船舶柴油机EGR系统设计优化

<正>2005年5月生效的MARPOL 73/78公约附则VI对船用NOX排放标准和排放控制区域进行了规定，根据船舶柴油机的建造年份规定了其排放物三个阶段的标准，其中第三阶段适用于2016年1月1日及以后建造，在由国际海事组织（IMO）制定的区域内航行的船舶上的柴油机。根据此要求，越来越多的船舶为了满足TIER III要求而加装废气再循环（EGR）和高低压SCR等方案。     

EGR技术对船用柴油机性能的影响

为降低柴油机污染物排放,满足最新IMO排放标准,通过GTK-power软件建立带有废气再循环(EGR)系统的某型柴油机仿真模型,研究EGR率对柴油机性能的影响规律。研究结果表明:在某型船用柴油机上安装EGR系统,需综合考虑柴油机排放性和经济性。最终确定在100%负荷工况时,EGR率控制在6.0%更加合理;75%负荷工况时,EGR率控制在8.0%更加合理;50%负荷工况时,EGR率控制在12.0%更加合理;25%负荷工况时,EGR率控制在18.0%更加合理。     

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。     

相继增压柴油机文丘里管EGR系统设计与试验

针对柴油机高工况时废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)废气回流困难的问题,采用在增压器出口安装文丘里管的方法来提高对EGR的引射能力。以某V型相继增压柴油机为研究对象,选取其额定工况为设计工况,由计算大致明确文丘里管的结构尺寸,并通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件对不同EGR率状态下文丘里管的流场作出三维模拟分析,验证所设计的文丘里管具有良好引射能力;在一台相继增压柴油机上进行高压废气再循环对柴油机燃烧和排放性能影响试验。研究结果表明:文丘里管可有效解决高工况EGR废气回流问题,满足相继增压柴油机EGR系统的试验要求。     

船舶柴油机减排新技术方案研究

针对MARPOL73/78公约附则VI对船舶柴油机排放的要求,探讨一种柴油机排气冲程喷水减排新技术方案,通过与EGR技术、乳化油技术对比以及水蒸气在燃烧室里的水煤气反应机理分析,论证新技术方案可有效抑制NOX和PM的生成,降低污染物的排放.     

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.     

船舶柴油主机NOx减排废气再循环系统应用分析

分析最新首台符合IMO氮氧化物(NOx)排放标准Tier Ⅲ、装有废气循环技术的船用大型柴油机MAN B W 6S80ME-C9的EGR系统,并对EGR系统参数、EGR系统排放标准Tier Ⅲ认证试验、EGR系统洗涤器、 WTS水处理系统等进行研究,促进废气再循环技术在船的应用,以满足IMO关于 NOx的排放标准。     

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。     

基于船用柴油机废气排放及净化研究

世界各船舶设备提供商及相关研究机构针对国际海事组织(IMO)和各国制定的有关船用柴油机废气排放限定的公约和法规都加快了船用柴油机废气排放及净化措施的研究,取得了一系列理论和技术上的成功,就废气中各成分(NOX、SOX、PM等)的排放,相关公约与法规及净化技术进行了探讨,解决柴油机废气排放净化措施。     

船用柴油机应对IMO Tier Ⅲ排放法规的路线选择

首先对比了国内外柴油机的排放水平现状,然后对船用柴油机NOX减排技术进行了介绍,并从成熟度和经济性方面,对其中能够满足IMO Tier III排放法规的EGR、SCR以及DF技术进行了对比分析,最后从短期和长期两方面,对我国船用柴油机排放控制技术路线的选择进行了探讨,并给出了相关建议。     

柴油机米勒循环结合EGR的性能分析及优化

文章建立了增压柴油机米勒循环结合EGR(废气再循环)的热力学模型,利用模型分析了柴油机设计参数对其性能的影响,为米勒循环结合EGR的增压柴油机参数设计提供了理论依据。研究表明,要使WP7柴油机的热效率和平均有效压力同时提高,增压系统效率需大于0.7。同时,以柴油机转速为1 500 r/min外特性工况点的NO_X排放下降50%、最高爆发压力不超过原机为约束条件,对WP7柴油机参数进行了优化设计。优化结果表明,该方法将有效压缩比从18降低到15.5,再结合12%的EGR率,可以在保持柴油机经济性、动力性与原机基本一致的前提下,将NO_X排放下降50%以上。     

氮氧化物减排系统在某集装箱船上的应用分析

为了使得船舶废气排放满足防污公约附则六中氮氧化物排放控制第三阶段的要求,船舶柴油机上需配置合适的氮氧化物减排系统。本文首先研究了选择性催化还原技术和废气再循环技术这两种氮氧化物减排系统在大型集装箱船上应用的技术方案,然后分析了这两种减排技术的经济性,以便于设计人员经过综合评价,为目标船上的低速柴油机选择合适的氮氧化物减排方案。     

船用柴油机EGR风机样机研制和试验验证

介绍船用柴油机采用废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)机内措施的工作原理,强调EGR关键部件EGR风机的重要功能。对于EGR风机,国内首次在低速二冲程船用柴油机(6EX340EF,额定功率5520k W)上进行部件研制。阐述上海船用柴油机研究所开展第一代EGR风机试验样机的关键技术研究成果,包括主要组成部件的技术研究和模态及谐响应分析计算等。论述EGR风机平台性能试验的开展情况,结果表明:EGR风机样机的功率及扭矩满足匹配船用柴油机EGR系统的流量和压比要求,运行效率高(电机工作点效率≥90%,压气机工作点效率≥60%)。     

船用柴油机冷EGR+EGR率自控系统

为探究降低船用柴油机有害物排放的措施,设计1套自控EGR率和冷EGR的系统,并对其控制部分进行软件和硬件的设计。控制部分主要通过单片机控制水泵的转速和PWM信号来调节冷却水的循环量和EGR阀的开度,保证不同工况下EGR率和冷EGR的最佳效果,在船舶柴油YC4F100-C20上试验结果表明,与无EGR系统相比,该自控系统在保证CO和HC排放基本不变的情况下,可以有效降低NOx和烟度的排放量。     

基于EGR+共轨技术的船用柴油机排放性能仿真研究

在论文中,针对TBD234高压共轨柴油机的高负荷情况,通过CFD模拟方法研究了EGR+共轨技术对船用柴油机排放控制效果的影响。结果表明,在设置的参数范围内提高共轨压力和增大喷油提前角都会使温度和压力升高,NO排放增加,soot排放减少。相比之下,共轨压力对柴油机燃烧排放性能的影响可以忽略不计;EGR对燃烧特性的影响要小于喷油提前角产生的影响,但是在限制NO的排放方面,EGR技术的应用潜力更大。另外,在参数设定范围内,发现NO排放与烟尘排放关系良好的相对优化条件为EGR率为0.1,燃料喷射提前角为5°CA。     

浅析某型船舶发电柴油机燃油喷射系统

船舶柴油机作为发电机组原动机,在船舶安全运行中起着重要的作用,喷油系统直接影响发动机的油耗、瞬态反应和可靠性,是船舶柴油机核心组成部分之一.具有电控喷射技术的柴油机以其可精确控制燃烧、高可靠的性能和具有的软件自动诊断故障功能等优点,得到广泛的应用,在实现更高的燃油经济性同时更好的满足环保法规和公约对船舶柴油机的排放标准...     

中国船级社签发首张主辅机Tier Ⅱ升级改造后IAPP证书

<正>近日,中国船级社为上海中远海运油品运输有限公司所属的"海池"轮签发了首张主辅机Tier Ⅱ升级改造后IAPP证书,标志着该轮柴油机氮氧化物排放限值由TierI升级改造后,全面满足了MARPOL73/78公约附则VI规定的Tier Ⅱ排放限值要求。"海池"轮本次柴油机氮氧化物排放限值由Tier I改造升级为Tier Ⅱ,是根据船东运营的实际需要,全面落实《交通     

高速船用柴油机降低NO_X排放研究

船用柴油机排放法规概况由于船用柴油机对环境污染的日益严重和人们对环境状况的日益关注,国际海事组织海上环境保护委员会(MEPC)在1997年通过了MARPOL公约73/78附则Ⅵ,即《防止船舶造成大气污染规则》,对于每一台安装在2000年1月1日或以后建造的船舶、输出功率大于130kW的柴油机提出了排放控制标准。为进一步控制和减少船舶柴油机有害污染物的排放,MEPC又于2008年10月     

浅谈内河船舶SCR系统的反应器

随着空气质量的恶化,雾霾天气现象增多,危害加重,内河船舶造成空气污染也越来越受到关注。文中以某内河船舶柴油机为研究对象,对新型柴油机排气后处理技术-SCR系统的反应器进行设计,从而减少船舶柴油机氮氧化物的排放,使船舶排放达到法规要求。     

基于SCR技术提升船用柴油机技术及应用控制措施

随着全球日益重视环境环保意识的逐渐增强,船用柴油机上配备排放装置采用SCR机外净化技术,全球市场前景下应用船用柴油机SCR技术控制船舶柴油机NOx排放技术处理装置,有效降低船舶尾气氮氧化物的排放量,通过分析SCR技术设计原理、装置结构、关键设备催化反应器工作流程处理系统,降低NOx的影响机理,控制船用柴油机电控单体泵、高压共轨排放的有害污染物、气体,满足排放法规和日益严重排放的环境保护要求。