船用高速柴油机排放研究

论文摘要

随着全球环境的日益恶化和人们环保意识的不断加强,控制发动机有害气体排放的要求日益强烈。对船舶柴油机而言,由于其废气排放具有流动性强、扩散性大、持续时间长的特点,船舶柴油机排放对生态环境造成的严重危害已经受到国际海事组织(IMO)以及世界各国政府的高度重视。为了防止、控制和减少船舶造成大气污染,IMO近年来加紧了有关法规的制定,并于最近通过了MARPOL公约附则Ⅵ的修正案。同时国内有关部门也在加紧船舶发动机排放污染控制法规的制定。首先,针对IMO通过的新版船用柴油机氮氧化物(NOx)排放控制技术规则,本文着重介绍新旧版NOx技术规则的不同点,并通过船用高速柴油机的排放试验研究,对新旧版不同计算方法的排放计算结果进行了对比分析,以探讨新旧版NOx排放计算方法的差别及其对排放计算结果的影响。分析结果表明:新旧版NOx温湿修正系数变化很小,对排放计算结果几乎没有影响;新版中干湿修正系数按照发动机完全与不完全燃烧两种情况进行划分,这种变化对排放计算结果均有一定的影响;新版碳平衡法的NOx计算结果较旧版碳平衡法的要低些,但更加接近空气和燃料测量法的计算值,这也论证了新版碳平衡法的进步性。其次,针对目前国内尚无相应的内河船用柴油机排放法规的情况,本文进行了船用柴油机颗粒排放台架测试方法的研究,然后通过柴油机排放对比试验分析了燃油品质对船用柴油机NOx、颗粒等排放的影响,进而探讨船用柴油机颗粒排放关于燃油硫含量的修正问题。最后本文通过试验研究得出船用柴油机颗粒排放关于燃油硫含量的修正系数0.072,与美国EPA确定的0.0917有所差别,而引起它们不同的原因有待进一步的研究。总之,本课题致力于船用柴油机排放研究,取得的相关研究成果对我国船用柴油机排放测试技术的发展和相关排放法规的制定都具有一定的指导意义,当然文中仍有许多不足之处和难点工作有待日后进一步的研究和完善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 课题来源
• 1.4 本文研究内容
• 第2章 船用柴油机排放法规现状及发展
• 2.1 MARPOL73/78防污公约
• 2.1.1 MARPOL公约附则Ⅵ
• 2.1.2 MARPOL公约附则Ⅵ的修正
• 2.2 地方性排放法规
• 2.2.1 美国
• 2.2.2 欧盟
• 2.2.3 我国
• 2.3 本章小结
• 第3章 船用柴油机排放测试与计算
• 3.1 船用柴油机NOx排放测试与计算
• 3.1.1 试验条件
• 3.1.2 测量设备及精度要求
• 3.1.3 试验循环和加权系数
• 3.1.4 气体取样与测量
• 3.1.5 新版气体排放计算方法
• 3.2 船用柴油机颗粒物排放测试与计算
• 3.2.1 颗粒物的测量
• 3.2.2 颗粒采样系统
• 3.2.3 测试流程
• 3.2.4 颗粒排放计算
• 3.3 本章小结
• 第4章 船用高速柴油机排放测试实例分析
• 4.1 试验内容及试验装置
• 4.1.1 试验用柴油机
• 4.1.2 试验台架及测试设备
• 4.1.3 燃油
• 4.1.4 试验内容
• 4.2 气体排放计算方法的对比分析
• 4.2.1 新旧版空气流量法对比分析
• 4.2.2 新旧版碳平衡法对比分析
• 4.2.3 不同计算方法对比分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 柴油品质对船用柴油机排放的影响
• 5.1 船用燃油特性及标准
• 5.1.1 燃油特性
• 5.1.2 船用燃油标准
• 5.2 油品对船用柴油机排放影响研究
• 5.2.1 研究方法
• 5.2.2 试验结果及分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文