燃用重油對(duì)船用柴油機(jī)排放的影響.pdf

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1、第40卷第1期201】年02月船海工程SHIP＆(X：EANENGINEERINGV01．40No．1F0b．20¨DOI：10．3963／j．issn．1671—7953．2011．01．030燃用重油對(duì)船用柴油機(jī)排放的影響盧成，黃永仲(廣西玉柴機(jī)器股份有限公司，廣西玉林537005)摘要：在一臺(tái)船用高速柴油機(jī)上分別進(jìn)行燃用輕油(o#柴油)和重油(180礎(chǔ)n2／s)的試驗(yàn)，對(duì)比分析不同燃油時(shí)的排放特性。試驗(yàn)結(jié)果表明，與燃用輕油相比，在額定轉(zhuǎn)速不同負(fù)荷百分比下．燃用重油時(shí)的N()f排放水平相差不大，只是在100％負(fù)荷時(shí)

2、重油的N()』排放略高于輕油；對(duì)于aJ和炳度排放。除r100％負(fù)荷點(diǎn)相近外，其余負(fù)荷點(diǎn)都是重油遠(yuǎn)高于輕油，并且是負(fù)荷越低差別越大；而對(duì)于THc排放，除低負(fù)荷點(diǎn)輕油略高丁系油外，中高負(fù)荷點(diǎn)都是重油高于輕油。關(guān)鍵詞：蓖油；船用柴油機(jī)；排放中圖分類號(hào)：U664．12l；TK421．2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：167l一7953(2011)0l—0098一03隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)石油需求不斷增加，常規(guī)石油儲(chǔ)量日益減少，重油等非常規(guī)石油資源的開發(fā)利用已得到越來(lái)越多國(guó)家的審視。中國(guó)常規(guī)石油供需矛盾現(xiàn)已十分突出，但重油資源豐富，

3、未來(lái)隨著石油技術(shù)的進(jìn)步及其帶來(lái)的重油產(chǎn)量的提高和開采成本的降低，重油資源必將成為中國(guó)最鶯要的戰(zhàn)略接替能源之一LlJ。一直以來(lái)由于船用柴油機(jī)燃用蘑油必須配置一套重油預(yù)處理單元，不僅增大了機(jī)艙窄問(wèn)同時(shí)也增加了一筆不小的初裝機(jī)費(fèi)用，這樣便阻礙了重油在中小型柴油機(jī)J：的應(yīng)用。目前，鶯油被應(yīng)用在一些工業(yè)鍋爐和船用大型中、低速柴油機(jī)上12]。小型中、高速柴油機(jī)轉(zhuǎn)速偏高，燃料在缸內(nèi)燃燒的時(shí)I'HJ較短。而鶯油成分復(fù)雜燃燒緩慢，直接使用重油對(duì)于小型中、高速柴油機(jī)極為不利，不僅性能惡化。排放更是無(wú)法滿足法規(guī)要求門]。為此，在一臺(tái)船用高速

4、柴油機(jī)上進(jìn)行燃用輕、重油實(shí)驗(yàn)，對(duì)比分析燃用輕、重油排放水平，探討燃用重油對(duì)船用柴油機(jī)排放的影響。1重油的預(yù)處理重油不僅粘度大，雜質(zhì)及金屬元素的含量都較柴油高出不少，因此必須對(duì)重油進(jìn)行處理才能98收稿日期：2010_ll一29修回日期：20lo-12一10作者簡(jiǎn)介：盧成(1968一)。男．工程碩士。研究方向：船舶柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組開發(fā)設(shè)計(jì)及匹配應(yīng)用E-刪Iil：luchengg@l26．com使重油進(jìn)機(jī)燃燒。使用重油預(yù)處理系統(tǒng)見(jiàn)圖1。圖l重油預(yù)處理系統(tǒng)重油首先在沉淀柜中預(yù)熱沉淀，初步去除底部的水和雜質(zhì)。分離單元主要部件是分油

5、機(jī)，重油經(jīng)分油機(jī)分離凈化后，由駁運(yùn)泵送至重油日用柜儲(chǔ)存。供油單元主要由供油泵、加熱桶及均質(zhì)機(jī)構(gòu)成．重油在此經(jīng)加熱、研磨處理后使其進(jìn)機(jī)粘度控制在9～兒mm2／s范圍內(nèi)。4‘，然后進(jìn)入主機(jī)安全燃燒。實(shí)驗(yàn)用燃料油為輕油、O#柴油；重油，粘度為180mm2／s，輕油及處理后的重油理化特性見(jiàn)表1。表l輕、重油理化特性燃川蕊油對(duì)船用柴油機(jī)排放的影響——盧成。黃水仲2。試驗(yàn)裝置和研究方法實(shí)驗(yàn)在一臺(tái)船J{J高速柴油機(jī)上進(jìn)行，該發(fā)動(dòng)機(jī)基本參數(shù)見(jiàn)表2。表2發(fā)動(dòng)機(jī)基本參數(shù)缸數(shù)缸徑×行程排破／L每缸氣I'】數(shù)艟吸氣方式壓縮比額定功率／kW額定

6、轉(zhuǎn)速／(r·min6200mnl×210mm404增壓中冷14．53601)1OOO實(shí)驗(yàn)所用儀器設(shè)備及布置情況見(jiàn)圖2所示。尾7(分村r儀制腰汁圖2實(shí)驗(yàn)設(shè)備及布置選取100％、75％、50％、25％四個(gè)負(fù)荷點(diǎn)在額定轉(zhuǎn)速1000r／min下進(jìn)行燃川輕、重油對(duì)比實(shí)驗(yàn)。3試驗(yàn)結(jié)果和分析圖3是在額定轉(zhuǎn)速不同負(fù)荷丁況下的輕油和重油的N()，排放情況，南圖可知．隨著負(fù)荷的增加，輕油和霞油的N()，排放的體積比呈增加趨勢(shì)，但在達(dá)到75％負(fù)荷時(shí)，這種趨勢(shì)變緩，75％負(fù)荷和100％負(fù)荷下的N()，排放的體積比相差不大，在100％負(fù)荷下輕油

7、的N()，排放比75％負(fù)荷下低。這是由于隨著負(fù)簡(jiǎn)的增加。每循環(huán)噴人缸內(nèi)的燃油饋增加．最高燃燒溫度提高，相應(yīng)的N()，排放增加。但在超過(guò)75％負(fù)荷后。雖然噴入的燃油饋增加了。但此時(shí)過(guò)饋空氣系數(shù)下降，有利于N()，生成的富余氧含情降低．同時(shí)油氣混合不均勻．燃燒惡化，這些都會(huì)抑制N()，排放的體積比的繼續(xù)增加。I冬13中還可看m輕油和重油的N()，排放情況相近，但在100％負(fù)荷時(shí)蕊油的N()，排放濃度委高于輕油。這是

8、天l為最然黍油滯燃期長(zhǎng)。初期預(yù)混合燃燒鏈大。但I(xiàn)承油燃燒速度較慢．使得慘個(gè)燃燒過(guò)程推遲．在這兩個(gè)閃素的綜合影

9、響下，I葉J現(xiàn)了輕、重油的N()，排放情況相近甚至是重油高于輕油的現(xiàn)象。。1600o≤l200_鼷8(】()投古4似)ZO—，，一-■乎r，r255()75100負(fù)倚百分?jǐn)?shù)／％圖3輕、重油Nq排放對(duì)比網(wǎng)l!絲到圖4是在額定轉(zhuǎn)速不同負(fù)荷丁況下的輕油和重油的C()排放情況。圖中ff{現(xiàn)了低負(fù)荷和高負(fù)荷情況下C()排放的體積比相對(duì)較高的