《MORPOL》公约附则VI柴油机族%2f组的划分机理分析.pdfVIP

{MORPOL》公约附则Ⅵ柴油机族／组的划分机理分析 张跃文，孙培．廷 t走连海事走学轮机工程学院，中国大连 1 16026) 摘要：本文以扩充的Zeidovich机理导j把的影响NO生成的因素为依据，并结合柴油机的结构特点， 裁：(MORPOL，蛩约附则Ⅵ中柴油机旌／组的划分进行了分析，得出了柴油机分族或分组的一种理论 旌据、 关键字：柴油机族．柴油机组：柴油机排放：NOx排戚 《MARPOL》公约提出了柴油机旌和柴油机组的概念，即：凡具有相似的结构特点、 在装船过程中不需要进行调整的系列化生产的具有捂近的NOx摊放特-性的柴油机可划分为 同一柴油机族：凡具百相近的结构特点，通常征装船过程出需敞轻微的调整和改造的小系 列生产的具育相近的NOx排放特性的柴油机可划分为厨一柴油机组一收情况下，柴油机族 的概念运用于船q自辅虮，柴油机组的概念适用于船舶主机． 柴油机族与柴油机组的划分主要是依据具有相似的结构特点、设定值及操作值的～类 柴油机：舟产生相隔的NOx排救量的特性．内燃机排气甲的氯氧化台够9NOx是指各种氮氧化 台物的孽称它包括两部分，一部分与空气中的氦、氧元黍有关，生成的NOx称为热氮氧化 台物：另～部分与燃料中可能存在的氮有关，生成的NOx称为燃料氢氧化台物在氮氧化台 NO占氯氧化合物 物NOx中，主要包括NO、NOj、N!03、N，O、N，0，及NO、等成分．其o 放总量在柴油机的各种排放物中，NO是目前唯一种能精确地加以预测的污染物，它的生成 服从扩充的Zeidovich机理： k N，+O NO+N1 =2 ●￡—一一 k： k； N+o， NO—O =2 k{ k， =二二!NO—H h’ NO生成童可茛永勾： J 翠方程为： d昏O]／dt=6×10”T“1【o!r叫：]exp(一59090k)(mol／cm3S) 从方程可以看出：NO的生成率是温度、氧气浓度和氦气浓度的函数．由于氮气在进入 气缸到随废气排出气缸的全过程中，除了微量的氯气与氧发生反应外，不参与任何其它形 式的化学反应，因此可近似认为器气的浓度不发生变化，可按常数处理这样NO的生成率 就仅是温度T和氧气浓度的函数，氧气的浓度可用过量空气系数来表示，过量空气系数大时， 氧气的浓度相对高；过量空气系数小时．氧气的浓度相对低．当过量空气系数不变时，在不 同温度下的NO浓度随时间变化自勺规律，如图1所示；当温度不变时，在不同过量空气系数 下的NO浓度随时间变他的规律，如窝2所示从图1可看出．温度对NO的生成率影响很。 大，几乎每变化100度，NO生威率变化一个数量级，燃烧初期，NO的浓度增加较快，NO ∞生成率较高，末期NO的浓度，fL乎没有变化，NO的生成率很低．从图2可以看出，过量空 气系数对NO的生成率也有较大影响，过量空气系数越太，柴油机燃烧各时刻的NO浓度越 高，随着燃烧过程中氧气的不断消耗，相对过量空气系数急剧减少，NO的生成量也相应减 少，直至NO浓度不在变化 N0【ppmJ NOfpprn)