达国家对柴油发电机排放的法规要求。
一、机型发展趋势分析
船用柴油机的机型发展总体上较为稳定。近年来,主要集中在提高机型的可靠性。这一趋势主要源于增压技术的发展,使得柴油机的强化程度显著提高,尤其是在石油危机之后,市场对于降低燃油消耗和使用低质燃料的经济性追求愈加强烈。然而,近期各国对柴油机的排放限制愈发严格,NOx、SOx等有害物质的排放增加,正是高强度使用和劣质燃料的副产品。而在这些有害气体的排放成分中,船用柴油机的情况比汽车柴油机更为严重。目前,各大柴油机制造商正致力于研发新的柴油机,以应对这一挑战。
1、持续服役的可靠性。
2、高度强化是指显著提升其最高燃烧压力和燃油喷射压力。
3、废气排放已符合相关法规的要求。自1997年以来,船舶开始按照国际海事组织(IMO)设定的排放标准执行,柴油机制造商通过控制工况、应用废气后处理技术,甚至重新设计设备,以确保符合这些规定。
4、综合经济性良好。不仅关注油耗和低品质燃料的使用,还涵盖价格、运行成本、操作简便性、维修需求少以及推进效率等因素。
5、整体结构基本相似。气缸的排列主要有直列式和V型两种,这不仅是技术目标的体现,也是经济目标的需求。
6、规范化接口。尽可能满足用户需求,适用于各种配套辅助设备和监控系统的应用。
二、技术发展趋势
船用柴油机的技术现状与发展趋势如表7所示。
表7 船用柴油机的技术现状与发展趋势
|
船机类型 |
技术现状
|
发展趋势
|
|
中速柴油机 |
近年来,中速柴油发电机机在开发大缸径、提高整机功率方面做了大量工作,并在燃用劣质燃油、降低油耗、提高零部件的可靠性、提高使用寿命及高增压等方面取得显著成效。 |
不断开发新机型,拓宽功率范围,提高市场竞争力;调整燃油喷射、雾化过程,采用高压喷射的燃油系统;改进增压系统;改进排气阀的驱动方式,调节排气正时;增装空气中间冷却器,加强水冷却系统的冷却能力,降低零部件的热负荷,提高柴油机的性能,提高工作可靠性,增加零部件的使用寿命;使用电子技术,控制排气和燃油喷射、燃烧过程;采用新概念设计,减少整机的零部件等。 |
|
高速柴油机 |
目前,各制造商在材料选择、设计结构、优化系统、试验研究和加工制造等方面做了许多工作,并取得了显著进步,其发展趋势为:采用系列化设计,并通过变型满足多用途需要;不断开发新型的大功率高速柴油发电机,适应船舶市场的供需变化;严格整机的耐久试验,提高工作的可靠性;提高强化系数,提高柴油发电机使用的经济性;采用各种不同的喷射装置或喷射方式,完善燃烧过程,降低NOx的排放量,适应日益严格的环保要求。 |
|
|
法规 |
法规(法规号变更) |
适用范围 |
|
|
40 CFR PART 89 新生产及在用的非道路压燃式 发动机排放控制 |
40 CFR PART 1039 |
40 CFR PART 1065(法规包含试验规程、 数据计算和试验用设备的相关内容) |
<37kW的压燃式船用柴油机 |
|
40 CFR PART 94 船用压燃式发动机大气污染控制 |
40 CFR PART 1042 |
≥37kW的1类和2类压燃式船用柴油机 |
|
|
40 CFR PART 91 船用点燃式发动机排放控制 |
40 CFR PART 1045 |
点燃式船用柴油机 |
|