动态乳化重油在船舶柴油机上的性能分析

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1、独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得宁波大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：___________日期：____________关于论文使用授权的声明本人完全了解宁波大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分

2、内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：___________导师签名：___________日期：____________宁波大学硕士学位论文1绪论1.1论文研究背景及意义随着我国经济的发展，尤其是加入WTO后，船舶运输业显得更加重要，其中80～90%的货物流通量由船舶来运输。上世纪九十年代中后期，我国石油对世界的依存度逐步提高；进入本世纪，经济的快速增长使得中国对能源需求保持着强劲的增长态势；2002年我国每年生产原油1.6亿吨，进口原油7000万吨，原油加工能力超过2.2亿吨

3、；2004年，中国有40%的石油来自进口；今年预计石油消费量将达到3.2亿吨，近45%的石油需要进口；估计到2010年进口依存度可达55%。目前中国石油最终可采储量较低，人均占有量只有10吨，居世界第41位，仅相当于世界平均水平的11%，而中国的石油产量在未来10年左右却不可能实现大幅度增长；随着工业化进程的加快和经济的飞速发展，中国对能源的需求量将越来越大。当前，船舶运输业的能源环保形势十分严峻。据报道，2004年中国的渔业、海运业所消耗燃油已经占到其营运成本的六成至七成；2006年7月，原油的期货价格最高达到了79.80美元

4、。在高油价市场经济条件下，船舶运输业将难以承受能源消耗之重。同时，船舶运输业的废气排放法规日益严格。1997年国际海事组织（IMO）通过限制船用发动机废气排放的协议，要求2000年1月后相对1997年发动机废气排放降低30%；另外，随着独立主权国家萨摩亚群岛的批准加入MARPOL73/78附则VI，防止大气污染规则已于2005年5月19日开始生效，该规则对船舶氮氧化物和硫氧化物的排放提出了限制要求，特别对输出功率超过130kW的柴油机的氮氧化合物排放提出要求；《京都议定书》规定，到2010年，所有发达国家排放的6种温室气体的数量

5、要比1990年减少5.2%，其中规定减排的6种气体大都与船舶有关，并且以后排放法规对内燃机燃烧产生的CO2(二氧化碳)以及NOx（氮氧化物）等废气的排放量规定将更加严格。在强调节能与环保使用燃油新形势下，如何降低燃油消耗率和废气排放是航运企业今后研究的重要课题之一。目前重油凭借其低廉的价格优势已在船舶柴油机上广泛使用（如2006年10月柴油平均价格是每吨5600元左右，而重油价格每吨只要3500元）。但是重油在低温下粘度过大，沥青质、胶质含量高，燃烧时难以充分雾化，燃烧效率-1-宁波大学硕士学位论文[1]低，烟尘量大，易冒黑烟和

6、易发生燃烧故障。因此，考虑到行业面临的严峻形势以及满足企业降低油耗和废气排放的迫切要求，本文提出了参数燃烧乳化重油的方法。所谓重油掺水乳化燃烧，就是将一定比例的重油和水采用某种方法均匀混合，形成性能良好的乳化重油（油包水体系），此乳化油在一定的温度和时间下能保持稳定，并能在柴油机上充分燃烧实现节能降污的功能。乳化油燃烧技术一直是国际燃烧协会确定的三大节能措施之一，使用乳化油不但可以降低发动机油耗，同时也可以降低燃油燃烧所产生的NOx和炭烟等废气排放。[2]因此，在船舶柴油机燃烧乳化重油有着较高的实用性和经济性，能产生经济效益和社

7、会效益双赢的局面。柴油机燃烧乳化重油，关键要解决如何形成良好并适于柴油机燃烧室燃烧的乳化重油以及如何控制好重油和水的比例。本论文作为导师研究课题“重油动态乳化、智能控制及其在船舶柴油机上的应用研究”的一部分，在分析和吸收国外最新研究动态即“智能控制”技术，并结合导师原有的研究成果“动态乳化”技术，提出了动态乳化、智能控制系统来实现乳化重油在柴油机上的燃烧过程。利用此系统，可以在动态乳化重油的同时在线控制油水比例；另外柴油机燃用不同比例掺水乳化重油，对尾气排放成分NOx以及炭烟等进行在线监[3]测分析，寻找最佳油水比例从而达到节能

8、与环保的双重效果。依照浙江省拥有各类运输船舶2万多艘，每年需耗重油200万吨，以此次研究目标9％的节油率，每吨重油3500元计，可产生经济效益6.3个亿人民币。如在我国各类运输船舶38万艘上推广，其经济、社会效益更是显而易见。1.2国内外研究现状与发展趋势1.2