电站锅炉尾部烟道补燃秸秆气化气的计算分析

针对普遍存在的锅炉再热汽温偏低和SCR低负荷无法正常投运问题,提出一种锅炉耦合秸秆气化炉并在尾部烟道补燃燃气的技术方案。以某350 MW超临界锅炉为例,分别对在低温再热器入口补燃和SCR入口补燃进行热力计算和经济性分析,计算结果表明:100%负荷下,在尾部烟道低温再热器入口补燃9 900 m~3/h的气化气时,可将再热汽温升高13.5℃,降低供电煤耗1.2 g/(kW·h);50%负荷下,可将SCR入口烟温升高15.4℃,同时再热汽温升高32.9℃,降低供电煤耗5.7 g/(kW·h)。在SCR入口补燃1 360 m~3/h的秸秆气时,将SCR入口烟温升高8.7℃。该技术方案采用热一次风作为气化剂和助燃空气,并具有再燃还原NO等的技术优势。     

基于数值模拟的某柴油机燃烧室优化研究

用AVL FIRE软件建立了柴油机喷雾燃烧过程研究的计算模型,根据模型分析了燃烧室关键特征对经济性和排放的影响,并设计了燃烧室优化方案。研究发现,在A100工况,优化方案改善了油气混合状况,提高了空气利用率,并加速了燃烧后期速度,使得经济性得到提高,同时NO_x排放也有所增加;而在部分负荷A25工况,优化方案降低了燃烧室碗底的流动速度,减少了壁面传热损失,经济性得到提高,同时NO_x排放也有所降低。发动机台架试验结果表明,相对于原始方案,优化方案的外特性油耗平均降低了约2.0g/(kW·h);ESC循环加权油耗降低了2.2g/(kW·h),且加权NO_x比排放相当。     

应用柴油/甲醇组合燃烧降低增压中冷发动机排放

在增压中冷发动机上采用柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)方式进行排放特性的试验研究.结果表明:采用DMCC方式,增压中冷发动机的Nox和碳烟及微粒排放同时较大幅度下降,但HC和CO排放增加较多.加装氧化催化转化器后,HC和CO得到了大幅度的降低,微粒(PM)也进一步减少.按照国Ⅲ规定的柃测方法,该机的Nox由6.49 g/(kW·h)降到4.33 g/(kW·h),微粒由0.11g/(kW·h)降纠0.05 g/(kW·h),HC由0.49 g/(kW·h)降到0.04 g/(kW·h),CO基本保持不变,使发动机仍在采用原有的泵管嘴燃油喷射系统的情况下,排放品质由国Ⅱ提升至国Ⅲ水平,测试结果显示了该方法具有进一步减少有害排放的潜力,而其燃料经济性与原机相当.     

乙醇汽油发动机碳氢和乙醇排放率研究

在一台江铃汽车公司生产的JL368Q3型汽油机上,研究了燃用不同掺混比的乙醇汽油时发动机的乙醇和碳氢(HC)排放特性及乙醇对发动机HC排放的贡献率。试验结果表明:发动机燃用各掺混比乙醇汽油乙醇排放率均不超过30g/(kW·h),且随排气温度的升高呈指数下降。发动机HC排放率比乙醇排放率高一个数量级,最大值超过400g/(kW·h),中高负荷下发动机的HC排放率最低,约为50g/(kW·h),此时乙醇排放率低于5g/(kW·h)。汽油始终是乙醇汽油发动机HC排放的主要来源,乙醇排放率只有HC排放率总量的25%左右。     

柴油机进气掺混低浓度甲烷模拟研究

针对矿井下空气中含有甲烷气体造成柴油机在矿井下运行时会吸入甲烷的情况,使用三维计算流体动力学(CFD)软件CONVERGE模拟柴油机进气混掺0%、0.25%、0.50%、0.75%与1.00%体积浓度的甲烷气体对柴油机燃烧及排放的影响。研究结果发现,当甲烷着火时刻温度大于1 000K时,甲烷的掺混会使得羟基(OH)基团增多,对柴油机的燃烧起着促进作用。在柴油机1 200r/min、80%负荷的工况点下,随着甲烷体积浓度提高至1.00%,滞燃期从7.35°缩短至7.07°,缸内最大燃烧压力从16.05MPa升高至16.46MPa,放热率峰值升高9.1%,缸内最高温度从1 737K升高至1 771K,NOx排放由10.55g/(kW·h)升高至11.36g/(kW·h),CO排放由0.12g/(kW·h)升高至1.34g/(kW·h),碳烟排放由1.210mg/(kW·h)下降至0.785mg/(kW·h)。矿井下空气中存在甲烷会对柴油机的燃烧及排放产生影响,但矿井下甲烷体积分数普遍低于0.7%,因此其对柴油机的影响较小。     

微种群遗传算法在电控柴油机控制参数优化中的应用

针对电控柴油机控制参数虚拟优化中传统优化算法存在的一些问题,利用一种全局智能寻优方法--微种群遗传算法,并结合改进的发动机三维数值模拟程序KIVA3V,建立起一个发动机多参数优化软件平台.在该软件平台上,对带有BUMP燃烧室的电控柴油机的喷油时刻和喷油压力进行优化.结果显示,在平均有效压力为0.79MPa时,优化后的发动机排放与原机相比,NOx由4.11g/(kW·h)降低到2.5lg/(kW·h),碳烟由0.267g/(kW·h)降低到0.240g/(kW·h),优化结果与优化试验数据基本吻合,说明微种群遗传算法非常适合发动机多参数优化问题的求解,优化结果可为实际燃烧过程的优化控制提供参考方案.     

柴油/乙醇组合燃烧降低增压中冷发动机排放的研究

在增压中冷发动机上采用柴油/含水乙醇组合燃烧(DECC)方式进行排放特性的试验研究.研究表明,采用DECC方式,增压中冷发动机的NOx和微粒排放同时大幅度下降,但HC和CO排放增加较多.加装氧化催化转化器后,HC和CO得到了大幅度地降低,微粒(PM)也进一步减少.按照国Ⅲ规定的检测方法,对比纯柴油排放,该机的NOx由6.49 g/(kW·h)降到3.46 g/(kW·h),微粒由0.142 g/(kW·h)降到0.089g/(kW·h),HC和CO测量值分别为0.34 g/(kW·h)和0.10 g/(kW·h).负荷烟度(ELR)试验测试结果为0.687 m-1.测试结果表明,采用DECC燃烧模式,在仍然采用原机的泵管嘴燃油喷射系统的情况下可以使增压中冷发动机排放从国Ⅱ排放标准提升到国Ⅲ排放标准.除微粒指标满足国Ⅲ要求外,其余指标低于国Ⅳ要求,且燃料经济性基本保持不变.     

乙醇选择催化还原降低柴油机NOx排放的应用研究

以Ag/Al2O3作为催化剂、乙醇为还原剂的选择性催化还原(SCR)技术被认为是最有潜力降低稀燃NOx的技术之一。开发了基于开环控制的还原剂空气辅助喷射系统;在发动机台架上对乙醇选择性催化还原Ag/Al2O3催化剂的特性进行了性能评价试验;对与Ag/Al2O3组合使用的Cu/TiO2和Pt/TiO2氧化催化剂进行了匹配优选;对集成NOx排气后处理的整机进行了ESC工况测试试验;最后将集成的排气后处理系统装在一辆客车上,并进行了道路实车试验。台架试验结果表明:新鲜Ag/Al2O3催化剂具有很高的NOx转化效率,老化一段时间后NOx转化效率有所降低;与Ag/Al2O3 Cu/TiO2组合催化剂相比,Ag/Al2O3 Cu/TiO2 Pt/TiO2组合催化剂具有更好的NOx转化效率,并能抑制THC和CO排放升高;使用NOx集成排气后处理系统后,发动机在欧ⅢESC工况下,NOx从原机的13.06 g/(kW.h)降为4.63 g/(kW.h),整机的NOx、THC、CO排放都低于欧Ⅲ限值。道路实车试验表明,Ag/Al2O3催化剂需要进一步降低催化剂的起燃温度,以适应柴油车实际运行中低温变工况的需要。     

EGR对二甲醚发动机非法规污染物排放特性影响的研究

在一台2102QB型柴油机上用气相色谱检测法研究了燃用二甲醚时甲醛、二甲醚和甲酸甲酯等非法规污染物的排放特性,并研究了废气再循环(EGR)率对非法规排放物的影响规律。试验结果表明:二甲醚发动机的未燃二甲醚比排放较大,最大达到0.75g/(kW·h);甲醛和甲酸甲酯比排放相当且比二甲醚比排放低一个数量级,最大值分别为0.091g/(kW·h)和0.061g/(kW·h)。随着转速增加,二甲醚比排放降低,而甲醛的比排放先升高后降低;随着负荷增加,二甲醚、甲醛甲酸甲酯的比排放均降低。引入EGR以后,二甲醚比排放增加,但负荷越高增加量越少;甲醛呈现先增加后降低的趋势,且当负荷率小于40%时变化较为明显;甲酸甲酯呈现出典型低温氧化中间产物特征,随EGR率的增加呈现明显的先增加后降低的趋势。     

非道路小型柴油机降低机油耗的研究

以186FA柴油机为样机,通过对曲轴箱负压、配缸间隙、气缸孔实际工作圆柱度及活塞环参数改进试验和分析,得出了小型单缸柴油机减少机油消耗量降低颗粒排放的技术措施和机理。经控制参数优化,186FA柴油机机油耗由2.31g/(kW·h)降至0.65g/(kW·h),柴油机颗粒排放降低至0.43g/(kW·h)。加装氧化催化剂后处理,柴油机达到了美国EPA Tire4排放限值和安全要求。