船用高速柴油機(jī)燃用重油排放研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，航運(yùn)業(yè)也得到了迅速發(fā)展，船舶保有量持續(xù)增加，這使得作為船舶主要動力源的柴油機(jī)的排放問題變得日益嚴(yán)峻。為控制船舶柴油機(jī)排放對環(huán)境造成的危害，各國政府及相關(guān)組織都制定了相應(yīng)的法律法規(guī)來限制船舶柴油機(jī)污染物排放。特別是國際海事組織(IMO)制定的MARPOL公約附則Ⅵ，在控制船舶柴油機(jī)污染物排放方面起到了至關(guān)重要的作用，同時(shí)也為其他政府和組織制定本國和本區(qū)域的排放法規(guī)提供了指導(dǎo)。
　　 考慮到成本因素，船舶柴油

2、機(jī)主要燃用價(jià)格較低廉的重油。重油主要是以原油加工過程中的常壓油、減壓渣油、裂化渣油、裂化柴油和催化柴油等為原料調(diào)和而成，它粘度高、密度大、成分復(fù)雜、發(fā)火性能差，這些都直接影響到燃油在缸內(nèi)的霧化、燃燒及其排放性能。為了保護(hù)環(huán)境，研究如何降低燃用重油船用柴油機(jī)排放物顯得刻不容緩。
　　 當(dāng)前在研究船用柴油機(jī)排放污染物控制方面主要是針對SOx和NOx。目前船舶降低SOx排放的主要措施是燃用低硫燃油和排煙脫硫。燃用低硫燃油一方面會增加船

3、舶運(yùn)營成本，同時(shí)燃油在精煉脫硫過程中還需耗費(fèi)大量能量，增加溫室氣體CO2的排放。由于海水是堿性的，因此船用柴油機(jī)可直接利用海水來脫硫，實(shí)踐證明海水脫硫效果可達(dá)90％以上，但這項(xiàng)技術(shù)也存在影響海水水質(zhì)和增加柴油機(jī)排氣背壓的問題。而目前控制NOx排放主要采用的方法分為機(jī)內(nèi)燃燒控制和機(jī)外廢氣處理，前者的目的是減少生成的NOx，即從源頭上控制NOx的排放，后者的目的是除去廢氣中的NOx。其中源頭控制主要是通過優(yōu)化燃燒和控制缸內(nèi)燃燒溫度來實(shí)現(xiàn)，比

4、如燃油乳化、濕法控制以及排氣再循環(huán)等；而排放后處理主要是通過一系列物理、化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對尾氣排放污染物的凈化處理，比如選擇性催化還原和低溫等離子技術(shù)等。
　　 本文通過調(diào)整供油提前角、改變噴油嘴和供油單元供油壓力，在一臺船用高速柴油機(jī)上進(jìn)行了燃用輕油、重油排放試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在相同供油提前角、噴油嘴以及供油壓力條件下，燃用輕油和燃用重油的NOx排放水平相近，HC排放變化趨勢差別較大，CO和煙度的排放重油明顯高于輕油；當(dāng)供油提前

5、角由20℃A逐步增加到25℃A時(shí)，NOx排放升高，CO和HC排放變化較小，煙度排放略有增加；當(dāng)供油提前角由25℃A調(diào)整為28℃A時(shí)，NOx和煙度排放急劇增大，CO和HC排放也有所增加。其他條件不變單獨(dú)改變油嘴時(shí)，小孔油嘴的NOx排放高于大孔油嘴，煙度排放則低于大孔油嘴，說明油嘴孔徑對燃油的霧化起著決定性的作用，從而進(jìn)一步影響到其燃燒和排放性能。供油單元供油壓力改變時(shí)，NOx和煙度排放情況幾乎不變，這說明供油壓力的變化對發(fā)動機(jī)的排放影響較