Регулируемая рециркуляция отработавших газов в системе комплексного снижения токсичных выбросов среднеоборотного дизеля речного судна

• Автор: Кирпиченков, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.22.19, 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с.

СОДЕРЖАНИЕ стр.

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

Актуальность направления. Цели и задачи работы. Методика 5 исследования. Реализация работы. Структура и объем работы. ГЛАВА 1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ ВРЕДНЫХ

ВЫБРОСОВ ОГ СДВС, СПОСОБЫ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ СНИЖЕНИЯ

1.1. Современные требования по ограничению вредных выбросов 7 ОГ судовых дизелей

1.2. Анализ способов снижения токсичных выбросов судовых ди зелей

1.2.1. Основные способы снижения токсичных выбросов

1.2.2. Нейтрализация и фильтрация отработавших газов

1.2.3. Рециркуляция отработавших газов

1.3. Экспериментальные исследования с целью выбора направления исследования

1.4. Анализ способов регулирования РОГ

1.5. Задачи исследований
Выводы по первой главе
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА НА БАЗЕ СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ . МЕТОДИКА
ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Состав экспериментального стенда
2.2. Имитация работы дизель генератора ДГР с двигателем по винтовой характеристике
2.3. Система рециркуляции отработавших газов дизеля
2.3.писание фильтра нейтрализатора.
2.4. Методика испытаний и обработка полученных результатов
2.5. Приборы и аппаратура для измерений параметров работы дизе ля
2.6. Приборы для замеров компонентов в ОГ дизеля
2.7. Методика оценки доли отработавших газов идущих на рецир куляцию
Выводы по второй главе
Глава 3. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИЗЕЛЯ ПО ВИНТОВОЙ
ХАРАКТЕРИСТИКЕ С КОМБИНИРОВАННОЙ СИСТЕМОЙ КОМПЛЕКСНОГО СНИЖЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ.
3.1. Токсичные выбросы судового дизеля при работе по винтовой характеристике.
3.2. Исследование работы судового дизеля с системой час тичной рециркуляции ОГ.
3.3. Исследование влияния комбинированной системы на ком плексной снижение токсичности ОГ судового дизеля .
3.4. Исследование параметров судового дизеля при различной доли рециркуляции ОГ
3.5. Результаты экспериментального исследования влияния рецир куляции ОГ при охлаждении рециркуляционного трубопровода Выводы по третьей главе
Глава 4. Метод расчетного анализа влияния рециркуляции отработавших газов на показатели дизеля и результаты расчетных исследований
4.1. Задачи расчетного исследования снижения оксидов азота.
4.2. Метод расчета рабочего процесса ДВС
4.3.Приближенная оценка выбросов ИОх по величине хртах
4.4. Методика расчетной оценки ецох ПРИ рециркуляции ОГ
4.5. Расчет параметров трубопровода рециркуляции ОГ
4.6. Влияние режимов эксплуатации судов на выбор параметров 8 системы рециркуляции отработавших газов
4.7. Закон регулирования рециркуляции при изменении режима ра 5 боты пропульсивного дизеля
Выводы по третьей главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Экспертная оценка современного состояния проблемы загрязнения атмосферы всеми видами транспорта проведенная специалистами ЦНИДИ, МАДИ, НАМИ показала, что эксплуатируемый на территории РФ транспорт сжигает ежегодно примерно млн. При этом установлено, что в атмосферу выбрасывается около млн. СО, 9,5 млн. ЫОх, 2 млн. СН, 1 млн. Дж тепловой энергии, что эквивалентно сжиганию примерно млн. Например, в бассейне реки Волги по данным ЦНИДИ сосредоточено около всего транспорта, сжигающего около млн. Кроме того, судовые и тепловозные дизели имеют значительную агрегатную мощность 0. Вт, а поток отработавших газов, достигающий расхода 0, кгс, создает высокий уровень локального зафязнения воздуха, превышающий предельно допустимую концентрацию ПДКв раз. Для большинства судовых двигателей Европы и США нормы на выбросы в ОГ оксидов азота назначаются в зависимости от частоты вращения двигателя рис. Рис. Введение мер по ограничению выбросов оксидов азота регламентируется Приложением 3 Международной Конвенции МАРПОЛ Протокол года, принятым к исполнению в России с 1 января года. Для проверки на соответствие судовых дизельных двигателей по предельным выбросам Жх в Приложении МАРПОЛ рекомендуется применять испытательные циклы и весовые коэффициенты в соответствии с методиками испытаний и методов расчетов, установленные в Техническом кодексе по ИОх . Так, например, для главных судовых дизелей согласно приложению МАРПОЛ следует применять испытательный цикл Е2 Таблица 1. В Техническом кодексе по ЫОх изложен ряд вопросов, связанных с сертификацией судовых дизелей, с оформлением документов для этих целей и с методиками измерений см табл. Таблица 1. Испытательный цикл типа ЕЗ Отношение частоты вращения кол. Весовой коэффициент режима 0. Нормы на выбросы токсичных веществ в ОГ зависят от среднего эффективного давления Рте и удельного расхода топлива Ье при работе новых дизеле на номинальной мощности даны в Таблице 1. Таблица 1. Выпуск до г. Выпуск с г. Судовой ,0 ,. Продолжение табл. Таблица 1. Из таблице 1. ОГ для дизельных двигателей после капитального ремонта, более жесткие по Гх на 5, и менее требовательны по продуктам неполного сгорания топлива СО и НС, на и соответственно. В ближайшее время в России будут вводиться более жесткие требования для дизелей. По данным ЦНИДИ в перспективе отечественные и зарубежные нормы ужесточаются до 3 раз, в сравнении существующие в настоящее время . Таким образом, намечается большое поле деятельности по снижению вредных выбросов дизелей, что и определяет высокую актуальность данной проблемы. Резюмируя вышеизложенное, отметим, что главным, наиболее опасным токсичным компонентом в ОГ дизельного двигателя являются оксиды азота, которые как и сажистые частицы, в раз более опаснее, продуктов неполного сгорания СО и НС. Поэтому в работе поставлена задача в первую очередь снижения выбросов оксидов азота ЫОх содержащихся в ОГ судового пропульсивного дизеля без наддува. Исследования снижения вредных выбросов ОГ дизелей в эксплуатационных режимах путем применения различных способов усовершенствования системы топливоподачи, изменения угла опережения и изменения давления впрыскивания топлива были ученными В. С. Батуриным, В. А. Звоновым. Гладковым I. Н. Голубковым, Е. Ю. Лерманом, И. В. Леоновым, В. А. Марковым, Л. А.Новиковым, В. Н. Смайлисом, В. И. Толшиным, В. А. Сомовым, Ю. Г. Ищуком, Жегалным, Н. И. Худовым, В. И. Панчишным, Хачияном, О. Н. Лебедевым, Патрахальцевым, В. М. Фоминым и многими другими 3,4,5,6,8,9,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,. В их работах показано, что регулирование угла опережения впрыскивания топлива, впрыскивание воды в воздушные трубопроводы или применение водотопливной эмульсий ВТЭ являются эффективными средствами для снижения оксидов азота. В ходе исследований было установлено, что оксиды азота образуются в зонах с высокой температурой, которые имеют место в фазах кинетического и диффузного сгорания. Наиболее высокая температура возникает в локальных зонах при кинетическом сгорании, когда вероятность возникновения таких зон наиболее высокая. Поэтому, чем больше жесткость процесса сгорания, тем, как правило, больше оксидов азота выделяется с ОГ 5,,,,,.