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船用高速柴油机燃用重油排放研究
| 论文题名： | 船用高速柴油机燃用重油排放研究 |
| 关键词： | 船用高速柴油机;燃用重油;排放控制;燃烧性能;缸内雾化 |
| 摘要： | 随着世界经济的不断发展，航运业也得到了迅速发展，船舶保有量持续增加，这使得作为船舶主要动力源的柴油机的排放问题变得日益严峻。为控制船舶柴油机排放对环境造成的危害，各国政府及相关组织都制定了相应的法律法规来限制船舶柴油机污染物排放。特别是国际海事组织(IMO)制定的MARPOL公约附则Ⅵ，在控制船舶柴油机污染物排放方面起到了至关重要的作用，同时也为其他政府和组织制定本国和本区域的排放法规提供了指导。 考虑到成本因素，船舶柴油机主要燃用价格较低廉的重油。重油主要是以原油加工过程中的常压油、减压渣油、裂化渣油、裂化柴油和催化柴油等为原料调和而成，它粘度高、密度大、成分复杂、发火性能差，这些都直接影响到燃油在缸内的雾化、燃烧及其排放性能。为了保护环境，研究如何降低燃用重油船用柴油机排放物显得刻不容缓。 当前在研究船用柴油机排放污染物控制方面主要是针对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烟脱硫。燃用低硫燃油一方面会增加船舶运营成本，同时燃油在精炼脱硫过程中还需耗费大量能量，增加温室气体CO2的排放。由于海水是碱性的，因此船用柴油机可直接利用海水来脱硫，实践证明海水脱硫效果可达90％以上，但这项技术也存在影响海水水质和增加柴油机排气背压的问题。而目前控制NOx排放主要采用的方法分为机内燃烧控制和机外废气处理，前者的目的是减少生成的NOx，即从源头上控制NOx的排放，后者的目的是除去废气中的NOx。其中源头控制主要是通过优化燃烧和控制缸内燃烧温度来实现，比如燃油乳化、湿法控制以及排气再循环等；而排放后处理主要是通过一系列物理、化学反应实现对尾气排放污染物的净化处理，比如选择性催化还原和低温等离子技术等。 本文通过调整供油提前角、改变喷油嘴和供油单元供油压力，在一台船用高速柴油机上进行了燃用轻油、重油排放试验。试验结果表明，在相同供油提前角、喷油嘴以及供油压力条件下，燃用轻油和燃用重油的NOx排放水平相近，HC排放变化趋势差别较大，CO和烟度的排放重油明显高于轻油；当供油提前角由20℃A逐步增加到25℃A时，NOx排放升高，CO和HC排放变化较小，烟度排放略有增加；当供油提前角由25℃A调整为28℃A时，NOx和烟度排放急剧增大，CO和HC排放也有所增加。其他条件不变单独改变油嘴时，小孔油嘴的NOx排放高于大孔油嘴，烟度排放则低于大孔油嘴，说明油嘴孔径对燃油的雾化起着决定性的作用，从而进一步影响到其燃烧和排放性能。供油单元供油压力改变时，NOx和烟度排放情况几乎不变，这说明供油压力的变化对发动机的排放影响较小。 |
| 作者： | 聂俊 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 王忠俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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