EGR和进气温度对重油燃烧过程中NOx的影响.pdf

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1、第1期内燃机No．12015年2月IntemalCombustionEnginesFeb．2015EGR和进气温度对重油燃烧过程中NOx的影响刘忠民1，唐龙鑫1，颜金龙2(1．杭州电子科技大学机械工程学院，浙江杭州310018；2．绍兴职业技术学院，浙江绍兴312000)摘要：在8340发动机的基础上，建立燃烧室有限元模型，计算EGR和进气温度对重油燃烧过程中NOx排放的影响。结果表明，EGR能控制燃烧速度，显著降低NOx的排放，但会导致燃油消耗率及碳烟的增加；进气温度的降低，能降低油耗并且使NOx的排放性能得到很好的改善。通过耦合EGR与进气温度来达到控制NOx的

2、排放。关键词：重油；EGR；NOx排放中图分类号：TK421文献标识码：A文章编号：1000—6494(2015)Q1—0014—03InfluenceofEGRandIntakeTemperatureonNOxEmissionofHeavyOilCombustionLIUZhongminl，TANGLongxinl，YANJindon矿(1．HangzhouDianziUniversity，Hangzh6u310018，China；2．ShaoxingVocational&TechnicalCollege，Shaoxing312000，China)Abstract

3、：Onthebasisof8340engine，afiniteelementmodelofthecombustionchamberisbuilt．AndtheeffectofinjectiontimingandEGRonNOxemissionsarecalculated．CalculationresultshowsthattheEGRcancontroltheburningvelocity，andreducetheNOxemission，butiiwillincreasethespecificfuelconsumptionandsoot．Theintaketempe

4、raturereductioncanreducethespecificfuelconsumptionandmaketheNOxemissionimproved．BycouplingEGRandtheintaketemperature，theNOxemissionsarecontrolled．Keywords：heavyoil；EGR；NOxemission0前言由于环境空气质量的日益恶化，人们对内燃机所造成的空气污染也越来越重视，污染控制技术的发展已经成为人们关注的焦点⋯。在这种情况下，IMO将于2016年1月1日起强制执行的IMOTierlll排放法规要求排放量比

5、TierlI约降低了75％左右，所以还需对内燃机参数进行进一步优化。1NOx的形成机理柴油机排放的氮氧化物NOx主要是一氧化氮，由于柴油含氮量非常少，只有重油可能会含有千分之几(质量分数)的氮，可能在排气中会产生作者简介：刘忠民(1977一)，男，山东莱芜人，副教授，博士，研究方向为柴油机配气机构及缸内燃烧。收稿日期：2014—10—14一小部分NOx，但不足以产生显著的NOx排放。所以氮氧化物的主要来源是参与燃烧的空气中的氮，空气中氮生成NOx主要依赖两个因素：燃烧开始时缸内的温度主要受压缩比和进气温度影响；缸内温度的升高率，主要受喷油率、EGR和压缩比影响。由于

6、新的法规对NOx的排放更加严格，而从目前降低NOx排放的措施来看，主要分为机内净化和机外控制。机内净化措施包括降低进气温度、高压缩比等，机外控制主要指废气的后处理等。基于上述NOx形成机理，我们主要探讨通过机内净化措施来降低NOx的排放。我们利用AVL公司的FIRE软件建立8340船用中速柴油发动机数学计算模型，对八缸柴油机进行缸内重油燃烧过程的三维模拟计算，研究EGR和进气温度对重油燃烧过程中NOx排放的影响。第1期刘忠民，等：EGR和进气温度对重油燃烧过程中NOx的影响2模型说明8340是四冲程、8缸船用中速发动机，在建立发动机模型时假设气缸内混合气体为理想气体

7、，消除气门、气道对燃烧的影响。使用AVL—FIRE中的ESE—Diesel模块建立燃烧室的有限元分析模型。考虑到该机型的喷油器有8个，为了节省计算成本，但不降低计算精度，建立的模型为燃烧室的1／8。并用BOOST建立零维燃烧模型，计算个别用实验方法难以获得的参数，如气门关闭时缸内的温度。该发动机的主要技术参数见表1。表1发动机主要参数项目参数34045013．56500．2935缸径／mm行程／mm压缩比额定转速／(r·min“)进气压力／MPa喷油持续角／℃A3模型建立由于8340具有8个气缸，为了节省计算成本，但又不降低计算精度，用AVL—BOOST建立单气