船用低速柴油机节能减排关键技术

随着排放法规的日益严格,排放控制越来越得到重视。而船东对经济性的追求,使得节油技术重要性提高。对排放和节油方面的重视,将会对船用柴油机提出更高的要求。为了缩小与国外先进技术的差距,从节油和排放控制两方面,对船滑阀式喷油器、经济喷嘴、经济凸轮、气缸油自动混合系统等部分船用低速柴油机技术进行了分析研究,为我国自主创新研发船用低速柴油机打下基础。     

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。     

船用柴油机燃烧过程数值模拟

为了解船用柴油机燃烧过程,分别通过数值模拟和排放试验方法,对柴油机的湍流强度、混合气浓度及排放产物进行了分析。结果显示,船用柴油机的缸内湍流并不均匀,喷雾轴线两侧的气体流量变大。NOx在缸内分布的呈现高浓度区域具有从气缸向喷嘴聚焦的趋势。     

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。     

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。     

船用柴油机废气排放控制法规介绍及应对

随着大气污染的形成和日益严重,人们认识到船用柴油机废气排放对大气环境和人身健康的危害,要求对船舶废气有害成分进行排放限制。国内外主管机关制定了分阶段实施的、越来越严的船用柴油机排放控制法规。本文系统地疏理了国际海事组织针对船用柴油机排放限制的法规,探讨了经济且可行的船用柴油机排放控制措施。     

基于EGR的降低4135型柴油机NOx排放技术研究

用GT-power软件创建船用4135型柴油机燃烧室的模型,添加EGR设备,选取柴油机正常运行期间的3个不同的工况,进行不同EGR率的模拟计算,分析柴油机在不同工况下NOx排量、有效功率与EGR率的关系,提出各个工况下的最佳EGR率。结果表明采用EGR技术可以有效降低NOx的尾气排放量。随着废气再循环比例的增加,NOx的产生量逐渐下降。但是废气再循环比例也不能过高,会导致柴油机燃烧不良、功率下降。并使柴油机排放的颗粒增加。     

船用柴油机排气后处理技术进展

随着航运业的不断发展,船用柴油机排放污染物也已成为日趋严重的污染源。本文综述了船用柴油机排气中NOx、SOx．颗粒物、HC和COx等的后处理方法和技术,重点介绍NOx和SOx的净化技术．最后展望了船用柴油机排气控制技术的发展方向。     

船用柴油机减少NOx排放措施的方法

文章介绍了减少NOx排放的法律与政策措施，着重从机前净化措施、机内净化措施和机后净化措施三个方面阐述了船用柴油机减少NOx排放的技术措施。     

船舶柴油机排放测试与控制措施

此文阐述了国际海事组织(IMO)批准的《73／78船舶防污染公约附则VI》中关于限制船舶柴油机氮氧化物NOx排放的技术规则,介绍了船舶柴油机排放标准及测量方法,并依照附则VI要求对某一具体的船舶柴油机进行实机测试分析。针对船用柴油机主要排放污染物,介绍了其控制措施。     

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。     

船用电控柴油机的排放控制技术与试验

介绍MARPOL73/78公约附则VI《防止船舶造成大气污染规则》,针对新型船用低速电控柴油机利用共轨系统控制并优化燃烧过程,采用低NOx喷嘴、延迟燃油喷射、增加压缩比、无烟运行模式等降低排放的措施与试验,结果表明船用电控柴油机的排放完全符合IMO排放规则。     

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.     

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。     

台架测试的船用柴油机废气排放污染度监测系统

船用柴油机的气体燃烧不充分时会产生以NOx/SOx气体等为主的废气,对海洋环境造成一定的污染,因此有必要研发船用柴油机的废气排放污染监测系统,实时监测废气的排放量。本文从船舶台架试验的场景出发,分析了船用柴油机的废气计算方法,设计了基于单片机的柴油机排放污染度监测系统,详细介绍了系统的硬件组成,并结合台架测试的边界条件进行了废气的污染量测试。     

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。     

船舶柴油机NO_X排放研究

随着大气污染日益严重，国际海事组织（IMO）相继出台严格的氮氧化物（NOx）排放法规，致使世界范围内的研究者对柴油机的NOx排放进行控制研究。文章主要介绍了柴油机NOx的产生机理和各种减排控制策略。在降低船舶柴油机NOx排放的研究中，当前最有效的减排方法为直接喷水（DWI）、选择性催化还原（SCR）技术和MANB＆W的滑阀式喷油器。均质混合压缩着火（HCCl）燃烧方式也可以实现NOx的低排放和高效率的燃烧。     

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.     

船用柴油机排放计算方法对比

鉴于用空气流量法测量大中型船用柴油机废气排放较困难,考虑以小型船用柴油机为对象进行排放测试研究.使用IMO NOx技术规则规定的碳平衡法及空气和燃料测量方法分别进行排放计算,并分析两种方法的差异.对计算结果的对比分析表明:碳平衡法计算出的空气流量比实测值偏大,使得碳平衡法计算出的NOx等比排放值要比空气和燃料测量方法的偏高.     

某船用中速柴油机NOx排放特性分析

对一船用中速柴油机进行了NOx排放试验,得出并分析了其用作船舶主机时,在持续运行区域内随运行工况变化的NOx排放特性.柴油机NOx排放水平与其运行工况密切相关.对于按推进特性运行的船舶主机,排放法规有必要针对NOx排放实船测试特点,规定合适的标准测试工况,并在台架试验的基础上对因测试工况偏差而引起的NOx排放误差进行修正.