控制船用柴油机废气排放
1 前
言
3 船 用柴 油 机排放 法规 及 其监 管
为 了 限 制 船 用 柴 油 机 的排 放 , 界 各 国 世 都 纷 纷 制 订 各 自排 放 标 准 ,国 际 海 事 组 织
(MO) 在这 基 础 上 协 同 一 致 ,提 出了 通 用 I
随 着 船 舶 运 输 业 的 发 展 , 舶 柴 油 机 废 船
4 废 气排 放 的控 制
柴 油 机 专家 认 为 , 如 果 在 8 O年 代 ,降
低 油 耗 提 高 经 济 性 是 柴 油 机 设 计 者 的 研 究
重 点 .那 么 9 O年 代 将 是 柴 油 机 排 放 造 成 对 环 境污 染 的控 制 , 待 研 究 突 破 的 难题 。历 急
美 国 C t 36 B I a 、3 0 D TA 高速 柴 油 机 , 使 喷油 咀 流 通 面 积 碱 少 2 .提 高 喷 射 压 7
力 , 由 60 g h NO . 8 / p h下 降 至 4 7 g h . 8 / p・ h ,颗 粒 由 0 2/ p・h降 至 0 1g h h . 1h . l / p・ , CO、 HC也 得 到 改 善 , 经 济性 下 降 3 8 。 但 .
催 化 还 原 (C S R)系统 。一 般 情 况 下 ,S R C 系 统 可 降 低 NO 摊 放 的 8 . 甚 至 可 达 5 9 , 此 得 到 广 泛 的 应 用 。 系 统 以 氨 或 5 因 该 尿 素 为 催 化还 原 剂 , 柴 油 机 运 转 时 , 接 在 直 向 排 气 管 的 催 化 器 中 喷 入 适 量 的 浓 度 约
等 组 成 。 油 在 气 缸 内高 温 燃 烧 , 油 中 的 燃 燃 氮 及 空 气 中 的 氮 分 子 被 氧 化 形 成 NO 。燃 )
烧 温 度 越 高 , 生 的 NO。 度 越 大 , 用燃 产 浓 燃
料 油 时 ,产 生 的 NO 占 2 3 。它 的危 O O 害 眭最大 , 引起 肺 气 肿 、 雨和 烟 雾 的 主 是 酸 要 原 因 , 会 影 响 臭 氧 的 浓 度 , 植 物 生 长 也 对 有 害 。燃 油 中 的 硫 在 燃 烧 过 程 中 产 生 S , O
7 % O
燃 油 价 格 比 含 硫 量 3 5 的 燃 油 贵 1 ~ . O 2 , 且 硫 具 有 很好 的 润 滑性 , O 而 如果 减 少 燃 油 中 的 含 硫 量 , 油机 就 处 于潜 存 着 寿命 柴 和 安 全 问 题 ; 采 用 后 一 途径 ,园船上 场 地 若 狭 小 ,洗 涤 器 体 积 大 ,安 装 困难 ,且 维 护 费 用 也较 高 ,这 些 问题 有 待 进 一 步 改进 。
4 的 尿 素水 溶 液 ,尿 素 中 的 氨 ( 0 NH。 )与
NO 反 应生 成 氮 和 水 蒸 气 , 无 毒 物 质 。当 是 排 气 温 度 在 3 o 4 03时 ,系 统 的 效 率 最 。~ 01
力及最 高燃 烧温度 , NO 约可降 低 3 , n 但
燃 油 消 耗 量 约增 加 5 。
种 练 台 措 施 时 , 况 更 加复 杂 , 特 别 谨 重 。 工 应 4 2 机后处理 ( - 控制 ) , -级
() 1 目前 最 佳 的机 后 处理 方 法 是 选 择 陛
控 制 方 法 可 归 纳 为 二大 类 , 其 是 研 究改 善 气 缸 内 的燃 饶 过 程 ( 级 技 术 控 制 ) 初 ,二 是 对废 气 进行 进 一 步 的 处 理 ( 级 控制 ) - ,两 者 一 般 不 同 时使 用 , 同时 使用 时 , 者 的 若 两 作 用很 难 同 时 发挥 , 但 费 用 为 两者 之和 。 4 1 燃烧 控制 ( 级 技 术 控 制 ) . 初 ( ) 迟 喷 油定 时 ,可 降 低 最 大 爆 发 压 1延
降。
() 低 进 气 温 度 ,( 低环 境 温 度 , 6降 降 提 高 玲 却效 率 ) 。燃 烧 温 度 降 低 ,NO 下 降 。 ( ) 提高 喷 油 压 力 ,也 可 降低 NO 7 。 另外 , 高 压 缩 压 力 , 用部 分 废 气 再 提 采 循 环 , 变配 气 定 时 , 用 着 火 性能 良好 的 改 燃 燃 油 ,改进 燃 烧 室 几 何 形 状 和 流 型 等 措 旋 , 均 能 对 降 低 NO 有 一定 的 效 果 在 动 力 装 置 设 计选 型 时 , 采 用 电力拖 动 或 可变 距 螺 若 旋 桨 , 油机 处 于 恒转 下运 行 , 值 也 可 柴 NO 下降 。 选 用 上 方 法 在 降 低 NO 排放 ,其 多
冷 态 起 动 ; 些 方 法 虽 然 降 低 NO 放 , 有 排 但
会 引 起颗 粒 、C O、HC 排放 增 加 ; 选 用 几 若
经十余年 的研 究和试 验 , 已取得突破性的 现 进 展 。世界 上绝 大 部 分 柴 油 机 制 造 商 认 为 ,
目前 控 制 排 放 污 染 的 研 究 重 点 应 集 中解 决 减 少 NO 的 排 放 。 据 现 阶段 研 究 成 果 , 根 其
降低 , NO 也相 应降低 。 种方 法仅对 中高 这
速 机在 部分 负荷 时 效 果 较 好 , 有 时 会 引 起 但
混 台燃 烧 压 力突 然 升 高 。
( )提 高 增 压 压 力 。可 使 油耗 及排 气 温 5 度 下 降 ,柴 油 机 性 能 也 得 到 改 善 , N0 下
2
() 目前 对 降 低 S 2 O 的 两 条 主 要 途 径
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是 降 低 燃 油 中 的 含 硫 量 和通 过 洗 涤 器 水 洗
废 气 的 脱 硫 法 , 园 市场 上 硫 含 量 1 o 但 . H的
NO 下 降 8 ,C 下 降 7 ,HC 下 降 5 O 0
6 排放 控制 费 用举 例
国际 内燃 机会 议 ( TM AC)排 故 管 制 C 工 作 小组 ,根 据 目前控 制 排放 的 技术 水平 , 对 船 上 新 安 装 的柴 油 机 为 降 低 NO 排 放 所 需 费用 问题 进 行 了 一 系 列 研 究 , 1及 表 2 表
次 国 际 海 事 环 保 委 员会 ( P 会议 上 , ME C) 又
的 大 气 污 染 约 占 5 1 ,局 部 地 区 ( 挪 一 0 如 威) 已达 到 3 一 4 船 用 柴 油 机 废 气 对 内 O O 河 和 沿 海 港 口的大 气 污 染 和 温 室 效 应 已 引 起 了世 界 性 的 重 视 , 制船 用 柴 油 机 的 废 气 控 排 放 ,已成 为刻 不 容 缓 的 问 题 。
气 排 放 对 大 气 环 境 的 污 染 日益 加 剧 。 东为 船 提 高 经 济 效 益 ,普 遍 燃 用 高 粘 度 的 低 质 燃 油 ,废 气 排 放对 大 气 环 境 的 污 染 更 趋 严 重 , 据 瑞 典 报 导 资料 统计 , 一 台船 用 中 速 柴 油 有 机 ,每 年 运 转 4 0 0 0小 时 计 算 ,约 产 生 1 0 50
硫 的 含量 越 高 , O。 废 气 中 占 有 比例 也 越 S 在 大 。 散 发 在大 气 中会 引 起 酸 雨 , 人 类 及 它 对
额 定 转 速 (r m ) p 图1 l M0 规 定 船 用 柴 油 机 NO.排 放 极 限 值
美 国加 利福 尼亚 大 气 资源 理 事 会 规 定 , 对 1 5 10 p柴 油 机 , 在 1 9 7 ~ 7h 9 6年 以 后 , NO 排 放 减 至 6 9 / p・h .g h ,颗 粒 0 4 / p .gh
种 方 法 均会 引起 油 耗 增 加 . 有些 方 法 可 能 引 起 较 高 的 排 气 闷 和 涡 轮 的 热 负 荷 或 不 利 于
担责任 , 保世界范 围的统一性并 贯彻执行 确
技 术 标 准 对 港 口国家 当 局 ,也 要 承 担 对证 书进 行 检 验 及 营 运 记 录 的 检 查 。 了尽 可 能 为 减 少 对 船 东 工 作 的干 挠 , 级 社 应 可 能 成 为 船 法规的监管机 构。
20 0 0年 以 后 , NO。
0 1g h ・ . 6 / p h,HC 1 O / p・h,C 为 .gh O
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但 可 能会 引起 腐 蚀 问题 。 ( )限制 喷 油 率 , 最 高 爆 压 力 及 温 度 4 使
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控 制 船 用 柴 油机 废 气 排 放
顾义伟
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吨 NO 在 全 球 范 围 内 , 舶 废 气 排 放 引起 , 船
的排 放 标 准 , 极 限 值 见 图 1 I O 法 规 规 其 。M 定 , 9 7年 春 季 后 建 造 的 新船 , 19 须满 足 NO 排 放 极 限 僮 的 要求 。 1 9 在 2年 召开 的 第 3 9 2
关 于 法规 的贯 彻和 实 旋 问题 . 国 们管 辖范围 内的 船只检验和发证 , 在船 只的寿命期 内, 东 船 负责遵 守法 规的要求 , 与船 东签订合 作的造
船 厂 青 责 任 在 船 舶 试 航 时 , 明船 舶 柴 油 讥 证 的 排 放 符 合 法 规 要 求 , 作 为 造 船 厂 的 柴 油 而 讥 制 造 分 包 商 , 满足 造船 厂 的要 求 并提 供 应 必 要 的 技 术 文 件 和进 行 运 行 台 格 试 验 。 旗 挂 国当 局 可 以指 定 国 外 代 理 机 构 实 施 所 要 求 的部 分 工 作 , 些代 理 机 构 理 所 当 然地 要 承 这