基于MARPOL73/78附则Ⅵ的船用柴油机排放控制研究

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随着全球环境的日益恶化和人们环保意识的逐渐加强,控制发动机有害气体排放的要求日益强烈,船舶柴油机排放废气中的SO_x和NO_x等对大气环境造成的污染已引起国际社会广泛的关注。如何保护我们赖以生存的地球环境是目前人类面临的重要课题。为了防止、减少和控制船舶造成的大气污染,国际海事组织(IMO)近年来加紧了有关法规的制定,最终于1997年9月15至26日在IMO总部伦敦召开的MARPOL73/78缔约国大会上,批准了修订MARPOL73/78的1997年议定书,该议定书新增了《MARPOL73/78公约》附则Ⅵ—防止船舶造成空气污染规则,附则Ⅵ已于2005年5月19日起生效。本文以《MARPOL73/78公约》附则Ⅵ全面生效为背景,分析了今后对船用柴油机的排放限制必将越来越严格的趋势。通过对船用柴油机废气排放中NOx生成机理的讨论,从柴油机结构、燃油和进气条件这三方面分析了其对船用柴油NOx排放特性的影响。介绍了G6300ZC16B船用柴油机废气排放测试的过程,在此基础上,分析了改进型G8300ZC30B船用柴油机NOx排放控制改进措施。根据试验测得的数据,对两种船用柴油机废气排放的规律进行比较,分析两者之间的相互关系,为以后船用柴油机废气排放的控制研究提供实例依据和研制参考。通过对实船检测的要点和优点分析,得出实船检测是控制船用柴油机废气排放的必然趋势。1)讨论了船用柴油机NOx排放的影响因素、生成机理以及相应的排放控制技术,总结了当前进行柴油机排放控制的主要思路和方法。并且,在已有的排放控制技术的基础上,分析了重要零部件对柴油机排放特性的影响,为装船柴油机的维护、保养以及更换零部件后的发证检验提供了相关依据。2)通过对G6300ZC16B船用柴油机采用的测试原理、仪器的校准以及试验过程、台架要求和测试规范等作了详细的说明,全面地介绍了附则Ⅵ实施的内容和要求,并对G6300ZC16B船用柴油机废气排放测试结果进行了分析。3)介绍了改进型G8300ZC30B船用柴油机NOx排放控制改进措施。通过对G8300ZC30B船用柴油机废气排放测试结果的分析,验证了在设计时为了减少柴油机NOx的排放量,所采用的思路是合理可行的。4)分析了随着世界环境状况的不断恶化,以及人们对环境保护意识的增强,国际上对船用柴油机的排放限制有愈来愈严格的趋势。通过对实船检测的要点和优点介绍,得出了船用柴油机进行实船测试具有不容回避的必然性的结论。5)通过对G300船用柴油机废气排放的规律进行比较、分析,发现不论是在满负荷还是在部分负荷的条件下,随着喷油提前角的减小,NOx的排放量都有明显减少;同时柴油机性能对SOx排放的影响较小,燃油中的含硫量是影响SOx排放的主要因素。G8300ZC30B船用柴油机废气排放中NOx排放量的降低主要是由于减小喷油提前角所致,而SO2的排放量的降低主要是由于燃油中含硫量的减小所致。为以后船用柴油机废气排放的控制研究提供实例依据和研制参考。
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