REGR成分对船用LNG发动机燃烧与排放特性的影响模拟

利用三维计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真软件CONVERGE,建立船用点燃式液化天燃气(Liquefied Natural Gas,LNG)发动机的三维仿真模型,探究废气重整再循环(Reformed Exhaust Gas Recirculation,REGR)成分及REGR率对LNG发动机燃烧与排放特性的影响。研究结果表明:在相同的REGR率下,随着REGR重整气中H_2含量的提高,使得着火时刻提前且发动机缸内燃烧速度加快,缸内最高燃烧爆发压力提升、NOx排放量增加,磁氢化合物排放量和CO排放量受REGR重整气成分和缸内流体共同作用呈先增加后减少的趋势。掺烧相同REGR重整气时,随着REGR率的提高,着火时刻提前且燃烧速率加快,升压率提高导致缸内最高压力提升,船舶排放尾气中NOx排放量和CO排放量提高,HC排放呈现先减后增的趋势。     

船用LNG发动机掺烧模拟废气-燃料重整气缸内燃烧过程仿真

为研究废气燃料重整再循环技术(REGR)对船用LNG发动机性能的影响,搭建试验台架,进行性能测试;运用AVL-fire软件建立发动机燃烧室仿真模型,并依据试验数据验证仿真模型的准确性。基于该模型进行各负荷下不同废气再循环系统(EGR)率及在确定的EGR率下掺烧不同比例模拟重整气的仿真计算,并以75%负荷下的工况为例进行详细分析。计算结果表明,随着EGR率的升高,缸内平均压力和平均温度的峰值下降,燃烧过程整体后移,燃烧持续期增加,发动机的指示功率和NO比排放下降,指示燃油消耗率增加;掺混重整气比例增加,缸内平均压力和温度峰值升高,燃烧持续期缩短,指示功率和NO比排放升高,在重整气掺混率升高到一定程度时,指示燃油消耗率明显下降。综合分析发现,使用REGR技术可在不牺牲发动机的动力性和经济性的前提下降低液化天然气(LNG)发动机的NO比排放。     

LNG动力船用IHI-SPB舱

2015年即将执行的控制船舶废气排放的三级标准规定,在有排放控制的ECA区域内航行的船舶,其废气中的氮氧化物、硫氧化物的含量,须比现行的二级标准降低80%。并且还要求航运公司有义务执行将燃料中所含的硫磺成分控制在0.1%以下。作为应对规定实施的有效手段,现在业界倾向于采用LNG作为船用燃料,并将IHI-SPB舱作LNG燃料船的燃料舱。针对市场的需求,最近, IHIMU开发设计了采用IHI-SPB舱的LNG燃料供应系统。     

中国距离国际LNG动力船舶盛宴还有多远?

国际海事组织Tier Ⅲ排放标准将于2021年1月1日正式生效,自此以后,在排放控制区(ECA)内航行的船舶所安装的发动机在废气排放方面必须符合该标准,随着IMO对船用发动机废气排放的管制逐渐严格,LNG作为新型船舶燃料已然成为当前研发的热点. 目前,中国已经实现了拖轮、散货船、游船和渔政船四种船型的LNG改装试验,安徽省首艘LNG燃料动力试点船舶"红日166"轮前不久成为自我国船舶实施LNG燃料动力试点改造以来首艘取得船检验证书的船舶.虽然前景看似美好,但作为新兴绿色能源,LNG船用燃料的应用和推广依然受到业界人士的担忧.     

船用液化天然气燃料供气系统原理及应用

<正>为了限制船用柴油机废气排放对环境的污染,国际海事组织通过相关排放附则对船舶发动机的氮氧化物和硫氧化物排放限制作出明确规定。为了实现节能减排,满足日益严格的排放法规要求,选择性催化还原、废气清洗、废气再循环、双燃料发动机、双燃料供气系统等新技术应运而生。     

船用低速柴油机废气排放控制技术

为满足新的排放限制及净化需求,详细介绍船用低速采油机控制降低废气排放方面的主要技术的发展及技术特点,分析废气再循环技术、催化还原技术海水洗涤法脱硫和低硫油使用切换的原理和应用,为船用低速柴油机废气的节能减排的实施提供参考和借鉴。     

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。     

LNG燃料船推广的围城之困

面对日益严苛的船舶排放要求，船东面临着几个选择，使用价格高昂的低硫燃油，实际对减少CO2排放作用不大、安装复杂的废气处理装置，或使用LNG燃料。我国“十二五”规划已经明确提出，要大力推进船舶节能和使用绿色能源，重点发展LNG作为主要的船用清洁能源。毫无疑问，LNG作为船用燃料拥有美好的前景，但是目前在推广上却面临着不小的阻碍。     

NK发布气体燃料船新指南

随着控制大气污染和温室气体排放的规范变得越来越严厉,号召航运业更加绿色环保的呼声越来越高．业界注意力正在向LNG燃料船转移。LNG作为燃料被广泛用于LNG运输船,目前正积极尝试用于其他类型船舶。IMO已制定了船用LNG和其他低闪点燃料作为船用燃料的通用规则（IGFCode）．     

内河小型LNG加注船货物系统设计研究与应用

基于LNG作为船舶动力燃料存在加气困难等问题,设计开发了某内河小型LNG加注船。首先,根据船舶的作业功能初步确定总体设计方案;其次,在分析船用LNG加注系统的工作原理基础上,围绕货物围护系统、加注系统、货物压力/温度控制以及货物区域环境控制等主要系统进行研究。该船型的开发为完备LNG加注船法规,带动其相关技术与标准的建立与健全提供参考。     

LNG组分偏差对LNG燃料舱蒸发率及双燃料发动机供气的影响研究

液化天然气作为一种清洁燃料,在船舶的使用需求已越来越旺。该文结合21万吨双燃料散货船设计工作,通过对不同LNG组分的沸点、密度、蒸发热值、焓值、蒸发气成分、低热值及甲烷值等热物性参数进行对比计算研究,定量分析计算不同LNG燃料组分对应的船用LNG燃料舱蒸发率及双燃料发动机重要供气参数的数值及偏差范围,对LNG作为船用燃料的实际工程应用提出合理化建议。     

双燃料发动机燃气供给系统设计

随着燃油价格的日益上升及废气排放的环保法规不断细化,采用双燃料发动机作为船舶动力已成为当今新船型开发中关注的焦点。液化天然气(LNG)作为船舶燃料,对减排和环保的贡献及经济实效是无可非议的。采用DF发动机作为双燃料供给系统的探讨基础,结合有关规则规范和相应的设备资料,分析DF发动机的LNG供给系统在设计中应关注的关键点,详细阐述了燃气系统各组成部分的工作原理及机舱内应采取的安全防务措施。     

媒体

新加坡期望引领LNG燃料产业 在新技术的带动下,船用燃料正经历一次新的转型。回顾船用燃料的发展过程,从风能、煤炭到燃油,如今液化天然气LNG已被视为未来重要的能源,而推动这一转型的重要原因之一是国际社会对排放的严格控制。根据MARPOL公约的规定,要在2020和2025年以前在全球范围内减少有害物质的排放。     

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。     

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。     

LNG燃料船的设计

为了应对海上排放控制规则以及可能设立的美国排放控制区,瓦锡兰、罗尔斯。罗伊斯、MAN、三菱重工等许多生产柴油主机的厂商已经开发出或者正在开发采用气体燃料的主机,而且将LNG作为船用燃料的技术和操作可行性已在挪威得到验证。目前,采用LNG作为燃料的船舶不断问世,渐成时尚。     

阿法拉伐发布精简版废气再循环水处理系统——PureNO_x Prime

正轮船氮氧化物Tier Ⅲ排放限制法规的实施近有眼前,废气再循环(EGR)技术正飞速迈向成熟期。目前,阿法拉伐公司推出的PureNO_x Prime(图1)是一款精简版EGR系统,适用于运行低硫燃料的EGR发动机。相比前代产品,阿法拉伐PureNO_x Prime外形更紧凑,更简洁,进一步提升了EGR发动机的竞争优势。     

船用ME-GI双燃料发动机技术分析

随着航运业对节能减排日益重视,LNG逐渐成为最有前景的替代燃料。为了适应市场需要,MAN公司研发了以LNG为燃料的ME-GI系列船用二冲程双燃料发动机。     

生物柴油在船用发动机上的应用及技术分析

简要介绍已开发的内燃机替代燃料的种类及其燃料特性,介绍生物柴油在船用发动机领域的国内外研究成果和应用现状,重点围绕生物柴油在船用柴油机上的运转特性和排放特性进行综合分析,针对生物柴油应用中存在的问题,探讨了可能采取的技术措施。     

国内首批船用超低温阀门研制成功

正工信部高技术船舶——LNG发动机燃料储存及供给系统超低温阀门研究成果交流汇报会近日在中船重工第725所顺利召开,来自中国船级社(CCS)、中海油服、中海能发等7家单位的LNG行业专家出席会议。与会专家听取了"LNG阀件设计及制造技术研制"总结报告,对725所在LNG船用超低温阀门方面的成果和技术水平作出了高度评价。