浅析船舶柴油机节能减排技术.doc

浅析船舶柴油机节能减排技术.doc:..浅析船舶柴油机节能减排技术随着世界范围内的能源危机和环境污染问题的日益严重,人们对于发动机在节约能源和控制污染物排放方面的要求日趋严格。虽然船舶柴油机主要在大洋作业,对地区生态环境影响较小,但是必然促使全球有害物总量上升;且全球石油资源日趋紧张,提高资源利用率是全球各国的共同责任,因此船机节能减排技术是当今的一个重大课题,本文主要分机内和机外两大类来阐述船用柴油机节能减排技术的发展路线。1机内节能减排措施机内主要是通过改善燃烧来达到节能减排的目的,本文主要从油、气及燃烧的角度,介绍涡轮增压、高压共轨、先进燃烧三大技术,其他还有加水技术、充量调节、米勒循环、电控液压气阀传动机构技术等。,柴油机与涡轮增压器作为流通特性不同的两个热力系统,它们的匹配是有矛盾的,低负荷时涡轮增压器无法提供柴油机需要的增压压力;高负荷时,涡轮发出的功又会过多。所以可以将涡轮增压器的连接轴与一高速发电机相连,该发电机同时具有电动机的功能(如图1),高负荷时,发电机将增压器多余的轴功转化为电能,起到排气能量回收的作用;低负荷时,与压气机轴相连的发电机工作在电动机模式,补偿不足的涡轮功,提高增压压力,改善了柴油机的低负荷性能和启动工况性能。进而实现节能减排的目的。,并且通过一些辅助措施,使增压压力在一定范围内可调。如图3所示为两级增压系统示意图,柴油机废气首先经过带废气旁通阀的高压级涡轮膨胀做功,然后经过低压级涡轮膨胀做功;而新鲜进气则经过低压级压气机压缩后进入高压级压气机,由于此时压缩空气的温度与压力都较高,因此在高压级压气机与柴油机进气管之间增加中冷器来降低进气温度,从而增加柴油机进气充量的密度与流量,经过中冷器冷却的进气最后进入进气管。Engine图3两级增压系统示意图当柴油机在低速工况运行时,废气放气阀关闭,废气经由高压级直接流向低压级,两个压气机同时做功,虽然废气流量较小,废气能量不高,然而进气经过高、低压级压气机压缩后,进气压力相比单级仍然会有大幅的上升,进气流量也进一步增加,从而提高了柴油机的低速扭矩并改善低速排放。当柴油机在高速工况运行时,高压级增压器的废气放气阀开启,一部分废气不经过高压级直接流向低压级做功,以降低高压级的废气流量与做功能力,使增压压力不至于超过设定的最高压力极限。由于废气能量较大,低压级增压器也能保持较高的效率,提高高速工况的进气量,以满足柴油机高、低工况的运行要求。高压级废气放气阀也可根据实际需要选择传统气动阀或者可调节电控阀进行无级调节。柴油机采用两级增压后,由于进气压力上升,进气流量也大幅上升,可改善缸内混合气的质量,NOx并不显著增加,而微粒的排放量却会降低,特别是低速大负荷时的微粒排放明显减小,改善柴油机的低速油耗。。在该系统中,高压油泵前端的齿轮泵将燃油从油箱里抽出,再通过燃油滤清器送入高压油泵升压并输送到共轨管,最后经高压油管进入喷油器。