大功率船用柴油機(jī)NO-,x-排放測試計(jì)算及預(yù)測方法研究.pdf

1、由于具有較高的熱效率和可靠性,柴油機(jī)是最主要的船舶主機(jī),在未來的20年或更長的時(shí)間內(nèi),這種狀況不會(huì)得到太大的改變.人們?cè)诶貌裼蛣?dòng)力船舶為自身創(chuàng)造著財(cái)富的同時(shí),也正一步步地污染著我們賴以生存的空間.船舶作為一種可移動(dòng)的污染源,其排放控制法規(guī)已經(jīng)被提到議事日程上來.據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)估計(jì),從事國際貿(mào)易的船舶所產(chǎn)生的氮氧化物占世界氮氧化物排放總量的4﹪,而硫化物占7﹪.為了限制船舶柴油機(jī)的排放,國際海事組織制定了船用柴油機(jī)NO<,x>排放的控制標(biāo)準(zhǔn)

2、,即MARPOL73/78防污公約附則Ⅵ—"防止污染空氣規(guī)則",此附則已于2000年1月1日生效.船舶柴油機(jī)的氮氧化物主要是由于大氣中的氮在柴油機(jī)燃燒過程中被氧化而成.研究表明高溫、富氧以及燃燒產(chǎn)物在高溫區(qū)的停留時(shí)間是決定氮氧化物排放量的三個(gè)決定因素.針對(duì)以上影響因素,該文提出了四種降低船用柴油機(jī)氮氧化物排放的措施:1)降低最高燃燒溫度,2)燃燒乳化油,燃油和水混合噴射,3)廢氣再循環(huán),4)氧化氮的機(jī)后處理.并針對(duì)每種方法所能引起的負(fù)面

3、影響進(jìn)行了討論.MARPOL公約附則Ⅵ規(guī)定的NO<,x>的排放標(biāo)準(zhǔn)為柴油機(jī)單位制動(dòng)功率排氣中NO<,x>的質(zhì)量流量(單位:g/kW·h),因此要想對(duì)被測試的柴油機(jī)的NO<,x>排放進(jìn)行判定,必須得到排氣中NO<,x>的質(zhì)量流量和柴油機(jī)的制動(dòng)功率.由于大功率船用柴油機(jī)本身所固有的體積大、排氣流量大以及測量困難等特點(diǎn),使得排氣中NO<,x>的質(zhì)量流量不能直接測量,而只能通過測量NO<,x>的體積濃度并確定排氣質(zhì)量流量或體積流量,才能推算出排

4、氣中NO<,x>的質(zhì)量流量.該文討論了用碳/氧平衡法計(jì)算排氣質(zhì)量流量的過程,同時(shí)介紹了自己設(shè)計(jì)的計(jì)算氮氧化物排放的程序.考慮到船用柴油機(jī)氮氧化物的排放量與其主要影響因素之間的高度非線性關(guān)系,該文提出了采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來預(yù)測氮氧化物的排放.將發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的最高爆壓p<,max>、最高燃燒溫度T<,max>和純度R作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入數(shù)據(jù),將氮氧化物的排放量作為輸出數(shù)據(jù).通過計(jì)算驗(yàn)證,該方法獲得了令人滿意的結(jié)果.該文的一個(gè)重要內(nèi)容是對(duì)MARP