船用柴油机NOX排放实船测试探讨

开题报告轮机工程船用柴油机氮氧化物排放控制技术研究一、选题的背景与意义2005年5月19日，MARPOL73/78附则VI正式生效之后，一定程度上缓解了传播造成大气污染的现象，但是国际海事组织海洋环境保护委员会第57届会议通过了MARPOL73/78附则VI的修正案，对船舶废气中的氮氧化物与硫氧化物及氮氧化物的排放含量作了限制，禁止故意排放消耗臭氧的物质。

这一举措给航运业各相关利益方面均提出了新的更高的要求。

当今世界由于国际海事组织海洋环境保护委员会通过了新的MARPOL73／78附则VI修正案，对柴油机的废气排放提出了更高的要求。

比如。

根据已生效的MARP0L73／78附则VI的规定，在NO x排放方面,对于2000年1月1日~2011年1月1日安装的柴油主机的NO x排放量不得超过17克/千瓦·时；2011年1月1日以后安装的柴油主机的NO x排放标准为14.4克/千瓦·时；2016年1月1日以后安装的柴油主机的NO x排放标准为：当船舶航行于指定的排放控制区域内时为3.4克/千瓦·时，在排放控制区外航行时仍为14.4 克/千瓦·时。

对于现有主机，MEPC 规定1990年1月1日~2000年1月1日安装的输出功率在5000千瓦以上、汽缸工作容积在90升以上的柴油主机的NO x 排放标准为17克/千瓦·时。

从另一方面讲，MARP0L73／78附则Vl的修正案是世界各相关国家、航运业内的各相关利益方相互博弈的结果，是政治、经济利益的体现。

按照市场理论，企业将根据技术实施能力的不通，通过技术占领甚至垄断市场，排斥不符合该技术标准的产品，达到排斥异己的目的。

MARP0L73／78附则VI中规定的排放限制标准的具体数值，基本上反映了目前船用柴油机生产制造的最高水平。

当今，许多发展中国家经过技术引进和研发，都可以生产制造船舶柴油机，但发展中国家的技术和制造工艺水平还不够高，无论从经济性方面，还是从环保性方面，都不能与先进的船舶柴油机生产国相比。

船舶柴油机NOx排放控制探析20世纪70年代以来，船舶柴油机的排放对环境的影响日益引起各国的重视，许多国家和地区通过立法的形式规定了船舶柴油机的排放限额。

国际海事组织（IMO）多次召开会议，就船用燃油质量、主机机型设计和排放要求展开探讨。

随着MARPOL公约附则Ⅵ第二阶段和第三阶段的到来，对船舶排放的要求更加严格。

文章从技术方面就降低NOx的排放进行探讨。

标签：船用柴油机；MARPOL；NOx排放随着国际贸易的发展，船舶航运在经济发展中发挥着越来越重要的作用。

在驱动经济发展的同时，自身也面临着能源与环境的问题。

地球上化石燃料储存有限，而能源需求量却在逐年增加，资源面临着枯竭的危险。

与此同时，环境污染日趋严重，极大地制约了经济的发展，影响人们的身体健康，甚至危及人类的生存。

船舶对环境所造成的污染主要来自柴油机排放造成的大气污染。

限制船舶污染物的排放已成为国际社会的共识。

1997年，国际海事组织（IMO）制定并通过了MARPOL73/78公约的新增附则Ⅵ《防止船舶造成大气污染规则》，对船舶主机的排放提出严格的要求。

MARPOL73/78公约附则Ⅵ适用于400总吨及以上航行于缔约国海域的船舶，以及航行于缔约国所属或所管辖水域的平台和钻井平台。

对安装在2000年1月1日及以后的船舶上的柴油机或经重大改装的、输出功率超过130KW的柴油机，附则Ⅵ规定了NOx的排放上限，表1是IMO对NOx 排放的要求。

据统计，船用柴油机每年向大气中排放的NOx达到650万吨，超过了SOx （600万吨）。

预计到2020年，NOx的排放量将增长47%。

船舶所造成的大气污染，特别是距海岸400km以内的近海地区尤为严重。

减少柴油机的有害排放已刻不容缓。

NOx是柴油机废气的主要成分之一，其中90%的是NO，少量是NO2。

NOx是形成酸雨、酸雾的主要原因之一，是光化学烟雾的罪魁祸首，对人体的呼吸系统有毒害作用。

限制氮氧化物的排放已成为各国环保部门的共识。

柴油机NOx排放量实船测试及误差分析功率超过130kW的柴油机在装船前需进行相关的NOx排放量认证工作，并获取EIAPP证书。

其NOx排放量测试工作一般是在柴油机台架上进行的，相关的测量仪器及其精度都是按照实验室标准配置，能满足船舶柴油机NOx排放量測量的相关要求。

由于使用用途、航行区域、机损故障、关键部件调整等因素，需要对在航船的柴油机进行NOx排放量的实船测量。

要想在船舶上实施柴油机的NOx排放量测试，目前船舶柴油机的系统组成及测试仪器精度等环节不能满足《MARPOL》公约的相关要求，必须进行系统改造和测试仪器的安装或更换。

在进行柴油机氮氧化合物（NOx）质量排放量的测试工作时，依据公约及其计算方法的要求，并根据其各自的性质，可以将测取的参数分为四类，分别为大气环境参数、柴油机运行参数、排气参数和燃油成份。

具体如表1所示：表1所示的第四项参数为燃油成份，需在试验过程中对柴油机燃用的燃油进行现场取样，之后送到有资质的专业燃油成份分析服务机构，按照*****的要求对燃油成份进行分析，并出具正式1/ 8的燃油成份分析报告；其它三项参数（大气参数、柴油机运行参数和排气成份）都需在现场使用符合要求的测试仪器进行实时测量。

在实船上，现有测试仪器的数量及精度一般都不能满足要求，需根据船舶的实际情况进行相应的系统调整和测试仪器安装。

下面结合大连海事大学排放测试中心实施的某轮发电副机实船NOx排放量测试项目的试验情况，就系统调整、测试仪器及其安装、及各类测量误差对NOx排放量测试结果的影响等问题进行阐述：1.大气环境参数的测量及影响大气环境参数的测量仪器由测试者自带，其摆放位置，需靠近运行柴油机增压器的压气机侧，距离应控制在0.5～1.0米为宜，如为表盘式仪表应注意适当的固定，避免运行柴油机的震动影响其测量精度；由于船舶机舱一般为封闭空间，柴油机消耗的空气由机舱风机提供，随着柴油机工况点的变化，应调整运行风机数量，保持机舱大气压力在100 kpa左右，并避免较大的波动。

船舶排放废气特征分析及控制技术探讨船舶排放废气是当今世界面临的重要环境问题之一。

随着全球化的发展和海洋贸易的增加，船舶废气排放对海洋和空气环境造成的影响越来越大。

有必要对船舶排放废气的特征进行深入分析，并探讨相应的控制技术，以减少其对环境的负面影响。

一、船舶排放废气的特征分析1. 主要排放物种及来源船舶排放废气主要包括氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）、颗粒物（PM）、碳氢化合物（HC）及二氧化碳（CO2）等。

NOx主要来自船用柴油机的燃烧过程，而SOx则主要源于燃料中的硫。

颗粒物和HC则来自于船舶的燃料和润滑油的燃烧过程。

而CO2则是燃烧过程的产物。

2. 排放浓度和排放量船舶排放废气的浓度和排放量受到多种因素的影响，包括船舶的类型和规模、船用柴油机的工况、航行速度和油品质量等。

一般来说，大型船舶的废气排放量要远远超过小型船舶，而高速航行和低品质燃料则会导致废气排放浓度和排放量增加。

3. 排放对环境的影响船舶排放废气对海洋和空气环境都有着严重的影响。

在海洋环境中，NOx和SOx排放会导致海水酸化，影响水生生物的生存和繁衍；颗粒物和CO2排放则会污染海洋水域，影响海洋生态系统的平衡。

而在空气环境中，这些废气的排放会导致大气污染，对人体健康和自然生态环境造成危害。

二、船舶排放废气控制技术探讨1. 燃料的改良和调整作为船舶主要的能源来源，燃料的改良和调整是减少船舶排放废气的有效手段之一。

使用低硫燃料或者采用清洁燃料如天然气、生物柴油等，可以显著减少SOx和颗粒物的排放；而采用低氮燃料或者采用氮氧化物还原催化剂等技术，可以减少NOx的排放。

2. 发动机技术的改进通过改进船用柴油机的燃烧技术和排放控制技术，可以有效降低船舶排放废气。

采用高效的燃烧系统和排气后处理技术，可以减少NOx和颗粒物的排放；采用高效的冷却系统和润滑系统，可以减少HC和CO2的排放。

3. 废气后处理技术的应用废气后处理技术是减少船舶排放废气的重要手段之一。

本科毕业设计（论文）船舶柴油机NOx排放特性分析Analysis of Characteristics of Nitrogen Oxides Emissionfrom Marine Diesel Engine摘要摘要：为了了解在不同运转条件下船舶柴油机氮氧化物排放的特性，通过查阅文献的方式比较已有的各种典型技术，分析其特点并提出一种能够较好的限制船舶柴油机氮氧化物排放量的方案。

研究的结果表明：从降低氮氧化物排放的效果看，燃料转换+双燃料操作技术对降低氮氧化物排放量的效果最为明显，而低氮氧化物燃烧调整技术对降低氮氧化物排放量的作用最为微弱；从投入安置维护设备的资金来看，高压涡轮增压(二级增压)技术最具有经济性，而燃料转换+双燃料操作技术则需要花费巨额的资金。

从研究的结果来看，各个技术均有优势和缺点，因此综合技术本身对氮氧化物的减排效果和投入安置维护资金的多少两方面的因素，发现废气再循环系统与高压涡轮增压技术相结合的方案和废气再循环系统与增湿技术相结合的方案是目前适合推广的方案。

关键词：氮氧化物；排放特性；船舶柴油机；减排Analysis of Characteristics of Nitrogen Oxides Emissionfrom Marine Diesel EngineAbstractAbstract:In order to understand the characteristics under different operating conditions of marine diesel engine Nitrogen Oxides emissions by way of comparative literature typically have a variety of techniques to analyze its characteristics and propose a marine diesel engine can better limit nitrogen oxide emissions solution. Results of the study showed that: reduce nitrogen oxide emissions from the effect, fuel switching + dual-fuel operation of the technical effect of reducing nitrogen oxide emissions of the most obvious, and low Nitrogen Oxides combustiontechnology to reduce nitrogen oxide adjust emissions the role of the most feeble; funds placed into service the equipment, the high-pressure turbo (two supercharger) technology the most economical, and fuel switching + dual-fuel operation techniques you need to spend huge amounts of money. Judging from the results of the study, various techniques have advantages and disadvantages, so the integrated effects technology itself to reduce emissions of nitrogen oxides and how much maintenance factor of two resettlement funds, and found the high-pressure exhaust gas recirculation system and turbocharger technology combination of programs and exhaust gas recirculation system with humidification technology combined solution is suitable for the promotion of the program.Key Words:Nitrogen Oxides; Emission Characteristics; Marine Diesel Engine; Reduction.1引言1.1问题的提出据统计，船舶承担着近97%的世界贸易运输量，并消耗世界能源的3%，而柴油机作为现代船舶主要的动力装置，每年向大气排放的氮氧化物的量是非常大的。