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.     

基于GT-POWER的双燃料发动机性能仿真研究

文章介绍了基于GT-POWER仿真环境,构建6135船用4冲程柴油-生物柴油混合燃料发动机模型,通过将仿真结果与实测数据进行对比,验证了所搭建的模型的准确性和可靠性。分析不同替代率下发动机的动力性和排放特性。结果表明:燃用生物柴油较纯柴油时的功率有所降低,比油耗升高;相同转速下,随着替代率增加,碳烟排放降低。     

船用LNG动力发动机部分关键技术

为研究国内外液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)动力发动机的技术差异,列表总结国内外LNG发动机的技术现状,并对空燃比、动态特性及点火技术等因素对其动力性、经济性和尾气排放的影响进行分析。结果表明:影响NO_x生成的主要因素有工作循环方式、空燃比、引燃油量和负荷等;提高空燃比可改善发动机的热效率及NO_x排放,但会影响其动力性和THC排放;点火技术影响空燃比,点火能量升高或柴油微引燃可拓宽稀燃界限,且点火或喷油提前角增加,缸内最高压力、温度和NO_x排放增加,THC和CO减小;采用可变截面涡轮增压技术可改善发动机的动态响应、经济性和尾气排放;双燃料模式与纯柴油模式相比,HC和CO排放增加,NO_x和PM排放减少。     

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...     

6300ZC柴油机进气预混甲醇裂解气改善排放的研究

在不改变6300ZC柴油机结构和参数的基础上,开发了柴油机进气管预混甲醇裂解气的试验装置系统,研究了预混微量裂解气时6300ZC柴油机的排放特性.研究结果表明,当柴油机进气预混甲醇裂解气的质量百分比为2.5%～5.0%时,与原机相比,各负荷下NOX与碳烟排放大幅度改善,HC排放也有明显降低,CO排放略有上升.在高负荷时,NOX排放可降低37.6%,碳烟排放可降低43.5%.     

船舶发动机排气污染物满足不同标准的差异分析

针对船舶发动机排气污染物的控制,以《MARPOL公约》附则VI为基准,用实证法比较了GB 15097—2016与公约对船舶发动机排放控制技术要求,中国国标将控制范围增加了37～130 kW,控制对象适当扩大,由原NO_x扩展到了NO_x、HC、CO和PM等,修正系数也略有不同;同时对国标关于颗粒物排放限值新要求进行分析。     

LNG/柴油双燃料柴油机控制软件模块化设计

针对船用LNG/柴油双燃料发动机,采用模块化设计理念,开发一套双燃料柴油机的控制软件。根据双燃料柴油机工作特性,在Matlab/Simulink环境下搭建控制算法,完成信号输入模块、转速计算模块和控制系统模块设计,其中控制系统模块核心包括发动机状态判断模块、自学习模块、稳态判断模块,通过软件滤波和自学习算法保证发动机控制的稳定性。台架试验结果表明:控制软件运行正常,发动机稳定运行,发动机经济性和排放性显著提高,在发动机转速为1 200 r/min时,NO_x排放最大降低63.5%,烟度降低70.0%,但CO和HC排放升高。此外,研究还表明,应用Matlab/Simulink模块化的电控软件开发方法具有开发周期缩短、开发成本降低及软件维护方便的优点。     

神经网络算法在船舶柴油主机氮氧化物排放预测中的应用

当前,船舶动力系统中柴油主机的氮氧化物排放对大气环境的污染日益严重。为了实时测量氮氧化物排放,本文首先分析了柴油燃料过程中氮氧化物的成分和生成过程,并分析了使用碳平衡法和碳氧平衡法测量氮氧化物的方法。最后针对柴油主机设计了神经网络模型,将氮氧化物排放量的预测误差降低至5%以内。     

船用柴油空压机以气代油改造方法研究

随着环保意识的不断加强，降低船舶的排放污染已成了迫在眉睫的课题，降低船舶动力系统的排放污染是这一工作的关键。船用柴油空压机是船舶动力系统热处理组成部分，为了降低其排放污染，我们以实机改造试验说明了对它进行以液化气代替柴油燃料改造的可行性，所述对喷油器体进行改造的方法简单，可靠，高效，具有推广应用价值。     

船用柴油机水上污染与内河柴油-LNG混合动力船舶

碳氧化物是温室气体，对人体健康不会造成太大伤害，但对全球气候变化的不良影响很大，因此国家鼓励节能减排。船舶和环境具有相互作用、密不可分的关系。柴油-LNG混合动力船舶是以柴油-LNG双燃料替代柴油单-燃料。国家鼓励内河船舶采用LPG／LNG燃料替代柴油和重油，以减少碳氧化物排放和其它有害气体排放。     

中速柴油-甲醇双燃料发动机试验

在未对原机燃油系统进行改动的情况下,为一台中速柴油机加装甲醇喷射装置,组成了柴油-甲醇双燃料系统,分析了该发动机在变速和恒速工况下的甲醇替代特性,以及个别工况下喷油正时对上述特性的影响。试验数据显示,随着甲醇替代率的增加,NO_x排放和热效率会出现拐点;发动机HC排放的增长在低负荷时可控制在原机的2.3倍,中高负荷时普遍在10倍以上,最大时达22.4倍;推迟喷油在热效率上的负面影响会随着甲醇替代率的增加而逐步减少,而其在NOx排放方面的优势却能得以保持;在恒速发电工况下,中低负荷时甲醇的部分燃烧倾向增加,限制了甲醇替代率的提高;变速变载的运用形式下,柴油-甲醇双燃料系更容易取得较高的热效率,而恒速变载的运用方式下,双燃料系统更容易获得较低的NOx排放。     

中速柴油-甲醇双燃料发动机试验

在未对原机燃油系统进行改动的情况下,为一台中速柴油机加装甲醇喷射装置,组成柴油-甲醇双燃料系统。分析该发动机在变速和恒速工况下的甲醇替代特性,以及个别工况下喷油正时对上述特性的影响。试验结果显示:随着甲醇替代率的提高,NO_X排放和热效率会出现拐点;发动机HC排放的增长在低负荷时可控制在原机的2.3倍,在中高负荷时普遍在原机的10倍以上,最大时达22.4倍;推迟喷油对热效率的负面影响会随着甲醇替代率的提高而逐步减少,同时其在NO_X排放方面的优势能继续保持;在恒速发电工况下,中低负荷对应的甲醇的部分燃烧倾向增加,使得甲醇替代率的提高受到限制;变速变载的运用方式有助于柴油-甲醇双燃料系统在中低负荷下取得更高的热效率,而恒速变载的运用方式有助于双燃料系统更易获得较少的NO_X排放。     

船用纯甲醇发动机燃料喷射系统的设计研究

鉴于节能减排和能源危机双重压力，绿色船舶已成为未来船舶的发展方向。甲醇以其清洁、环保、可再生、可获取性强等诸多优势，已跻身未来船用燃料C位。然而，在世界范围内，船用纯甲醇发动机研究尚处于探索阶段。以船用柴油喷射系统为改装对象，通过比较甲醇与柴油的物化特性，指出纯甲醇燃料喷射系统设计开发中面临的技术难题，并提出解决方案，为船用纯甲醇发动机研究提供指导和借鉴。     

基于不同燃油品质的内河船舶排放特性试验研究

采用车载排放测试系统,对某内河船舶于苏州河某航段进行了分别燃用B0（纯石化柴油）和B10（生物柴油-柴油混合燃料,生物柴油体积比10%）的实船放对比试验,探究了燃油品质对内河船舶PN（颗粒物数量）、CO、THC和NOX排放的影响,结果表明：○1内河船舶燃用B0和B10时的PN随粒径分布相似,在离港、进港和低负荷工况时呈双峰对数分布,在巡航及中、高负荷工况时呈单峰对数分布;○2内河船舶燃用B0和B10时,PN、THC、NOX排放均随负荷变大而升高,而CO排放则先降低后升高;○3相对B0,内河船舶燃用B10时PN、CO排放下降、THC和NOX排放上升,离港、巡航、进港时PN排放因子分别降低13.82%、8.21%、46.44%,CO排放因子分别降低20.87%、34.75%、17.60%, THC排放因子分别升高33.68%、26.00%、14.15%,NOX排放因子分别升高1.33%、13.92%、8.93%。     

LNG混合动力船优势几何

所谓LNG混合动力就是在船舶现有柴油机的基础上,增加一套LNG供气系统和柴油LNG双燃料电控喷射系统,通过电子转换开关,可实现单纯柴油燃料状态下和油气双燃料状态下两种运行模式,将船舶单一的柴油动力改造为柴油LNG双燃料动力,通过采用LNG部分替代柴油燃料,达到节省燃油和降低排放的双重目的。     

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.     

船舶NO_x排放控制PSC典型案例分析

针对发生主、辅机故障船舶违反NO_x排放控制要求的典型案例,细致梳理有关船舶NO_x排放控制的公约要求,总结归纳应用于PSC实践中的检查要点,并从航运业各相关方的角度出发提出防止故障船舶发生NO_x违规排放的建议。     

进气压力对柴油微引燃乙醇发动机的影响

基于单缸四冲程柴油机,对在船舶上具有应用前景的柴油微引燃乙醇发动机进行燃烧、性能及排放特性研究。以所采用发动机中能实现压燃着火的最小柴油量为固定引燃柴油喷射量,比较进气压力分别为0.15 MPa和0.20 MPa的工况组,通过改变柴油喷射时刻来进行工况扫描。结果显示:进气压力更大的工况,着火滞燃期更短,燃烧持续期更长,指示热效率更低;存在两阶段着火的工况点,第一阶段放热的占比更大;进气压力增大时,氮氧化物(NOX)排放更低,但未燃碳氢(UHC)与一氧化碳(CO)排放更高。     

掺水乳化油对船舶柴油机燃烧和排放的影响

应用AVL-FIRE软件对使用不同掺水量乳化油燃料的船舶柴油机进行了多维数值模拟研究,对比分析了缸内压力、放热率、缸内平均温度、NOX和碳烟排放浓度,并且得到了缸内温度场、NOX和碳烟浓度场。结果表明,计算燃烧缸内压力曲线与试验缸内压力曲线具有较好的一致性,验证了模型的准确性。通过比较可知,掺水乳化油会使滞燃期延长,在燃烧过程中由于水蒸发吸热,降低了燃烧温度,并且发生水煤气反应,有效地减少了污染物排放。仿真结果表明,使用5%~10%掺水乳化油做为燃料,使NOX排放量减小43.9%~67.7%。     

港口运输设备甲醇替代柴油试验

为研究柴油甲醇双燃料系统工作模式对港口运输设备动力性、经济性和工况分布的影响,在港口运输牵引车上进行双燃料燃烧系统(DMCC)改造试验。试验证明:在设备动力性方面,双燃料模式无论在怠速或是固定挡位行进加速的表现都优于柴油机;在工况分布方面,双燃料模式油门回收量较纯柴油模式下显著增大;在能耗方面,双燃料模式大幅减少柴油的消耗,甲醇替代柴油达65.6%,达到节能减排目的。