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船用柴油机排放测试与计算分析研究

作　者: 陈军
导　师: 王忠俊；吕林
学　校: 武汉理工大学
专　业: 轮机工程
关键词: 船用柴油机 氮氧化物 实船测试 排放计算方法 测试循环
分类号: U664.121
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


为了防止、控制和减少船舶造成大气污染,国际海事组织（IMO）近年来加紧了有关法规的制定,并于2008年10月通过了MARPOL公约附则Ⅵ的修正案MEPC58 NOx排放技术规则。本文基于新的船用柴油机排放技术规则的制定,对新旧版排放测试方法和排放计算方法进行对比研究。针对IMO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技术规则在排放测试和计算方法方面的不同点,并通过船用柴油机的台架排放试验,对比分析了新旧版计算方法排放计算结果。同时对柴油机不同排放测试循环的计算结果也进行了对比分析,以探讨不同用途柴油机排放测试循环及排放限制水平的区别,并通过分析排放分担率找出控制柴油机排放的重点工况。研究结果表明:新版排放测试方法与旧版相比,在柴油机排放测试及认证方面有少许变化,在排放计算方法方面排气质量流量、干湿修正系数及NOx温湿修正系数都做了相应改进;船用柴油机在不同测试循环下的比排放值相差不大。降低柴油机排放水平应重点控制排放分担率所占比重较大的工况点,十三工况重点控制第6、8工况点,E3循环是第2工况点,D2循环是2、3工况点。本文结合新版NOx排放计算方法,分析了废气CO2浓度,燃油成分和流量、环境条件等参数偏差对排放计算结果的影响。以MARPOL公约附则Ⅵ修正案为基础,介绍了几种船用柴油机实船排放检验方法,着重阐述了船用主辅机的实船测试方法,并探讨了新版NOx技术规则提出的实船简化测试循环选项A～G的合理性。同时针对某轮辅机进行了实船排放测试试验,并对新旧版计算方法得到的排放计算结果进行对比分析。总之,本课题开展了船用柴油机排放测试与计算分析方面的研究,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具有一定的指导意义。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-19
  1.1 船用柴油机排放标准及发展趋势  9-14
    1.1.1 MARPOL公约附则Ⅵ及其修正  9-13
    1.1.2 其它排放标准  13-14
  1.2 MARPOL公约对船用柴油机的影响  14-16
    1.2.1 对船用柴油机技术发展的影响  14
    1.2.2 对船用柴油机使用燃料的影响  14-15
    1.2.3 对船用柴油机润滑油的影响  15-16
  1.3 本文研究的背景及意义  16-18
    1.3.1 研究背景  16-17
    1.3.2 研究意义  17-18
  1.4 本文研究内容  18-19
第2章 船用柴油机排放测试与计算  19-39
  2.1 新旧版NOx排放技术规则的比较  19-24
    2.1.1 排放测试方法方面的比较  19-23
    2.1.2 排放计算方法方面的比较  23-24
  2.2 船用柴油机排放测试  24-28
    2.2.1 柴油机参数检查方法  24-25
    2.2.2 简化测量方法  25-27
    2.2.3 船上直接测量与监测  27-28
  2.3 船用柴油机NOx排放计算  28-38
    2.3.1 废气质量流量的计算  28-31
    2.3.2 干湿修正系数的计算  31-33
    2.3.3 NOx温度和湿度修正  33-35
    2.3.4 比排放的计算  35-36
    2.3.5 新旧版计算方法的计算结果对比  36-38
  2.4 本章小结  38-39
第3章 船用柴油机排放测试试验及实例计算分析  39-59
  3.1 台架排放测试试验  39-43
    3.1.1 试验台架及测试设备  39-40
    3.1.2 燃油品质  40-41
    3.1.3 测试循环工况的选取  41-43
  3.2 试验结果及分析  43-48
    3.2.1 不同测试循环比排放值的对比分析  43-45
    3.2.2 排放分担率分析  45-47
    3.2.3 Tier Ⅱ阶段排放标准实施的影响  47-48
  3.3 实船测试试验  48-53
    3.3.1 船用主机实船测试试验  48-51
    3.3.2 船用辅机实船测试  51-53
  3.4 实船测试试验结果及分析  53-58
    3.4.1 船用主机  53-55
    3.4.2 船用辅机  55-58
  3.5 本章小结  58-59
第4章 测试误差对排放计算结果的影响  59-65
  4.1 排气组分浓度  59-60
  4.2 燃油  60-62
    4.2.1 燃油成分  60-61
    4.2.2 燃油流量  61-62
  4.3 环境条件  62-64
    4.3.1 环境温度  62-63
    4.3.2 环境相对湿度  63-64
  4.4 本章小结  64-65
第5章 总结与展望  65-68
  5.1 全文总结  65-66
  5.2 工作展望  66-68
致谢  68-69
参考文献  69-72
攻读硕士学位期间发表的论文  72

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶机械 > 船舶动力装置 > 内燃机动力装置 > 柴油机
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