船舶中速主机低频排气噪声控制研究

结合在船舶建造中遇到的低频主机排气噪声控制问题,从实船噪声源的确定、主机排气噪声谱分析和消声器声学性能验证等方面进行探索,并从排气噪声控制角度对船舶柴油机排气系统设计提出了建议。     

某船用柴油机SCR系统匹配性能试验分析

针对某船用柴油机,在D2试验循环模式下进行原机和加装SCR系统后的性能对比试验,分析SCR反应器在无尿素喷射时对柴油机排气特性和经济性的影响,同时还分析按氮氨比为1∶1进行尿素喷射时SCR系统的工作性能。试验结果表明:柴油机安装SCR系统后,排气背压和排气温度均有所上升;经济性略有下降,额定工况下降低幅度在1%左右;虽然增压器后NOX排气浓度增大,但NOX质量流量下降幅度较大,额定工况下降幅度为12.3%,尿素基本喷射量标定计算应以加装SCR反应器后的柴油机排气参数为依据;NOX加权比排放由原机的12.63 g/k Wh降低到11.52 g/k Wh,降低了8.7%。按氮氨比为1∶1的比例进行尿素喷射时,SCR系统能满足Tire III的NOX排放限值要求。研究结果可为SCR系统设计和尿素喷射量的标定提供一定的指导依据。     

基于正交设计的船用柴油机燃烧系统参数匹配及优化

为研究柴油机燃烧系统参数匹配对柴油机动力和排放性能的影响,首先分别利用AVL_BOOST和AVL_FIRE仿真软件建立4190ZLC-2型船用柴油机整机模型和缸内燃烧高压循环模型,然后基于已建模型应用正交试验设计方法安排柴油机进气系统、喷油系统和燃烧室结构尺寸参数匹配仿真计算。研究结果表明,通过极差分析可以得出燃烧系统参数对4190ZLC-2型柴油机性能的影响主次顺序。以柴油机指示功率为评价指标时,参数组合0.26 mm-28°CA-160°-0.9-145 mm-2.6 mm-22 mm(喷孔直径-喷油提前角-油束夹角-涡流比-喉口直径-凸台高度-凹坑半径)对应的指示功率为63.40 k W,比原机仿真值高15%;以NOX排放为评价指标时,参数组合0.30 mm-24°CA-140°-0.4-135 mm-6.6 mm-14 mm(喷孔直径-喷油提前角-油束夹角-涡流比-喉口直径-凸台高度-凹坑半径)对应的NOX排放质量分数为0.015 7%,比原机仿真值低30.2%。     

船舶岸电系统在集装箱码头的应用

靠港船舶岸电系统具有可以减少污染物排放和提高能源利用率的优点,正在我国港口大力推广。为探讨岸电系统在集装箱码头的应用前景,以大窑湾北岸某集装箱码头为例,利用仿真模型核算多种情景下2020年大窑湾北岸集装箱码头船舶使用岸电前后的碳排放量,并分析不同装卸效率对船舶的碳排放的影响。结果表明,集装箱码头使用岸电系统可实现低碳效益,提高装卸效率有利于船舶碳排放的减少,但应考虑提高装卸效率会引起装卸机械碳排放增加。     

车用柴油机NO_x形成及控制

相对汽油发动机污染物排放,柴油发动机CO和CH的排放较低,不到汽油机的10%,但NOX排放水平却高于汽油发动机。本文重点讨论柴油发动机排气污染物中NOx的成分及危害,分析了NO的生成机理及影响因素,提出了控制柴油机NO排放的技术和方法。     

典型航线船舶排放清单及排放特征研究

文章分析了我国典型航线典型船舶排放特征,以船舶自动识别系统数据为基础,收集整理所选研究船舶排放参数,结合船舶实际航行资料,采用动力法估算了秦皇岛港—广州港航线某散货船一个航行周期的排放清单,并分析了靠港、停泊、港内机动、巡航4个船舶状态下的排放特征,绘制了2 km×2 km分辨率的空间排放特征图。结果表明,该典型航线上典型散货船舶一个航行周期排放的SOx、NOx、PM10、PM2.5总量分别为18.88吨、30.87吨、1.85吨和1.69吨。排放源分析表明从在船舶的主机、辅机和锅炉3种排放源中,主机是主要排放源。航行状态上巡航工况排放量最大;船舶排放污染物的空间分析表明,船舶在进出港口区域是污染物排放最密集的区域。     

柴油机尾气处理液及应用

柴油车排放法规的升级带来选择性催化还原(SCR)技术大量应用,作为SCR技术中必备消耗品,柴油机尾气处理液用于还原氮氧化物,从而实现尾气净化。文章详细阐述了SCR技术应用背景,以及柴油机尾气处理液在SCR系统中的净化反应机理;列举了柴油机尾气处理液主要产品标准规范,以及代表性的ISO22241规范主要技术指标;最后介绍了柴油机尾气处理液在国内外应用情况并提出在国内发展建议。     

米勒循环结合可变涡轮增压优化柴油机性能的仿真与试验研究

在开发一款机车柴油机过程中,利用AVL BOOST软件对柴油机工作过程进行了仿真计算,计算了不同米勒强度和不同喷油正时条件下柴油机的性能参数。根据计算结果,排除了弱米勒的方案。针对强米勒和中米勒,开展了试验研究,通过调整喷油定时、增压压力设定、共轨喷射压力,进行了多方案试验研究,试验结果表明,强米勒方案虽然可以有效降低Nox排放,但是带来PM排放升高和涡轮前排气温度升高的问题,中米勒虽然降低Nox排放的效果弱于强米勒,但是能获得比较满意的PM排放,且涡轮前排气温度远低于强米勒,综合各方面性能参数的比较结果,在满足排放要求的前提下,中米勒为优选方案。     

金门特长公路隧道通风方案比选研究

为解决目前特长公路隧道通风方案比选时局限于送排式通风的问题,从方案设计角度分析几种不同纵向通风模式的功能特点、适用条件,结合送排式通风与互补式通风的特点,提出单通道互补式通风的组合通风模式,并以金门特长公路隧道为例,从全寿命周期角度,对“通风井送排式”“单通道互补式”“双通道互补式”“吸尘式”4种通风方案进行比选研究。结果表明： 1）送排式通风受通风井位置影响较大,从运营通风角度,宜设置在上坡隧道中部偏下风方向; 2）互补式、吸尘式通风能够突破通风井选址的限制,但对于超过5 km的隧道,需要设置专用排烟井; 3）单通道互补式通风省去送风井,保留了送排式通风的排烟功能,具备比选价值。     

6 km长公路隧道全射流纵向排烟现场实体火灾试验研究

为研究6 km长公路隧道全射流纵向排烟的可行性与有效性,依托羊鹿山隧道开展全射流纵向排烟现场实体火灾试验。试验在不利于排烟的下坡隧道（左洞）内进行,考虑5、10 、20 MW3个不同等级的火灾规模,并对不同工况下隧道内沿程风速、排烟时间等进行研究。通过对不同火灾工况下油盘火现场试验,得出如下结论： 1）现场火灾试验期间,羊鹿山隧道左洞内自然风速为1.0~1.6 m/s,与排烟方向相反,为排烟阻力; 2）隧道内开启6组以上风机时,下坡隧道内沿程风速大于3.0 m/s; 3）根据5、10、20 MW油盘火排烟试验结果,采用全射流纵向排烟方式能将隧道内烟气全部排出洞外,且从点火开始到烟气全部排出洞外的时间约为30 min。