陈景锋[1]2000年在《低温燃烧降低船用柴油机NOx排放率的研究》文中认为本文围绕着“低温燃烧”概念，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柴油机分别在发电机工况下和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：延后喷油正时或(和)减小压缩比可以实现柴油机的“低温燃烧”，从而降低柴油机NOx的排放率，但柴油机的油耗率和烟度将受到影响；若采取延后喷油正时和提高压缩比的组合技术调整方案，则可以降低柴油机的NOx排放率，并使柴油机的油耗率稍有减小，但烟度稍有增加或基本不变。此外，运用准维三区燃烧模型与扩大的Zeldovich链反应热NOx生成机理相结合，开发了能预测船用直喷式柴油机在工况变化和性能参数改变时NOx浓度的程序，其模拟计算结果与实测结果基本吻合。
冷先银[2]2010年在《船用中速柴油机供油系统及低NO_x排放研究》文中提出随着国际海事组织(IMO)关于船舶NOx排放的Tier II法规实施日期的日益临近,船用柴油机低NOx排放技术成为当前的研究热点,而保持柴油机良好的燃油经济性和降低技术改造成本一直是船用柴油机低NOx排放研究的重点任务。论文以陕西柴油机重工有限公司的6PC2-6／2L型船用中速柴油机为研究对象,开展了通过供油系统的技术革新降低NOx排放的相关模拟和试验研究。为了以较低成本降低6PC2-6／2L柴油机的NOx排放并改善其燃油经济性,论文提出船用柴油机新型供油系统,它主要包括调压孔式喷油泵和交叉喷孔油嘴。调压孔式喷油泵通过加大油泵柱塞直径并在柱塞套上设置调压孔,使初期燃油喷射率降低,后期燃油喷射率升高,以实现靴型喷射规律,从而降低柴油机的NOx排放；交叉喷孔油嘴的喷孔由多个子喷孔交叉汇聚而形成,能够产生扇状喷雾,促进混合气形成,改善混合气的空间分布,进而改善柴油机的燃烧和排放。为认识交叉喷孔的喷雾特性,在高压容器内进行了交叉喷孔喷雾的高速摄影试验研究。研究发现交叉喷孔的结构会影响喷雾的形状、贯穿距和锥角,子喷孔中心线交于油嘴球头表面时,喷雾贯穿距最大,喷雾的正面锥角比侧面锥角小；子喷孔中心线交于针阀体内部时,喷雾贯穿距较小,喷雾的正面锥角比侧面锥角大；子喷孔中心线交于针阀体外部时,喷雾贯穿距最小,喷雾的正面锥角比侧面锥角大。为深入认识和解析柴油机缸内工作过程,应用三维CFD软件AVL FIRE对缸内流动、喷雾、燃烧和污染物生成等过程进行了模拟计算。利用6PC2-6/2L柴油机E3循环4个工况的缸内压力和NOx排放的试验结果验证了模型的可信性。然后计算了调压孔式喷油泵所产生的两种靴型喷射规律Bootl和Boot2,以及原机喷油泵的喷射规律Base,柴油机按推进特性运行的100%和50%负荷工况5种不同喷油定时下的缸内流动和燃烧过程。计算结果表明：采用两种靴型喷射规律时都可以获得比原机更低的NOx排放,Boot1规律在100%和50%负荷时可以获得最好的NOx-Soot折衷关系,而Boot2规律在这2种负荷下可以获得最好的NOx-bi折衷关系。综合考虑柴油机在高负荷和中低负荷下的油耗和排放,选定Bootl规律-8°CAATDC喷油定时为最佳的喷油规律和定时匹配：在100%负荷工况下,柴油机的NOx排放比原机降低17%,Soot排放比原机降低24%,bi比原机增加2%；在50%负荷工况下,其NOx排放比原机降低20%,Soot排放比原机降低2%,bi比原机增加0.3%。为验证新型供油系统对于降低船用中速柴油机NOx排放和改善其燃油经济性的效果,开展了6PC2-6／2L柴油机的燃烧和排放试验。试验结果表明,作者设计的18x0.65mm规格的交叉喷孔油嘴可以使柴油机的NOx排放下降9%左右,同时有效油耗率降低约1%；采用18x0.65mm规格的交叉喷孔油嘴和调压孔式喷油泵相结合而得到的新型供油系统,可以使6PC2-6／2L柴油机E3循环所有工况下的有效燃油消耗率和NOx排放同时降低,试验研究中所得的最佳结果是加权平均NOx排放率降低14.3%,同时有效油耗率降低1.5%。
张伟[3]2007年在《基于GT-POWER的船用柴油机氮氧化物排放特性研究》文中研究指明目前，环境污染问题正日益受到人们的关注，国际社会和相应组织都制定了相应的排放法规，以减少各主要排放污染物对人类和自然环境造成的危害。船舶作为一种可移动的污染源，其排放控制法规的制定已经被提到议事日程上来。MARPOL公约附则Ⅵ防止船舶大气污染规则已于2005年5月生效，这意味着对船舶柴油机氮氧化物(NO_X)排放的要求将更加严格，随之出现了各种控制柴油机NO_X排放的方法。本文以GT-POWER软件为工具，模拟柴油机的工作过程，对船用柴油机NO_X排放特性进行了定性和定量的分析研究。 首先，本文介绍了船用柴油机排放有害物情况以及法规的实施对船用柴油机及其使用的燃油的影响。 其次，本文分析了柴油机NO_X排放生成机理，然后分析了各种影响NO_X排放的因素，介绍了降低NO_X排放的各种方法。 然后，介绍了GT-POWER软件建模的基本过程，本文以6210Z_LD-5型柴油机为例，建立柴油机燃烧模型，模拟柴油机缸内燃烧情况，并与实测数据进行对比，证明了GT-POWER软件的实用性。用软件模拟的手段代替实验，分别计算了喷油提前角变化、压缩比变化和采用喷水加湿措施时，对柴油机性能及NO_X排放特性影响。 最后，根据模拟计算的结果，给出了环保模式下降低柴油机NO_X排放的应对措施，给船用柴油机的运行管理提供建议。
陈景锋, 殷佩海[4]2001年在《降低船用柴油机NO_x排放率的研究》文中研究指明在“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NO_x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NO_x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。
陈景锋, 殷佩海[5]2000年在《降低船用柴油机NO_x排放率的试验研究》文中提出在“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)减小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。
吴校明[6]2006年在《基于MARPOL73/78附则Ⅵ的船用柴油机排放控制研究》文中进行了进一步梳理随着全球环境的日益恶化和人们环保意识的逐渐加强,控制发动机有害气体排放的要求日益强烈,船舶柴油机排放废气中的SO_x和NO_x等对大气环境造成的污染已引起国际社会广泛的关注。如何保护我们赖以生存的地球环境是目前人类面临的重要课题。为了防止、减少和控制船舶造成的大气污染,国际海事组织(IMO)近年来加紧了有关法规的制定,最终于1997年9月15至26日在IMO总部伦敦召开的MARPOL73/78缔约国大会上,批准了修订MARPOL73/78的1997年议定书,该议定书新增了《MARPOL73/78公约》附则Ⅵ—防止船舶造成空气污染规则,附则Ⅵ已于2005年5月19日起生效。本文以《MARPOL73/78公约》附则Ⅵ全面生效为背景,分析了今后对船用柴油机的排放限制必将越来越严格的趋势。通过对船用柴油机废气排放中NOx生成机理的讨论,从柴油机结构、燃油和进气条件这三方面分析了其对船用柴油NOx排放特性的影响。介绍了G6300ZC16B船用柴油机废气排放测试的过程,在此基础上,分析了改进型G8300ZC30B船用柴油机NOx排放控制改进措施。根据试验测得的数据,对两种船用柴油机废气排放的规律进行比较,分析两者之间的相互关系,为以后船用柴油机废气排放的控制研究提供实例依据和研制参考。通过对实船检测的要点和优点分析,得出实船检测是控制船用柴油机废气排放的必然趋势。1)讨论了船用柴油机NOx排放的影响因素、生成机理以及相应的排放控制技术,总结了当前进行柴油机排放控制的主要思路和方法。并且,在已有的排放控制技术的基础上,分析了重要零部件对柴油机排放特性的影响,为装船柴油机的维护、保养以及更换零部件后的发证检验提供了相关依据。2)通过对G6300ZC16B船用柴油机采用的测试原理、仪器的校准以及试验过程、台架要求和测试规范等作了详细的说明,全面地介绍了附则Ⅵ实施的内容和要求,并对G6300ZC16B船用柴油机废气排放测试结果进行了分析。3)介绍了改进型G8300ZC30B船用柴油机NOx排放控制改进措施。通过对G8300ZC30B船用柴油机废气排放测试结果的分析,验证了在设计时为了减少柴油机NOx的排放量,所采用的思路是合理可行的。4)分析了随着世界环境状况的不断恶化,以及人们对环境保护意识的增强,国际上对船用柴油机的排放限制有愈来愈严格的趋势。通过对实船检测的要点和优点介绍,得出了船用柴油机进行实船测试具有不容回避的必然性的结论。5)通过对G300船用柴油机废气排放的规律进行比较、分析,发现不论是在满负荷还是在部分负荷的条件下,随着喷油提前角的减小,NOx的排放量都有明显减少;同时柴油机性能对SOx排放的影响较小,燃油中的含硫量是影响SOx排放的主要因素。G8300ZC30B船用柴油机废气排放中NOx排放量的降低主要是由于减小喷油提前角所致,而SO2的排放量的降低主要是由于燃油中含硫量的减小所致。为以后船用柴油机废气排放的控制研究提供实例依据和研制参考。
刘建华, 陈景锋, 陈丹[7]2000年在《船用柴油机NO_x排放的试验研究》文中研究表明在保证柴油机的经济性前提下 ,寻找降低柴油机NOx 排放率的途径 ,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 4 135G柴油机在发电机工况下进行改变喷油正时和压缩比的试验研究 .结果表明 :在喷油正时延后 4°和压缩比提高5 5%时 ,可使柴油机在发电机工况下的NOx 平均排放率减少 17 7% ,柴油机的油耗率稍有降低 ,但烟度则稍有增加 .
陈景锋, 殷佩海[8]1999年在《降低船用柴油机NOx排放率的技术对策探讨》文中研究表明本文通过分析柴油机 NOx 的生成机理及其影响因素,分析现有抑制和减少柴油机废气排放中有害物质 NOx 排放率的各种技术对策的利弊,提出采取可行的综合技术对策以在尽可能保证船用柴油机经济性的前提下满足排放标准要求的方案．
张伟[9]2006年在《环境条件变化对船用柴油机氮氧化物（NO_x）排放特性影响的研究》文中认为随着世界经济的发展,人们环保意识的增强,用环境换经济的时代已经一去不复返了,取而代之的是环境与经济兼顾、人与自然和谐、可持续发展的经济时代。对船用柴油机排放限制的法规就诞生在这个大环境下。船舶作为主要的运输工具,承担着世界贸易的97%,而作为最主要船舶主机的柴油机,其排放的有害物的数量是巨大的。本文主要就环境温度变化对柴油机NOx排放的影响和改变喷油提前角来实现优化柴油机NOx排放的方法进行了较深入定性及定量研究。 首先,本文介绍了船用柴油机排放有害物情况以及当前针对船用柴油机排放的立法情况。 其次,本文分析了柴油机NOx排放特性,然后介绍了根据各种影响NOx排放的因素,衍生出降低NOx排放的各种方法,并给出各种方法的实际效果以及适用范围。 然后,建立柴油机燃烧准维模型,借助GT—SUIT计算软件,模拟柴油机缸内燃烧情况,用软件模拟的手段代替实验,计算了环境温度变化时,柴油机NOx排放的变化情况,以及喷油提前角变化对柴油机NOx排放的影响。 最后,在计算和查阅相关技术资料的基础上,给出了环境温度变化时的应对措施和如何改变喷油提前角来实现最优化柴油机排放的方法。
李矗[10]2017年在《船舶柴油机氮氧化物SCR技术研究》文中研究表明当今社会,高度发达的工业在带来财富累积的同时,也带来环境污染等负面问题,为人类的生存与发展埋下了隐患。当前,各界已然关注到环境污染问题并采取措施积极挽救。国际社会和相应组织也制定了严格的排放法规来控制各污染源的废弃排放,从而最大程度上减少排放的污染物对人类社会带来的影响。本文主要研究选择性催化还原(SCR)对船舶柴油机氮氧化物排放的控制效果并比较不同温度、排气空速、氨氮比下的控制效果。通过研究发现,(1)装有SCR系统发动机第三阶段NO_x排放限值为3.4g/kWh。试验中发动机通过SCR系统的催化还原,NO_x排放满足第三阶段排放法规的相关标准,且SCR的转化效率得到有效提升,为严格的第三阶段排放限值下柴油机主机的NO_x排放控制提供的对策参考;(2)通过比较不同温度、排气空速、氨氮比下SCR系统对的氮氧化物排放控制效果,发现NO_x催化转化效率会随着氨氮比的升高而不断提升;同时在低温条件下,随着氨氮比的增加,NO_x转化率不大且趋于定值,但一旦NH_3供给量达到一定的限值,NH_3泄漏就会急剧增加;SCR的初始反应速度随着温度的升高而不断提升,则NO和NH_3反应完全将花费更少的时间,然而,若温度持续升高超过一定限值后,NH_3就会在高温条件下发生氧化反应生成NO_x化合物,也即当温度达到一定限制后催化转化率会发生回落,整个过程的反应速率先升高后下降,呈向下的抛物线形状。NO_x催化转化率在低空速比的情况下较高,在高空速比的情况下较低,也即空速比对NO_x催化转化率会产生反向影响,但这种影响在低温条件下更为明显,当温度达到一定限制后影响变小。(3)为提升SCR系统性能,本文提出保证充足的催化剂量、控制柴油机碳烟排放、尿素喷射的控制策略等策略。总之,本文关于船舶柴油机氮氧化物排放的SCR控制方法的研究,不管对我国船用SCR系统性能提升还是以后国内柴油机排放控制效果的提升都具有借鉴指导意义。
参考文献：
[1]. 低温燃烧降低船用柴油机NOx排放率的研究[D]. 陈景锋. 大连海事大学. 2000
[2]. 船用中速柴油机供油系统及低NO_x排放研究[D]. 冷先银. 大连理工大学. 2010
[3]. 基于GT-POWER的船用柴油机氮氧化物排放特性研究[D]. 张伟. 大连海事大学. 2007
[4]. 降低船用柴油机NO_x排放率的研究[J]. 陈景锋, 殷佩海. 航海技术. 2001
[5]. 降低船用柴油机NO_x排放率的试验研究[C]. 陈景锋, 殷佩海. 中国航海学会船舶机电专业委员会2000年度学术报告会论文集. 2000
[6]. 基于MARPOL73/78附则Ⅵ的船用柴油机排放控制研究[D]. 吴校明. 上海海事大学. 2006
[7]. 船用柴油机NO_x排放的试验研究[J]. 刘建华, 陈景锋, 陈丹. 集美大学学报(自然科学版). 2000
[8]. 降低船用柴油机NOx排放率的技术对策探讨[C]. 陈景锋, 殷佩海. 大连海事大学校庆暨中国高等航海教育90周年论文集（机电分册）. 1999
[9]. 环境条件变化对船用柴油机氮氧化物（NO_x）排放特性影响的研究[D]. 张伟. 大连海事大学. 2006
[10]. 船舶柴油机氮氧化物SCR技术研究[D]. 李矗. 大连理工大学. 2017