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鱼塘用潍柴柴油机采取机内净化,降低污染燃烧

  发表时间:2020-05-12 08:32   来源: 未知   TAG标签: 鱼塘用潍柴柴油机   点击:199次
鱼塘用潍柴柴油机采取机内净化,降低污染燃烧 (一)鱼塘用潍柴柴油机选择低污染的燃烧系统 在柴油机的机内净化措施中,燃烧室的形式、形状和结构参数对污染物排放的影响占有国外生产的地下用柴油动力设备一般采用间喷式燃烧系统,如deutzFL413FW系列柴油机(
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鱼塘用潍柴柴油机采取机内净化,降低污染燃烧
 
 
(一)鱼塘用潍柴柴油机选择低污染的燃烧系统
在柴油机的机内净化措施中,燃烧室的形式、形状和结构参数对污染物排放的影响占有国外生产的地下用柴油动力设备一般采用间喷式燃烧系统,如deutzFL413FW系列柴油机(二级燃烧系统)和Deutz-MWMD916/D932系列柴油机(预燃室)等。
间喷式柴油机的污染物比直喷式柴油机低得多的原因是:间喷式燃烧系统有强烈的气流运动,有两次混合和两次燃烧,一是在辅助燃烧室(涡流室或预燃室)内的混合与燃烧,二是在燃气从辅助燃烧室流出之后在主燃烧室内的混合与燃烧,并存在压缩和燃烧涡流。因此间喷式燃烧系统的混合气形成和燃烧比较充分,CO的排放量远比直喷式低。
对HC来说,由于间喷式柴油机混合气形成质量大为改善,因此减少了混合气中的过浓区和过稀区,进而减少了过浓缺区HC的未燃、裂解和不完全燃烧,降低了在稀燃极限以外的碳氢燃料无法完全燃烧而留下HC,这样就减少了HC排放。
间喷式柴油机NOx的排放也比直喷式低,因为涡流室(或预燃室)中温度虽高,但氧的浓度很低,不利于NOx生成。当燃烧不完全的温燃气夹带着未燃烧的燃油一起喷入主燃室后,很快与空气混合,这时氧虽有富余,但活塞已开始下行,燃气温度降低,而且气体在离温下停留的时间较短,也不利于NOx生成。
 
对炭烟微粒而言,间喷式柴油机亦比直喷式低,原因是间喷式燃烧系统具有强烈的空气阀流运动,混合气经两次混合、两次燃烧。在辅助燃烧室里生成的炭烟,在相当程度上经主燃室的后续燃烧而被氧化。
由于直喷式燃烧室具有油耗低和冷启动性能好的显著优点,因而在柴油机上获得了广泛应用,但其主要缺点是排污严重。目前人们力求通过研制新的直喷式燃烧系统来兼顾低油耗和低排放的要求,具有代表性的是微涡流型半开式燃烧室,这种燃烧室依靠气流运动、供油系统与燃烧室的合理匹配,可以在保持低油耗的同时在一定程度上降低排气污染。
鱼塘用潍柴柴油机
(二)改进供油系统
1.延迟喷油定时
延迟喷油定时是柴油机降低NOx排放的一项行之有效的措施。由于延迟喷油定时,因而降低了汽缸内燃烧温度,故抑制了NOx的生成。但延迟喷油定时会引起炭烟和微粒排放增加以及动力.性、经济性的损失。
1提喷油速率
提喷油速率,可使喷油持续期短,这样可防止着火后有较多的燃油喷到高温火焰中去。因为后者会引起热束缚效应,并使燃油高温裂解而形成炭烟及微粒。所以,柴油机应有高的喷油速率。但提喷油速率会使排放增加。
3.减小喷油嘴压力室容积
喷油嘴压力室容积对HC排放有很大影响。无压力室〈即针阀关闭喷孔式)喷油嘴,HC。排放明显低于有压力室喷油嘴。因此,要获得低的HC排放,对喷油嘴来说,可采用无压力室或减小压力室容积到最小程度。但减小压力室容积对喷油嘴的使用寿命有一定影响。
4.采用泵-喷嘴结构的供油系统
研究表明,较高的喷油压力对改善燃油雾化、油气混合、缩短燃烧持续期和改善排放有,它可使HC、烟度及微粒排放降低。目前传统的泵-管-嘴供油系统的喷油压力仅110130Mpa,而泵-喷嘴供油系统具有高的喷油压力〈可对高速柴油机提供150Mpa甚至更高的喷油压力)和喷油能量而又不易发生二次喷油及穴蚀的优点,因此日益受到人们的重视与青昧。采用泵-喷嘴的柴油机,不仅HC、炭烟和微粒的排放低。而且燃油经济性好,如再适当延迟喷油定时,则可使NOx的排放降低。
(三)改进进气系统
柴油机技术发展的趋势是提喷油压力,降低进气涡流强度,以减小进气压力损失,配合多孔数、小孔径喷油器来获得良好的混合气。进气系统的改进可从三方面进行。
1.采用谐振进气系统
传统的惯性进气系统只能在柴油机某一较窄的工况范围内起作用,而可变谐振进气系统可在全负荷和部分负荷的整个转速范围内调节进气量。
1.采用可变涡流进气系统
由于进气涡流强度对NOx的排放影响较大,采用可变涡流进气系统的方式依据转速和负荷的变化来控制涡流强度,可在不牺牲经济性的情况下降低NOx的生成量。
3,采用多气门技术
采用多气门技术(通常采用每缸四气门:进气门和排气门各2个)可扩大进、排气门的总流通截面积,充量系数增加,且喷油器可垂直布置在汽缸轴线上,有利于燃油在燃烧室空间中均匀分布,其混合气形成和燃烧条件大为改善,使放热规律更为合理,尾气排放中,NOx的排放下降,CO的排放也有所减少,而且炭烟在大负荷时也明显下降。
(四)采用增压及中冷技术
由于增压既可以改善柴油机性能,又可以降低排放,故柴油机将更普遍采用废气涡轮增压技术。柴油机采用增压后,由于提高了进人汽缸的空气密度,因而可降低CO及HC的生成量。在不带中冷器时,因进气温度较高,NOx的排放量有所增加。采用中冷技术后,可使进气温度降低,NOx的排放量将随之下降。
(五)降低润滑油消耗量
研究表明,润滑油消耗量对柴油机微粒排放限值大小有着显著的影响。因此应严格地控制润滑油的消耗量,其目标为:
①在高负荷、高速运转工况下,润滑油消耗量小于0.19g/(kw·h);
②在热态标定转速工况下,若100%从润滑油得到微粒排放时,润滑油消耗小于排量化)。由润滑油产生的微粒的控制目标为:不大于0.0408g/(kw·h)减少润滑油微粒排放的对策有:①减少汽缸壁上润滑油的消耗量;
②减少进人燃烧室和增压器内润滑油消耗量;
③开发低消耗润滑油。
(六)采用电控燃油喷射技术
为了满足柴油机日益严格的排放法规要求,柴油机电控燃油喷射技术已成为柴油机必不柴油机CO和HC的排放量相对汽油机来说要少得多,NOx与汽油机在同一数量级,而微粒和炭烟的排放要比汽油机大几十倍甚至更多。因此,柴油机的排放控制,重点是NOx与微粒,其次是HC降低微粒和炭烟排放与改善柴油机燃烧过程是完全一致的,不过NOx工排放往往与之矛盾,这就为柴油机的排放控制造成特殊的困难。由于汽油机排放的NOx工可以通过三效催化剂或稀燃来解决,而柴油机排气中富氧条件下的NOx催化剂尚在研究开发中,目前尚无成功的催化剂可用,如何在保持柴油机良好性能的同时减少NOx的生成,是目前面临的重大技术挑战。
 
柴油机造成污染物排放的根本原因在于燃油与空气混合不好。柴油机运转时,平均过量空气系数0—般都在1.3以上,如果达到理想的混合,炭烟是不可能生成的,NOx的生成也不会很多。但混合不好导致局部缺氧,使炭烟大量生成。同时存在很多a=1.011的高NOx生成区。所以,柴油机的排放控制要围绕改善油气混合这一中心任务,防止局部超过0.9(这有利于NOx生成)和低于0.6(这有利于炭烟生成〉,做到油、气、室(燃烧室)三者的匹配,这是降低柴油机排放最为常见和治本的措施。
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