中國柴油發電機組的柴油發動機排放控制及其發展趨勢

柴油機排放控制

柴油機技術集中體現在進氣系統、燃燒系統、噴射系統以及後處理系統的發展上。與1990年以前發達國家開始實行排放法規時得情形相比，我國現在的優勢是上述技術已經日漸成熟。因而可以自己吸收發達國家成功的經驗和技術，而不必重複他們在探索階段走過的彎路。柴油機排放物的生成主要和缸内燃油的分部情況，即和缸内空氣和燃油的混合情況密切相關。控制和降低柴油機的排放主要從以下幾個方面入手；

    通過提高燃油的品質，進氣質量等手段，如采用增壓中冷，多氣門技術，EGR（廢氣在循環）等。這種方法通常稱爲機前措施。
    現代柴油機對噴射技術的要求爲；準确的燃油計量，靈活的噴油定時，最佳的噴油壓力，優化的噴油規律。這一手段稱爲機内淨化方法。
    采用柴油機排氣尾部加裝廢氣淨化裝置以進一步降低有害排放物直接排入大氣，如采用De-NOx催化轉換器和顆粒捕集器等可以有效地降低NOx和顆粒的排放。這種方法稱爲機外淨化方法。
    還可以通過使用潔淨能源來改善排放，如采用生物燃料，可再生燃料，CNG(壓縮天然氣)，LPG(液化石油氣)等。目前國外采用天然氣的已經比較普遍。
    合理的維護和管理。超負荷使用、保養維護不當和檢修調整不良等使用中的問題，都會使柴油機的性能惡化，導緻污染物排放增加。在使用與維護中，有必要采取嚴格的管理規範和技術措施。可有效地控制碳煙排放，定期維護和保養至關重要。

柴油機排放趨勢的發展趨勢

1．渦輪增壓技術的發展，由于柴油機優良的動力性和經濟性，國内外柴油發電機組全部采用渦輪增壓技術或渦輪增壓中冷技術。渦輪增壓中冷技術能顯著提高功率密度、降低和改善燃油消耗。燃油消耗率改善16%，NOx和顆粒物的排放分别降低了80%和90%。

爲滿足越來越嚴格的排放法規，必須提高燃油質量和采用先進的發動機技術。要達到各階段排放限值需有相應的柴油機技術做保證。采用其他先進的技術；高壓噴射、多氣門技術、泵噴嘴、EGR、預噴射、電控噴射、De-NOx催化器等技術外，各階段都對應一定的增壓技術的改進和提高。

2．渦輪增壓及中冷技術對排放的影響。柴油機增壓時，空氣被壓縮，溫度與壓力同時提高，若不采用中冷時，進氣密度受壓氣機絕熱效率的限制；當柴油機高增壓時，增壓壓比大，應同時采用中冷技術，以提高進氣密度。柴油機的排放污染物主要有CO、HC、NOx、和顆粒物。

（1）氧化碳CO，柴油機中的co是燃料不完全燃燒的産物，主要是局部缺氧或低溫下形成。柴油機的co排放較低，采用渦輪增壓後，可供燃燒的空氣增多，增壓發動機大多數工況負荷較大，發動機缸内的溫度能保證燃料更充分的燃燒，co排放可進一步降低。

（2）烴類化合物HC、柴油機排放中的HC是由原始燃料分子、分解的燃料分子以及再化合的中間化合物所組成。小部分的HC是由潤滑油生成的。

（3）氮氧化物NOx、柴油機中的氮氧化物的主要成分取決于氧的濃度、溫度、及反應時間。

（4）顆粒PM、影響柴油機顆粒生成的主要因素是過量的空氣系數、燃油霧化質量、噴油速率、燃燒過程和燃油質量。

（5）燃油經濟性及二氧化碳CO2、增壓柴油機的燃油經濟性改善得利于廢氣能量的利用和燃燒效率的提高。

（6）燃油消耗意味着更多的清潔空氣。采用渦輪增壓的柴油機的動力具有良好的燃油經濟性。較小的燃油消耗量可消耗的新鮮空氣量少，有害污染物排放的總量也下降。