替代率對船用LNG∕柴油雙燃料發(fā)動機性能的影響.pdf

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1、第2期2016年4月內(nèi)燃機Int鋤alComb璐60nEnginesNo．2Apr．2016替代率對船用LNG／柴油雙燃料發(fā)動機性能的影響龍焱祥，王忠俊(武漢理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，武漢430063)摘要：以淄柴z6170船用柴油機為基礎(chǔ)，通過加裝額外的天然氣供給系統(tǒng)將其改裝成LNG，柴油雙燃料發(fā)動機，在推進特性不同負荷點進行試驗，研究替代率對發(fā)動機經(jīng)濟性能和排放性能的影響。試驗結(jié)果表明，隨著替代率的增加，燃料消耗率和HC排放有不同程度的增加，N0x和C0則在高低負荷表現(xiàn)出不同的規(guī)律。關(guān)鍵詞

2、：LNG；雙燃料；替代率；排放中圖分類號：u664文獻標識碼：B文章編號：1000—6494(2016)02—0044—04E助rtofReplacementRatioonthePemmanceofLNG／DieselDual—fuelEngineLONCYanxiang，WANGZhon舀un(Sch00lofEnergyandP0werEn百neering，WuhanUniversityofTechnolog)，，WuharI430063)Abst憎ct：BasedontheZ6170die

3、selen西nes，fittedwi出粕extranatIlralg鴿supplysystem，theZ6170dieselenginew鵲conVertedintoanLNG／dieseldualfuelen百ne．ExperimentwasperfoHIledondi歸ferentloadsforpmpelch啪cteristicgtostudythed．fect0freplacementratioontheperfo兀n鋤ceofLNG／dieselduaIfuelen矛ne．Theres

4、ultshowedthatBFSCrate粕dHCeⅡlissionincre鵲edwitIIadditionofItplacementmtio，N0xandC0haddiH毛rentchamcteris6cs．K∞啊ords：LNG；dual—fuel；replacementratio；emission在目前傳統(tǒng)能源匱乏以及節(jié)能減排呼聲日益高漲的影響下，各國都在努力尋找清潔能源。相比汽柴油，天然氣具有儲量豐富，熱值高，安全，成本低，液化后利于運輸?shù)葍?yōu)點，是作為內(nèi)燃機替代燃料的理想選擇?。雙燃料

5、發(fā)動機改裝簡單，可在不改變原柴油機結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過加裝液化天然氣的供給系統(tǒng)，將其改變成LNG，柴油雙燃料發(fā)動機。雙燃料發(fā)動機可以實現(xiàn)較高的燃油替代率，并且顯著改善PM排放口1，具有較高的經(jīng)濟性和較低的排放。因此LNG／柴油雙燃料發(fā)動機具有巨大優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿?。目前國?nèi)外對天然氣燃料在發(fā)動機上的運用基金項目：交通部科技建設(shè)項目(2013328811530)作者簡介：龍焱祥(1992一)，男，碩士，研究方向為內(nèi)燃機性能優(yōu)化與排放控制。收稿日期：2015一12—04進行了大量的研究，包括燃料供給系統(tǒng)的

6、設(shè)計，燃料控制策略，燃料的燃燒規(guī)律與特性等。這些研究在天然氣發(fā)動機開發(fā)過程中得到較好運用，例如微量油引燃天然氣發(fā)動機、缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動機、雙燃料發(fā)動機等口，。但是對于現(xiàn)有在用船舶柴油機，運用這些新技術(shù)對其進行大幅度改裝不僅實施難度較大，而且成本較高。針對這一現(xiàn)象，目前普遍采取的改裝方法是只增加一套供氣系統(tǒng)，不對柴油機做較大改動，這種方式可實現(xiàn)天然氣／柴油雙燃料運行，采取這種方法改裝后的雙燃料發(fā)動機主要性能調(diào)整參數(shù)之一為燃料替代率。替代率作為雙燃料發(fā)動機的一個重要參數(shù)，對發(fā)動機的性能影響巨大。其

7、含義為：在發(fā)動機工況相同的條件下，雙燃料工作方式中天然氣所替代的柴油量與純柴油工作模式下的柴油的消耗量之比H1。由于天然氣價格較柴油低，天然氣替代率越高，發(fā)動機的經(jīng)濟性越高。但是，不同替代率第2期龍焱祥，等：替代率對船用LNG／柴油雙燃料發(fā)動機性能的影響．45．下，雙燃料發(fā)動機的缸內(nèi)燃燒和排放性能會有所變化。我們將通過不同負荷下的替代率試驗，綜合經(jīng)濟性、燃燒噪聲、排放性能等因素得到雙燃料發(fā)動機各負荷下的合適替代率，為雙燃料發(fā)動機性能優(yōu)化提供建議。1試驗設(shè)計1．1試驗裝置試驗以淄博柴油機廠生產(chǎn)的z

8、6170船用柴油機為基礎(chǔ)，基本技術(shù)參數(shù)見表l。通過加裝天然氣供氣系統(tǒng)、天然氣流量計及其它有關(guān)燃氣安全輔助設(shè)備將柴油機改裝成雙燃料發(fā)動機。本次試驗所用供氣方式為增壓器后單點電控噴射進氣。LNG／柴油雙燃料發(fā)動機試驗臺架見圖1。主要測試設(shè)備儀器有江蘇啟東ECK500測控系統(tǒng)，江蘇啟測Y880測功器，北京首科實華DMF—l一3A天然氣流量表1Z6170柴油機主要技術(shù)規(guī)格名稱參數(shù)型號Z6170型式空翟瓣囂程缸數(shù)6缸徑×行程“mm×姍)170×200壓縮比14．5排量幾27．2平均有效壓力朋Pa1．454