第五章压燃式内燃机低排放设计
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均质压燃在内燃机燃烧技术中的应用进展与展望姓名:xxx学号:xxx联系电话:xxx导师:xx学院:xxx摘要:均质压燃式(HCCI)燃烧方式是目前内燃机燃烧领域的研究热点。
HCCI燃烧是以预混合燃烧和低温反应为特征的燃烧方式。
采用HCCI燃烧方式可以同时有效降低柴油机的NOx和破烟排放,并提高柴油机的循环热效率。
本文阐述了“均质压燃、低温燃烧”新一代内燃机燃烧技术的背景、研究现状以及所取得的主要研究进展。
关键词:均质压燃;低温燃烧;燃烧理论;燃料改质1 概述燃烧技术是内燃机的核心技术,回顾内燃机过去 30 余年的发展历程可以清晰看到,满足日益严格的排放法规已成为内燃机燃烧技术进步的主要推动力。
以美国重型商用柴油机为例,EPA 2010 年法规微粒限值(0.01 g/hp·h)和 NOx限值 (0.2 g/hp·h) 都仅相当于 1978 年法规限值的1%( 微粒:1.0 g/hp·h;NOx:20 g/hp·h)。
在满足每一阶段越来越严格的排放法规中,内燃机高效清洁燃烧技术发挥着关键作用,燃烧技术的进步总是超出人们的预期。
Richards[1]和 Needham[1]分别于1988 年和 1989 年先后在 SAE 发表论文认为要满足美国 1994 年排放法规必须采用微粒过滤器(DPF)。
此后,人们认为后处理技术是满足 1998 年排放法规的重要手段。
英国 Perkins公司 Fred Brear 1996 年报告指出:DPF 在 2000年大规模使用该技术[2]。
但是,事实上目前先进柴油机燃烧技术在满足欧 IV-V 法规(相当于EPA 20042007 法规)仍可以不采用 DPF 后处理器,这充分显示出燃烧技术在内燃机节能和降低有害排放方面的巨大潜力。
因此,内燃机高效清洁燃烧技术的研究一直都是国际内燃机界研究的热点和前沿课题。
20 世纪 90 年代后期,尤其是 21 世纪以来,内燃机除了面临满足越来越严格的有害排放法规的挑战,还面临着 CO2法规(燃油经济性)挑战,CO2法规逐步成为推动内燃机燃烧技术进步的又一主要因素,内燃机燃烧理论和燃烧新技术的研究进入了一个新的活跃时期。
国家污染物排放标准《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段)》(GB 17691-2005)修改方案(征求意见稿)以下修改内容,适用于实施《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段)》(GB 17691-2005)的第Ⅳ、Ⅴ阶段和EEV(环境友好车辆)。
一、正文修改如下:(一)第3.31条改为:3.31 排放控制策略(ECS)与发动机系统或车辆整体设计结合到一起的一个或一组设计元素,以达到控制排气污染物排放的目的,包括一个基础排放控制策略(BECS)和一组辅助排放控制策略(AECS)。
基础排放控制策略(BECS),指辅助排放控制策略未激活的条件下,在整个发动机转速及负荷范围内都起作用的排放控制策略。
如:发动机正时特性图(engine timing map)、EGR流量特性图(EGR map)、SCR系统反应剂供给特性图(SCR catalyst reagent dosing map)等。
辅助排放控制策略(AECS),指为了一个或多个特定目的,并在特定环境条件和(或)运行工况(如车速、发动机转速、档位、进气温度或进气压力等)下起作用,或对基础排放控制策略进行修改的排放控制策略。
(二)第7.1.2条改为:7.1.2 排放控制策略7.1.2.1 禁止使用失效策略禁止使用具有多个排放控制策略,多个发动机特性曲线,或多组扭矩限制器的发动机。
7.1.2.2基础排放控制策略要求基础排放控制策略的设计,应使发动机在正常使用条件下符合本标准规定。
正常使用条件不限于7.1.2.3.4条的规定。
7.1.2.3辅助排放控制策略要求7.1.2.3.1 发动机或车辆上可以采用辅助排放控制策略,但应满足下列条件之一:―经型式核准试验验证,仅在7.1.2.3.4条规定的使用条件之外运行,且满足7.1.2.3.5条的激活条件;―在7.1.2.3.4条规定的使用条件下,满足7.1.2.3.5条激活条件时可暂时起作用,当激活条件不存在时,AECS应不再起作用。
固定式燃气内燃机低氮排放技术探讨发布时间:2023-02-16T06:17:29.747Z 来源:《城镇建设》2022年19期10月作者:蔡路茵,郑一锋,徐圣,卢杰[导读] 随着大气污染防治工作要求的进一步提升,蔡路茵,郑一锋,徐圣,卢杰杭州城市能源有限公司,浙江省杭州市310011摘要:随着大气污染防治工作要求的进一步提升,各类污染物尤其是NOx的排放限值正进一步降低。
长三角地区实施天然气分布式能源项目如采用固定式燃气内燃机时,系统NOx排放预计需要达到80mg/Nm3及以下。
为达到该要求,市场上成熟应用的燃气内燃机基本都需要采用烟气脱硝的方式来处理。
这将增加天然气分布式能源系统的投资及运维费用,也要求能源系统在设计之初就考虑脱硝系统的合理工艺流程及相应的设备安装空间。
关键词:燃气内燃机低氮排放 SCR脱硝1 前言近年来,党中央、国务院高度重视大气污染防治工作,将打赢蓝天保卫战作为打好污染防治攻坚战的重中之重。
我国环境空气质量持续改善,细颗粒物(PM2.5)浓度大幅下降,但环境空气质量改善成效还不稳固。
长三角地区秋冬季期间大气环境形势依然严峻。
为防治环境污染,改善环境质量,保障人体健康,对于各种能源系统设备污染物的排放尤其是NOx的排放有明确的规定,并且呈现出越来越严格的趋势。
2 天然气分布式能源系统NOx排放标准天然气分布式能源系统主要由发电系统和余热利用系统两大部分组成,NOx排放主要来源于发电机组、溴化锂空调以及燃气锅炉等设备所排放的烟气。
市场上成熟应用的GB51131-2016《燃气冷热电联供工程技术规范》要求燃气内燃发电机组氮氧化物排放浓度应小于或等于500mg/Nm3(含氧量为5%时)。
沪发改规范[2020]14号《上海市天然气分布式供能系统发展专项扶持办法》首次对申请补贴的天然气分布式能源项目明确提出污染物排放限值要求,如采用燃气内燃机,系统排放的烟气中的氮氧化物浓度需低于100mg/Nm3。
DB-61/440-2008-在用压燃式发动机汽车加载减速法排气烟度排放限值DB61 陕西省地方标准DB61/440—2008_______________________________在用压燃式发动机汽车加载减速法排气烟度排放限值2008-06-05发布 2009-01-01实施_______________________________陕西省质量技术监督局发布前言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》,实施国家污染物排放标准GB3847-2005《车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法》,控制机动车排气污染,改善陕西省大气环境质量,根据《中华人民共和国大气污染防治法》第七条的规定和HJ/T241-2005《确定压燃式发动机在用汽车加载减速法排气烟度限值的基本原则和方法》制定本标准。
本标准规定了在用或达到规定使用年限的压燃式发动机汽车加载减速法排气烟度排放限值,用于在用压燃式发动机汽车的排气烟度检测。
本标准检测方法执行GB3847-2005《车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法》的附录J规定在用汽车加载减速试验不透光烟度法。
本标准为强制性标准。
本标准由陕西省环境保护局提出并归口。
本标准起草单位:长安大学。
本标准主要起草人:张春化、刘生全、蹇小平、解亚利、祁东辉、马志义。
本标准首次发布。
在用压燃式发动机汽车加载减速法排气污染物排放限值1 范围本标准规定了在用压燃式发动机汽车加载减速排气烟度排放限值、测量方法及判定原则及标准的执行等。
本标准适用于装用以柴油为燃料的压燃式发动机、最大总质量大于400kg、最大设计速度等于或大于50km/h的在用汽车。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
中华人民共和国国家标准GB 3847—1999压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气可见污染物限值及测试方法代替 GB 14761.—1993GB/T 3847—1983部分代替:GB 14761.6—1993GB/T 3846—1993limits and measurement methods for dxharst visiblepollrtants from compression ignition (C.I.) enginesand vehicles equipped with C.I. engines1 范围本标准规定了汽车用压燃式发动机和装用压燃式发动机车辆的排气可见污染物的排放限值及试验方法。
本标准适用于:第Ⅰ部分:压燃式发动机排气可见污染物的排放。
第Ⅱ部分:按本标准第Ⅰ部分型式认证已批准的压燃式发动机安装在车辆上排气可见污染物的排放。
第Ⅲ部分:安装了未按本标准第Ⅰ部分单独进行型式认证的压燃式发动机的车辆排气可见污染物的排放。
2 引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T 17692一1999汽车用发动机净功率测定方法3 第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ部分通用的定义下列定义通用于第Ⅰ、第Ⅱ、第Ⅲ部分:3.1 净功率按GB/T 17692测得的发动机净功率。
3.2 压燃式发动机采用压燃原理工作的发动机(如:柴油机)。
3.3 冷起动装置通过其工作临时增加发动机供油量和用于辅助发动机起动的装置。
3.4 不透光度仪附录G规定的,用于连续测量车辆排气的光吸收系数的仪器。
3.5 最高额定转速调速器所允许的全负荷最高转速。
3.6 最低额定转速(1)发动机下列三种转速中的最高者:45%最高额定转速;1000r/min;怠速控制器允许的最低转速。
(2)或制造厂要求的更低转速。
使用LPG—柴油混合燃料的压燃式发动机燃烧与废气排放特性摘要为了减少污染物排放,专门是来自直喷式〔DI〕柴油发动机排出的烟和氮氧化物,工程师们提出了各种解决方案,其中之一确实是用气体燃料作为部分燃料补充柴油来使用。
使用液化石油气作为替代燃料是一种专门有前景的解决方案。
柴油发动机中使用石油气专门有潜力,既经济又环保。
液化石油气其较高的自燃温度有专门大的优势,使得传统柴油发动机的压缩比能够坚持下去。
本文描述的是在一个单缸直喷式柴油机进行的实验研究,发动机差不多过适当改动能在液化石油气-柴油混合燃料条件下运行,并使用不同混合率的液化石油气与柴油混合燃料〔0%,10%,20%,30%,40%〕。
比较结果是在不同的发动机转速和负载对比与传统的柴油和混合燃料对比下得出的,来揭示混合燃料燃烧对发动机性能和尾气排放的阻碍。
1。
简介目前,各种替代燃料已在研究,目的是减少柴油发动机柴油燃料的消耗和氮氧化物〔NOx〕和微粒排放量。
因为其十六烷值较低,液化石油气〔LPG〕和压缩天然气〔CNG〕是最广泛使用点燃式发动机的燃料。
斯内尔格罗夫等[1]指出,欧洲测试循环中,在25 ° C时,与使用无铅汽油相比,使用LPG给车辆减少排放带来了实质性的效益。
依照报告碳氢化合物〔HC〕排放量降低40%,一氧化碳〔CO〕的降低60%,二氧化碳〔CO2〕大幅减少。
这要紧因为,和汽油相比LPG 有高的氢/碳比。
依照Yoong和Watkins [2],因其较高的热效率,因此,提高燃油经济利用可从使用LPG的内燃机获得,而不是无铅汽油。
这是因为LPG有较高的辛烷值,通常纯丙烷辛烷值〔RON〕为112,如此能在高压缩比时阻止爆燃显现。
Homeyer等[3]指出,与使用无铅汽油对比,使用LPG时在功率输出方面存在一不利因素,缘故是部分进气被LPG取代,燃气的体积比远大于其液态。
在双燃料压燃式〔CI〕发动机中,液化石油气为要紧燃料,一定数量的柴油作为点火源,像在传统柴油发动机里一样,LPG和空气气一起引入和压缩。
压燃式内燃机低排放设计摘要:随着环境保护意识的增强,压燃式内燃机低排放设计成为了当前研究的热点。
本文通过文献综述的方式,对压燃式内燃机低排放设计的相关研究进行了总结和分析。
首先介绍了内燃机的基本原理和工作过程,然后详细介绍了压燃式内燃机低排放设计的关键技术,包括燃烧过程的优化、废气处理系统的改进、燃油喷射技术的优化等。
最后,对压燃式内燃机低排放设计的未来发展进行了展望。
关键词:压燃式内燃机;低排放设计;燃烧过程;废气处理系统;燃油喷射技术1.引言内燃机是目前广泛应用于交通工具和发电设备中的一种热机。
然而,由于内燃机的燃烧过程会产生大量的废气和尾气,导致环境污染问题日益严重。
因此,如何设计一种低排放的压燃式内燃机成为了当前的研究重点。
2.压燃式内燃机的基本原理和工作过程压燃式内燃机是一种将压缩空气与燃料混合后进行压燃燃烧的内燃机。
其基本原理是将燃料和空气分别引入气缸中,通过压缩空气使燃料发生压燃反应,产生高温高压气体,从而驱动活塞运动,产生功。
其工作过程主要包括吸气、压缩、燃烧和排气四个阶段。
3.压燃式内燃机低排放设计的关键技术3.1燃烧过程的优化燃烧过程是内燃机产生废气和尾气的主要过程。
通过优化燃烧过程,可以降低燃料的消耗和废气的排放。
目前常用的燃烧过程优化方法包括燃烧室设计优化、喷油系统改进和点火系统改进等。
3.2废气处理系统的改进废气处理系统可以有效地减少内燃机排放的有害物质,例如氮氧化物、颗粒物和碳氢化合物等。
主要的废气处理方法包括催化转化、颗粒捕集和氮氧化物还原等。
3.3燃油喷射技术的优化燃油喷射技术是内燃机燃烧过程中的关键环节,燃油的喷射方式和参数会直接影响燃烧效率和排放性能。
目前常用的燃油喷射技术主要包括高压共轨喷射技术、多点喷射技术和直喷技术等。
4.压燃式内燃机低排放设计的未来发展压燃式内燃机低排放设计是一个持续不断的研究领域,未来的发展方向主要包括以下几个方面:(1)研发更高效的燃料和润滑油,以提高内燃机的燃烧效率和减少排放物的产生。