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原文传递船用高速柴油机燃用重油性能研究

论文题名：	船用高速柴油机燃用重油性能研究
关键词：	船用高速柴油机;燃用重油;负荷特性;曲轴转角
摘要：	自工业化以来，人类就开始不断消耗石油这种不可再生资源，目前已经面临着轻质油供应紧张的问题，为此世界各国越来越重视重质油的开发利用。特别是中国，重油资源较为丰富，开发利用重油一方面可以产生直接经济效益，另一方面可以缓解我国轻质油供应矛盾，减少原油进口，提高国家能源安全。　　重油又称燃料油，是由炼油厂将直馏残渣油与二次加工柴油调合而成的内燃机燃油，一直以来是大功率中、低速柴油机经济而理想的燃料。但由于重油与轻油存在着明显差别的理化特性，目前在中高速的小型柴油机上的应用尚不多见。　　重油粘度大、密度高，硫与机械杂质含量都很高，柴油机根本不能直接使用，为此在进机前必须对其进行净化、均化、加热与加压等预处理。净化分为重力沉淀与离心分离两步，目的是去除燃油中的各类杂质；均化一般通过研磨来实现，目的是使燃油混合均匀，细化；加热是为了降低重油的粘度，使其能顺利进入柴油机雾化、燃烧；加压主要为防止高温燃油沸腾与泵的气蚀。　　本文采用了一套常用的船用重油预处理设备来完成上述四个预处理过程。处理前后的燃油油品检测报告表明，预处理能显著提升重油品质，其中重油粘度降低32.6％，硫含量、残炭、灰分、总沉淀物等杂质分别减少了5.3％、15.8％、95.7％、60％，各类有害金属元素浓度降低8.3％～72.4％。重油在使用前必须进行预处理，使得燃重油柴油机的燃油系统扩大到整个预处理单元，因此燃重油柴油机的运行管理必然不同于普通柴油机。首先其必须使用轻油启动并暖机，待发动机水温、油温升至70℃后才可使用重油，如此同时还应将重油日用油柜、预处理单元各管路预热。再者，柴油机停机前应转换至轻油，待供油单元完全转换为轻油后才可停机。　　为了全面了解柴油机燃重油后的性能特性，本文开展了多组燃用轻油、重油负荷特性对比试验，包括原机直接燃烧轻油、重油负荷特性实验、改变供油提前角燃烧轻油、重油负荷特性实验、改变油嘴参数燃烧轻油、重油负荷特性实验、改变供油压力燃烧重油负荷特性实验。实验结果表明：柴油机直接使用重油后油耗明显上升，上升幅度达13.6％～25％，负荷越低上升幅度越大；排气温度也呈现出上升的趋势，但上升的幅度不大，各负荷下约10℃左右；着火出现了明显延时，且负荷越低延时越大，着火延时使得预混合燃烧强度增强，放热率峰值增大，缸内最高压力升高率增大，但各负荷时燃重油的最高燃烧压力与对应的曲轴转角和燃轻油时相同。无论燃重油还是燃轻油，油耗和排气温度随供油提前角的改变变化不大，重油缸内压力随供油提前角改变的变化规律与轻油一样，即随供油提前角的增大，着火提前、最高燃烧压力增大，各供油提前角时重油相对轻油的着火延时基本相同。燃重油与燃轻油都表现为6×0.385油嘴油耗较好的特点(注：6×0.385，6表示孔数，0.385表示孔径。)，三个油嘴的排气温度基本相同。在8×0.34油嘴时，重油与轻油的滞燃期均较短，6×0.385、6×0.395油嘴的缸内压力曲线基本重合，各油嘴的最高燃烧压力相同。改变供油压力对柴油机的油耗、排气温度与缸内压力情况没有影响。
作者：	余威
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