燃料设计改善发动机燃烧和排放的研究(2)--对柴油机燃烧与排放影响的分析

根据本文第一部分提出的含氧燃料设计思想与方法，以碳酸二甲脂(DMC)为例，研究了较宽比例范围内的DMC柴油混合燃料对柴油机的燃烧与排放特性的影响。在一台高速柴油机上测量了各种混合燃料在最高转速下的负荷特性和速度特性，以及主要工况下的示功图，并对燃烧特性进行了分析。试验结果发现：在柴油中加入一定比例的DMC后，由于物性参数的变化和喷雾特性的改善，混合燃料能够改善柴油机的燃烧与排放——热效率得到明显的提高，尤其在低转速下改善显著；烟度和氮氧化物排放同时降低，外特性线上的一氧化碳降低，碳氢排放仍然很低。对燃烧特性的分析发现：DMC柴油混合燃料的着火延迟延长，燃烧速率加快，燃烧持续期缩短。     

直喷式柴油机燃用甲醇/柴油混合燃料的燃烧及排放特性

研究了直喷柴油机燃用不同掺混比的甲醇和柴油混合燃料对柴油机经济性、动力性、燃烧特性和排放特性的影响，测录了掺甲醇量分别为10％、15％、20％混合燃料和纯柴油时柴油机各种性能，并通过对结果的比较，分析了甲醇掺混量对其影响的规律和原因，采用等过量空气系数法确定试验工况，以保证在同样的燃烧条件下进行比较，结果表明：在等转速和等过量空气系数条件下，加入一定量的甲醇改善了柴油机的燃烧特性，具有较高的燃烧热效率；烟度和CO排放随甲醇掺混量的增加而下降，掺甲醇使NOx排放升高，并在掺醇量为10％～15％时达到最大值。     

二甲醚柴油混合燃料D40燃烧与排放的试验研究

通过在4100QBZL柴油机上进行燃用柴油以及柴油和二甲醚混合燃料——D40的试验,对比了动力输出、排放和缸内燃烧的数据,分析了D40燃料的燃烧特性与排放性能,改变供油系统参数进一步优化了燃用D40的排放性能。结果表明：柴油机供油系统调整后燃用D40燃烧特性好,可获得良好的动力性能,碳烟排放降低明显,NOx在中高转速下显著降低,预混燃烧阶段的温度是影响二甲醚柴油混合燃料NOx排放的主要因素。     

石油焦燃烧特性和污染物排放浓度试验研究

石油焦是炼油厂延迟焦化装置的副产品，可作为循环流化床的燃料。石油焦成人与特性和煤有很大不同，它的燃烧特性和污染物的排放浓度亦与煤有很大区别。本文试验研究了石油焦的燃烧特性和污染物的生成特性。这些研究结果对石油焦循环流化床锅炉设计有指导作用。     

燃料理化特性对柴油机低温燃烧过程及排放特性的影响

在一台单缸柴油机上,通过柴油掺混20%的正庚烷、正庚烷与异辛烷混合物以及异辛烷与40%正庚烷(体积分数),研究燃料组分、沸点和十六烷值等理化特性对柴油机传统燃烧和低温燃烧影响机理.结果表明,不同十六烷值燃料在高比例EGR下对滞燃期影响更显著;随掺混燃料十六烷值降低,碳烟排放降低;在20%掺混比下混合燃料沸点、黏度等物理特性和燃料组分等化学特性改变对燃烧和碳烟排放影响较小.与20%正庚烷掺混相比,低沸点、低黏度燃料在更高掺混比(40%)下对碳烟排放的降低作用变得明显.大比例EGR低温燃烧下,THC排放明显升高,其中甲烷占总碳氢比例达60%;NO2对整体NOx排放影响很小.在20%掺混比下,燃料理化特性的改变对THC、不同成分HC、CO和NOx排放影响很小;在40%正庚烷掺混比例下,芳香烃排放降低,NOx及NO2排放较柴油升高.     

山茶油生物柴油特性及用于柴油机的性能与排放研究

研究了不同山茶油生物柴油比例混合燃料的热重特性,并在R180柴油机上进行试验,分析比较了柴油机的经济性和排放特性。结果表明：生物柴油与柴油混合性良好;不同燃料的热重特性基本相同;柴油机动力性没受明显影响;与柴油相比,混合燃料的当量燃油消耗率略为增加;CH排放降低;CO排放在中低负荷时降低,高负荷时增加;NOx排放在中间转速时随着生物柴油比例的提高先增加后降低,高速时降低。研究证明山茶油生物柴油用于柴油机具有良好的替代柴油、减少排放的效果。     

LPG/柴油混合燃料在直喷式柴油机上的应用研究

采用带传统泵嘴供给系统的自然吸气、直喷柴油机，经改装燃用LPG／柴油混合燃料。通过与原柴油机的对比试验可知，LPG混合比为30％(L30)的混合燃料的滞燃期明显延长，最高燃烧压力和最大压力升高率降低，对应的曲轴转角滞后，最大燃烧放热率与原机基本相同，对应的曲轴转角滞后。在转速为2000r／min时，L30发动机的压力曲线出现双峰，近似于MK(modulated kinetics)燃烧。动力性与经济性与原机基本相同，燃烧噪声降低。碳烟和NOx排放大幅下降，CO略有降低，HC排放有所升高。     

相同氧含量醇类混合燃料燃烧和排放特性差异研究

对一台4缸发动机燃用相同氧浓度的不同醇类混合燃料进行了试验研究,以对比不同三元燃料柴油机在相同转速不同负荷情况下的燃烧特性和常规排放的差异。试验结果表明:甲醇混合燃料在醇类混合燃料中获得最高的燃烧压力,而丁醇混合燃料的热释放率最高。与普通柴油相比,戊醇混合燃料在不同混合物中具有相对最佳的CO和未燃碳氢排放,甲醇混合燃料可获得最优的氮氧化物排放;乙醇混合燃料减小颗粒物效果明显,最大可以减少22.4%～55.6%的颗粒物数量浓度和3.4%～12.8%的颗粒物粒径,其中乙醇混合燃料的核态颗粒物和聚集态颗粒物排放量也最低,戊醇混合燃料达到最高(除高负荷外)。     

燃气轮机燃烧室中藻类替代燃料混合物的 污染物排放和性能

在一个单头部燃气轮机燃烧室中,针对与传统航空煤油(RP-3)混合的藻类替代燃料,本文进行了实验研究。实验中使用的基于藻类的替代燃料由几种烷烃混合而成,用以模拟微型藻类的碳分布。本实验研究了各种混合物的排放性能、贫油熄火极限和喷雾特性。在实验中测试了六种燃料,包括纯航空煤油和五种替代燃料混合物。在慢车状态下进行实验,进口空气压力为460 kPa,温度为511 K,流量为0.498 kg/s。实验结果表明,各种混合物的喷雾角度随替代燃料比例的增大而略有下降。当替代燃料的质量分数达到10%时,观察到燃烧性能的显著变化,这些性能包括燃烧效率、贫油熄火极限和污染物排放。     

煤、石油焦混合燃料掺混石灰石燃烧特性的热重分析研究

应用常压高温热天平 ,对煤、石油焦混合燃料掺混石灰石的燃烧特性进行了细致的研究 ,探明了CO2 分压和Ca/S摩尔比对混合燃料燃烧及脱硫特性的影响规律。试验结果为大型工业循环流化床锅炉混烧石油焦并添加石灰石脱硫时的运行提供了可靠的试验依据。     

煤与生物质混烧时NO_x排放特性的实验研究

叙述了将稻壳、麦秆、松木屑3种生物质,分别与阳泉煤掺烧时,不同掺混比与过量空气系数对NOx排放规律的影响。指出,在低含O2量区,无论单煤还是混合燃料,NOx浓度均随烟气中的含O2量增加而增大;不同燃料NOx浓度增长速度的快慢,随烟气中的含O2量增加有所不同;在高含O2量区,混合燃料NOx的排放量随烟气中含O2量的增加而降低;生物质与煤掺混对NOx排放规律的影响不明显,燃烧过程中NOx的排放受生物质本身的含N量、煤种以及燃烧方式的影响较大。     

我国防止雾霾污染的对策与建议

一般认为煤炭和石油对雾霾的贡献最大,尤其是燃煤电厂,因为煤炭占我国能源消费量的90％,燃煤电厂约占煤炭消费量的50％.我国防止雾霾污染的对策应基于:解决气候变化与环境保护问题,要靠发展非化石能源毕其功于一役是难以办到的,我们应像发达国家那样,先解决好化石能源利用中的环境问题,然后再解决化石能源利用中的气候变化问题.电力是最能清洁利用煤炭的部门,我国燃煤电厂的烟尘和二氧化硫控制已达到世界先进水平,已不是形成雾霾的主要原因.短期内应对雾霾气候的措施为:下决心解决好大气、水、土壤污染;控制大气污染要把控制PM2.5放在重要位置;天然气要优先用于替代分散的燃煤部门,并把替代下来的煤炭交给煤电厂应用;如果我国煤炭消费量中的80％～90％的煤炭供燃煤电厂用,就可控制燃煤污染.燃煤电厂对降低燃煤污染物排放负有重要责任.     

汽车用代用燃料CO2和有害排放生命周期分析

通过应用全生命周期分析方法,本文对各种代用燃料的CO2排放和有害排放进行了全面分析,为未来大规模推广会造成的环境影响给出量化评估结果。研究表明,煤基代用燃料CO2排放和有害排放都较高;电动汽车能减少油箱到车轮阶段的CO2和有害排放,但发电过程中大量使用煤炭又会造成大量的环境污染;汽油车温室气体排放量高,柴油车有害气体排放量大,在短期如果没有法规的限制和技术进步将会进一步影响环境;燃料电池是最清洁的能源形势,无论WTT阶段和TTW阶段,CO2和有害气体排放都很少。     

Probabilistic single box approach for modeling PAHs associated with combustion aerosols in a typical indoor environment

Firewood, coal, dung cake, kerosene and Liquefied Petroleum Gas (LPG) are the most commonly used fuels for cooking and heating purposes in developing countries. Combustion of such fuels leads to high concentrations of pollutants in the indoor environment. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are emitted during residential combustion, and have carcinogenic and genotoxic properties. In this study, data from an experimental setup for estimation of emission rate of particulate-bound PAHs generated during combustion of such fuels are used. PAHs emission rates were used in a probabilistic single box model for prediction of time average particle associated indoor B(a)P equivalent (B(a)P_eq) concentrations of PAHs resulting from typical Indian cooking. Model parameters such as fuel consumption rate, stove power and cooking time were also evaluated experimentally. Particle bound B(a)P_eq PAH emission factor was found to be highest (0.96 mg kg⁻¹) for dung cake, and lowest for LPG (0.48 mg kg⁻¹) among tested fuels. The time averaged B(a)P equivalent concentrations in indoor environment were found to be 0.82, 0.45, 0.87, 0.30, and 0.14 μg m⁻³ for firewood, coal, dung cake, kerosene and LPG respectively. Results reveal that there was higher B(a)P equivalent concentration during combustion of biomass (dung cake, fire wood) as compared to fossil fuels (coal) and non-solid fuels (kerosene, LPG). Predicted time averaged indoor air B(a)P_eq concentrations of PAHs were found to be much higher than the WHO indoor air guideline values for all tested fuels.     

多联产 核电与中国远期能源规划

近年来在能源方面有许多战略研究,但比较可操作的是加速发展以煤气化为核心的多联产与核电。在电力负荷高峰时,可用于发电;在电力负荷低谷时,可制取替代燃料与氢。该方案可解决我国电力和液体燃料需求这两个关键能源问题,并同时减少常规污染物和温室气体的排放,从而保证能源安全和实现经济可持续发展。     

Optimization of emissions from fluidized bed combustion of coal,biofuel and waste

Several types of fuel can be burned in a fluidized bed. This paper discusses the impact of low‐ or medium‐volatile fuels (coal) and high‐volatile fuels (biomass and waste) on the emissions of NO, N₂O and other pollutants. It is found that high‐ and low‐volatile fuels behave in different ways, and measures to reduce emissions from coal combustion are not necessarily effective for high‐volatile fuels. This forms a basis for various design options. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

我国交通运输行业能源消费和排放与典型国家的比较

交通运输行业作为能源消费增长最快的行业领域之一,对建设节约型社会战略的实施具有重要的影响。机动化水平的快速提高在消费大量燃油的同时也产生大量的污染排放物。本文依据相关统计资料,对比分析了中国与美国、日本在交通运输领域的能源消费与主要污染物排放水平,并分析了由于中国相关统计原因造成的能耗数据的差异。结合未来经济社会持续快速增长带动运输需求的快速持续增长的趋势,借鉴美国、日本等发达国家的发展趋势与经验教训,对未来中国交通运输业能源消费与减排进行了趋势性判断分析。     

清洁燃料F-T柴油在柴油机中应用的研究

煤和含碳资源通过F—T合成可以获得十六烷值高、硫和芳香烃含量极低的F—T柴油。综述了F—T柴油的特性及其对排放的影响,并就F—T柴油和常规柴油在柴油机中的燃烧和排放特性进行了比较。与常规柴油相比：F-T柴油的滞燃期缩短了约14％～30％,预混燃烧放热峰值较低,最高燃烧压力略低,法规排放和非法规有毒排放都得到了大幅度降低,其中NOx和PM分别平均降低了13％和26％。因此,F-T柴油是一种优秀的清洁代用燃料。最后指出了F—T柴油在发动机中应用时在润滑性能、低温性能和与浸油弹性体兼容性等方面存在的问题,并探讨了解决途径。     

液化石油气发动机的性能及故障特征

分析了液化石油气（LPG）作为发动机燃料时的特点，以及LPG－汽油双燃料发动机的性能特点和实用化技术，介绍LPG发动机的发展状况，对LPG－汽油双燃料发动机的故障特征作探讨，针对此类双燃料发动机的技术调整和改进方面提出了观点。     

中国减排CO2的初步分析

我国的一次能源以煤炭为主,所以必须实施煤炭现代化利用的能源发展策略,逐步替代现有以直接燃烧为主的能源利用系统。本为结合最新数据对中国的CO2排放源进行初步分析,对我国各行业煤炭消费和CO2排放构成进行预测,指出发电行业是我国推动CO2减排的重点,对我国CO2减排路线图提出了设想。