【作者】

Kazuyuki Maeda等

【摘要】

国际海事组织正在加强环境限制。此后，在开发发动机时，有必要考虑IMO限制，如NOx Tire III、BC（炭黑）、硫化物和能效设计指数（EEDI：CO2）。然而，由于NOx和CO2之间存在权衡关系，因此很难同时降低它们。 在本研究中，开发了环保型发动机，研究减少NOx、BC和CO2排放的技术。其中一项技术是旭化成公司开发的氧气还原膜（ORM）。该系统使用一种特殊的膜，通过降低进气或扫气中的氧气浓度来减少NOx排放。它设置在进气侧或扫气侧，所以具体的燃料性质（如硫含量）或燃料类型（如重油、船用柴油和气体燃料）不是考虑的因素。此外，该系统仅使用空气，因此不存在危害环境的可能性。另一种技术是新开发的水混合燃料（WMF）系统，它是一种不使用添加剂的水基技术。在这里，燃油在喷油装置前与水混合，在没有添加剂的情况下产生稳定的燃烧。由于水和燃料混合后，水的汽化热使燃烧温度降低，使生成的NOx减少。此外，由于总喷射量与混合物中的水量成比例增加，因此喷雾过程中的空气量增加，燃烧得到改善，BC和CO2的排放量减少。ORM系统和WMF系统已安装在现役船舶上进行性能测试，在2500总吨位（GT）船舶的发电机上建立了ORM系统，在998GT船舶的发电机上建立了WMF系统。 本研究结果与当前研究结果相结合，明确了以下几点：（1）NOx排放随氧浓度的降低而降低，ORM系统将空气中的氧浓度降低到20%时，NOx排放可以降低约25%，且对油耗无显著影响。（2）998GT船舶采用WFM系统，当混合气中的水比例为15%时，对油耗无明显影响，NOx排放降低约15%，BC量减半。（3）在非ECA区，先通过使用ORM系统或WMF系统减少NOx排放，对油耗没有显著影响，然后利用NOx和燃油成本（SFOC）之间的权衡特性，将SFOC提高1%～3%，使NOx保持不变。（4）在ECA区，通过将ORM和WMF系统结合，NOx排放可以满足IMO TierIII的要求。 最重要的是这些节能系统仅使用空气和水，因此在任何运行条件下都没有潜在的环境危害性。

【会议名称】

第29届CIMAC会议

【会议地点】

加拿大 温哥华

【下载次数】

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