廢氣再循環(huán)對船舶低速柴油機(jī)性能及排放影響的研究.pdf

1、2016年，國際海事組織(IMO)將強(qiáng)制實施更加嚴(yán)格的氮氧化物(NOX)排放標(biāo)準(zhǔn)，廢氣再循環(huán)(EGR)技術(shù)是實現(xiàn)IMO Tier III標(biāo)準(zhǔn)的有效途徑。但是，目前在國內(nèi)，還鮮有文章對船舶二沖程柴油機(jī)的EGR技術(shù)做出分析。本文選取6S50ME-C8.2型船舶二沖程柴油機(jī)為研究對象，針對其工作特點，在燃用低硫油的基礎(chǔ)上，模擬建立高壓 EGR系統(tǒng)和低壓EGR系統(tǒng)，深入分析了EGR率和EGR冷卻溫度對柴油機(jī)性能及排放的影響；探究了Miller循

2、環(huán)聯(lián)合EGR系統(tǒng)對高壓EGR柴油機(jī)的影響；本文同時利用模糊綜合評估模型對高壓 EGR系統(tǒng)和低壓 EGR系統(tǒng)方案進(jìn)行了評價，以期為船舶二沖程柴油機(jī)EGR系統(tǒng)的設(shè)計提供理論參考；本文對高壓EGR系統(tǒng)采用進(jìn)氣旁通技術(shù)，優(yōu)化了壓氣機(jī)的運行點。本文主要工作及結(jié)論有：
　　1)建立了6S50ME-C8.2型柴油機(jī)高壓 EGR系統(tǒng)和低壓 EGR系統(tǒng)，分析了 EGR率和EGR冷卻溫度對柴油機(jī)性能和排放的影響，發(fā)現(xiàn)：EGR率越高，柴油機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)

3、性越差，但與此同時NOX排放值越低；EGR冷卻溫度越低，柴油機(jī)NOX排放值越低，但柴油機(jī)功率下降，最高爆發(fā)壓力和最高燃燒溫度降低，油耗增多；
　　2)對比建立的高低壓EGR系統(tǒng)，得到：低壓EGR系統(tǒng)EGR率的擴(kuò)展范圍大于高壓EGR系統(tǒng)，且在低壓EGR系統(tǒng)中，EGR冷卻溫度對柴油機(jī)性能的影響比高壓EGR系統(tǒng)??；
　　3)通過 Miller循環(huán)對柴油機(jī)性能和排放進(jìn)行分析，將排氣閥關(guān)閉時間延遲后，柴油機(jī)25％、50%、75%和10

4、0%工況的燃油消耗率有著明顯的上升，與此同時，NOX排放值得到了有效控制；當(dāng)Miller循環(huán)與EGR聯(lián)合應(yīng)用后，將100%工況的排氣閥調(diào)整至302°CA，NOx排放值相比未聯(lián)合 Miller循環(huán)時有了明顯降低，但柴油機(jī)燃油消耗率也上升明顯；
　　4)本文建立了模糊綜合評估模型，根據(jù)最大隸屬度準(zhǔn)則，分別對高低壓EGR系統(tǒng)方案進(jìn)行了評價，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)兩種 EGR系統(tǒng)均在各自的最大 EGR率運行時，低壓 EGR柴油機(jī)的整體性能更好；

5、　　5)本文采用了進(jìn)氣旁通的技術(shù)，對柴油機(jī)高壓EGR系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化了加入高壓 EGR系統(tǒng)后壓氣機(jī)的運行點，使其遠(yuǎn)離喘振線，并在高效率區(qū)運行；與此同時，加入進(jìn)氣旁通后，柴油機(jī)的功率和油耗相比之前得到了改善，NOx排放相比高壓EGR系統(tǒng)下降幅度較??；與此同時，高壓EGR-旁通系統(tǒng)能夠滿足IMO Tier III關(guān)于氮氧化物的排放要求，各工況的NOx排放值均可以控制在3.4g/(kW·h)以下。據(jù)此，本文得出結(jié)論：當(dāng)船舶二沖程柴油機(jī)