低速二沖程柴油機(jī)具有功率大、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),在船舶推進(jìn)裝置中占據(jù)支配地位。國(guó)際海事組織IMO頒布的TierⅢ標(biāo)準(zhǔn)要求NO_x排放限值相比于Tier I標(biāo)準(zhǔn)降低約80%,對(duì)船用柴油機(jī)燃燒技術(shù)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)�？刂拼貌裼蜋C(jī)NO_x排放和提高性能的方法包括缸內(nèi)凈化技術(shù)和后處理技術(shù),其中缸內(nèi)凈化技術(shù)成本較低、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,是發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)中的核心過程。本文針對(duì)某型低速二沖程船用柴油機(jī)進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,研究探討了實(shí)現(xiàn)Tier Ⅲ排放的技術(shù)方案,對(duì)新一代自主低速柴油機(jī)的開發(fā)具有重要理論指導(dǎo)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。首先,利用Converge三維數(shù)值模擬軟件,基于KH-RT的噴霧破碎模型和Shell-CTC燃燒模型,建立了二沖程船用柴油機(jī)仿真模擬平臺(tái),并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,研究了EGR、噴油策略（包括噴油正時(shí)、噴油壓力、多次噴射技術(shù)）、油氣匹配等技術(shù)對(duì)船舶柴油機(jī)燃燒過程和排放的影響規(guī)律,探討了實(shí)現(xiàn)TierⅢ的綜合技術(shù)方案。研究結(jié)果表明,EGR是降低NO_x排放最有效的缸內(nèi)凈化技術(shù),單獨(dú)采用EGR可以實(shí)現(xiàn)Tier Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn),但會(huì)造成BSFC... 

【文章來(lái)源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：95 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同轉(zhuǎn)速下IMO排放法規(guī)對(duì)NOx的限制[13]

需要了解 NOx的生成機(jī)理，進(jìn)而提出合理的控制技能，需要從高氣體充量、高效燃燒、低機(jī)械損耗等角度過程出發(fā)，介紹了船舶柴油機(jī) NOx的生成機(jī)理，再?gòu)�，闡述了不同技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。機(jī) NOx的生成機(jī)理燒過程可分為預(yù)混燃燒和擴(kuò)散燃燒，船舶柴油機(jī)主要邊燒的模式，會(huì)導(dǎo)致火焰內(nèi)部存在高溫濃混合氣區(qū)，(CO)等不完全燃燒的產(chǎn)物，同時(shí)火焰鋒面快速氧化反溫，導(dǎo)致大量的氮氧化物(NOx)生成。的廢氣產(chǎn)物主要包括：N2（75.8%）、O2（13.0%）、CO這四種產(chǎn)物占總量的 99.5%以上。除此之外，由于船CO 和 CxHy 的生成量較��；SOx生成量主要受到燃受到局部溫度的影響。NOx生成量雖然不大，但是對(duì)要的有害排放物。圖 1-2 表示了船舶柴油機(jī)進(jìn)排氣各

第一章 緒論技術(shù)的發(fā)展，美國(guó)康明斯公司在重型柴油機(jī)中應(yīng)用了冷 EGR 技術(shù)，日本日野公司開發(fā)了復(fù)合 EGR 系統(tǒng)，使控制 NOx排放的潛力更大[19-20]。由于低速二沖程船舶柴油機(jī)采用重油，燃油中較高的含硫量會(huì)產(chǎn)生各種硫酸產(chǎn)物，對(duì) EGR 系統(tǒng)各部件腐蝕；同時(shí)低溫 EGR 系統(tǒng)的管路較長(zhǎng)，可能造成 EGR冷卻和增壓冷卻系統(tǒng)和管路的結(jié)垢問題。所以高壓 EGR 更適合應(yīng)用于低速二沖程船用柴油機(jī)[21]-[23]。圖1-3為MAN公司典型的高壓EGR系統(tǒng)的布置示意圖[24]，系統(tǒng)通過 EGR 泵克服壓力差將廢氣經(jīng)過濕式洗滌器(wet scrubber)去除硫化物和顆粒后引入到高壓的掃氣集管處，完成 EGR 系統(tǒng)的工作過程。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]進(jìn)氣組分對(duì)低速船機(jī)NOx排放的影響[J]. 劉海峰,張慧祥,王滸,鄒憲.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2017(04)
[2]船舶柴油機(jī)動(dòng)力渦輪與渦輪增壓器聯(lián)合優(yōu)化匹配研究[J]. 馮金勇,馮明志,李靜芬,黃偉.  柴油機(jī). 2017(02)
[3]船用低速二沖程柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)發(fā)展概述[J]. 文李明,張志勇,吳朝暉.  柴油機(jī). 2016(01)
[4]基于米勒循環(huán)的柴油機(jī)IEGR方法研究[J]. 褚超美,洪佳駿,王成潤(rùn).  內(nèi)燃機(jī)工程. 2016(05)
[5]米勒循環(huán)對(duì)船用低速柴油機(jī)性能影響的仿真研究[J]. 王筱蓉,劉辰朋,尹子峰,尹升奇.  船舶工程. 2014(04)
[6]基于米勒循環(huán)要求的高速船用柴油機(jī)凸輪型線設(shè)計(jì)研究[J]. 李佳,王宇業(yè),陳志忠.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2015(05)
[7]大型船舶NOx和SOx控制技術(shù)[J]. 魏永,廉寶剛,金賢,張超群.  船舶工程. 2013(S2)
[8]米勒循環(huán)船用低速柴油機(jī)燃燒與排放試驗(yàn)研究[J]. 張俊軍,吳朝暉,王偉,劉鋒華,胡朝霞.  鐵道機(jī)車車輛. 2011(S1)
[9]船用柴油機(jī)應(yīng)對(duì)IMO Tier Ⅲ排放法規(guī)的技術(shù)措施[J]. 張東明,平濤,閆萍,張文正,孫強(qiáng).  柴油機(jī). 2011(04)
[10]低速船用柴油機(jī)電控共軌系統(tǒng)新進(jìn)展[J]. 張學(xué)文,滿長(zhǎng)忠,唐運(yùn)榜,趙寅策.  內(nèi)燃機(jī). 2010(05)

博士論文
[1]基于EGR和低溫燃燒概念的柴油機(jī)燃燒過程研究[D]. 龔英利.天津大學(xué) 2009

碩士論文
[1]船用低速二沖程柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化數(shù)值模擬研究[D]. 李丹.大連理工大學(xué) 2015
[2]低速二沖程柴油機(jī)廢氣再循環(huán)仿真研究[D]. 陶一凱.上海交通大學(xué) 2015
[3]基于改善柴油機(jī)NOx和碳煙折衷關(guān)系的噴油和進(jìn)氣參數(shù)的數(shù)值模擬[D]. 李小氈.天津大學(xué) 2014
[4]利用EGR技術(shù)降低渦輪增壓內(nèi)燃機(jī)排氣污染的研究[D]. 楊建坤.天津大學(xué) 2007
[5]基于MARPOL73/78附則Ⅵ的船用柴油機(jī)排放控制研究[D]. 吳校明.上海海事大學(xué) 2006
[6]基于IMO附則Ⅵ的船舶柴油機(jī)NOx排放研究[D]. 莊重.上海海事大學(xué) 2006
[7]車用直噴式柴油機(jī)燃燒過程的多維數(shù)值模擬研究[D]. 焦運(yùn)景.天津大學(xué) 2006
[8]船用柴油機(jī)氮氧化物排放特性與排放量計(jì)算方法研究[D]. 張躍文.大連海事大學(xué) 2000



本文編號(hào)：3292322