴油机动力性,而且可进一步降低NOx、soot和CO排放.经分析,当掺混比为20％、EGR率为10％时,NO排放较原机排放降下76.9％,soot排放量降低40.7％,指示功率降为51.26 kW;当进气压力提高至0.213 MPa时,指示功率增大至52.88 kW,柴油机的动力性得到优化.     

米勒循环对船用低速柴油机性能影响的仿真研究

针对节能减排对船舶行业所具有的重要意义,对应用米勒循环技术的某型船用低速柴油机进行了模型验证与仿真计算,分析了米勒循环强弱对柴油机性能的影响,给出了米勒循环强弱对柴油机缸内压力、温度、放热率及NOx排放的影响规律,并对船用低速柴油机的综合性能进行了评估。研究结果表明：米勒循环强弱对柴油机缸内温度及放热率具有较大影响,控制米勒循环强弱能够显著降低NOx的排放,排气阀每晚关10oCA, NOx生成量降低6%-7%,当米勒循环增加到一定程度时,继续加强米勒循环将在降低NOx排放的同时,导致燃油经济性降低且需高压比的增压器匹配,使得配机成本增加,这些结论将为船用低速柴油机的进一步开发提供参考。     

PSO-BP神经网络在船舶二级脱硝系统中的应用

随着国际海事组织（IMO）标准Tier III标准的实施，船舶柴油机尾气中的氮氧化物（NOx）的排放受到了更严格的限制。选择性催化还原脱硝技术因其高效、可靠等优势成为船舶柴油机NOx减排的主要选择。本文先根据SCR反应机理在MATLAB中搭建一级SCR脱硝系统和二级SCR脱硝系统模型，通过仿真结果对比，发现加入二级脱硝系统后，脱硝率可以得到提高。鉴于BP网络预测精度较低，本文将粒子群（PSO）算法加入到BP权值训练过程中，利用PSO-BP 神经网络预测 SCR-DeNOX系统出口处NOX浓度。结果表明：PSO-BP 神经网络不但可以预测SCR-DeNOX系统出口处的NOX浓度，而且与传统BP 神经网络相比可以提高预测结果的精度，为有效控制喷氨量、降低氨气逃逸量提供帮助。     

降低船用柴油机NOx排放率的研究

在"低温燃烧"的概念下,根据IMO<船用柴油发动机氮氧化物释放控制技术规则>推荐的试验程序,对一台4135G柴油机在推进工况下进行改变喷油正时和压缩比的试验研究.结果表明延后喷油正时和(或)减少压缩比可以实现柴油机的"低温燃烧",从而降低柴油机的NOx排放率,但柴油机的油耗率和烟度将受到影响;若采取喷油正时延后4°和压缩比提高5.5%的组合技术方案时,则可使柴油机在推进工况下的NOx平均排放率减少16.3%,柴油机的油耗率稍有降低,但烟度在高负荷时稍有增加而低负荷时稍减.     

120#乳化重油掺水率对实船柴油机的影响

针对乳化120#重油时掺水率变化在船舶实际运行中对柴油机燃烧与节能减排的影响,利用重油智能在线乳化装置,在以G6300ZC18B型柴油机为动力的“宁大6号”运输船进行实船试验.结果表明:掺水率在16％～22％时,爆发压力、排气温度和冷却水出口温度参数虽有变化,但都处于正常工作范围,能够保证船舶正常航行;耗油量降低.掺水率在20％时节油效果较好,NOx、碳烟以及CO排放降低.燃烧乳化重油具有节约能源和减少排放的效果.     

《MARPOL73/78》附则Ⅵ与柴油机NOx排放控制技术

着重介绍《MARPOL 73/78》附则Ⅵ的起源和发达国家船舶柴油机氮氧化物（NOx）的排放控制技术发展状况,随着《MARPOL 73/78》附则Ⅵ的正式实施和今后国际海事组织（IMO）对《MARPOL 73/78》附则Ⅵ的进一步修订,船舶柴油机NOx的排放控制及其相关技术会受到包括轮机管理在内的相关人员越来越多的关注.     

柴油机使用柴油/甲醇双燃料降低排放的试验研究

在4100AD柴油机上采用组合燃烧方式,即低负荷时发动机仅燃用柴油,中等以上负荷燃用柴油与预混甲醇,对发动机排放性能进行试验研究.试验表明,在额定转速下,喷醇发动机与原柴油机相比,NOx和碳烟排放大为改善,而THC排放有所增加,低负荷工况对CO排放有一定改善.     

掺烧乙醇/水对柴油机燃烧与排放性能的影响

针对TBD234V6型柴油机,采用AVL-fire软件对额定工况下,不同乙醇/水掺混比进行三维数值模拟研究,对比分析缸内压力、缸内温度、缸内温度场、燃烧放热率、NOx浓度、NOx浓度场、Soot浓度、Soot浓度场,并通过赋权法确定最优乙醇/水掺混比。结果表明：随着乙醇/水掺混比的增加,缸内压力逐渐升高,燃烧放热率滞后,燃油消耗率呈上升趋势,但在0E10W时,最高燃烧压力下降率约为3.7%;燃油消耗率下降0.38%;缸内高温分布区域缩小,NOx和Soot浓度下降。通过计算确定最优掺混比为20E10W,此时,最高燃烧压力提升5.6%,燃油消耗率上升2.41%,NOx排放下降率约为18.8%,Soot排放下降率约为29.6%。研究结果可为船用柴油机采用柴油/乙醇/水三燃料燃烧提供一定的指导依据。     

直喷式柴油机降排放技术的开发研究

本文从柴油机降排放的角度出发,着重对直喷式柴油机废气排放中问题最大的NOx和PM生成及其降排放措施进行分析探讨,并运用以上技术对TY395柴油机进行技术开发,通过改进其燃烧系统即对其进气系统、燃烧室形状和喷油系统三方面进行重新设计并在发动机试验台上进行测试,结果表明降排放效果明显.     

降低船舶柴油机NOx排放措施研究

船舶柴油机尾气中含有大量NOx，严重破坏生态环境．随着IMO和各港口国对NOx的排放限制日趋严格，如何更加有效地减少甚至消除船舶柴油机尾气中的NOx排放值得深入研究．该文在介绍了NOx的产生机理的基础上着重阐述与分析了几种处理NOx较为有效的措施．