摘 要

自柴油机问世以来，人类的生产生活得到了巨大的改善，人们生活水平日益提高。但在柴油机运行的同时，大量废气的产生也导致环境污染日益严重。其中船舶柴油机的废气排放更是对大气和海洋环境带来严重影响，由此引发人们对船舶排放的深入关注。

在船舶排放要求日趋严格的情况下，本文以《船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则修正案》为背景，主要针对5S50ME低速柴油机进行NOx排放测试研究。阐述了船舶排放物危害的严重性，分析了公约中针对船舶NOx排放量的具体要求，由此提出测试船舶NOx的重要性。

本文以附则Ⅵ为依据，详细阐明了NOx的测量原理、测试过程及相关设备的安装和调试要求，并以5S50ME低速柴油机为试验对象，测试了机器在实验循环E3条件下的排放情况。在计算分析方面，本文以“碳平衡法”基于EXCEL软件编程分析，计算出NOx的比排放值，并与限定值对比，从而判断该机器是否满足法规要求。

此外，本文还分析了船用柴油机NOx排放的影响因素，并据此提出了机内和机外的两种控制排放方法，由此来达到减排的目的。

关键词：船用低速柴油机、氮氧化物、碳平衡法、排放控制

Abstract

Since the advent of the diesel engine, human’s production and life has been greatly improved, and their living standards are increasing. But when the diesel engine runs, a large number of emissions also lead to an increasingly serious environmental pollution at the same time. besides marine exhaust emissions from diesel engines have a significant impact on the atmosphere and the marine environment, which led to people's attention to the ship's emissions.

In the case of increasingly strict requirements for ship emissions, this article is based on MARPOL Convention Annex VI as the background, and is mainly to 5S50ME low-speed diesel engine for NOx emissions test. The severity of the harm of the ship 's emissions is expounded, and the specific requirements of the NOx emission in the ship are analyzed. The importance of testing the ship' s NOx is put forward.

In this paper, the principle of NOx measurement, the testing process and the installation and commissioning requirements of NOx are expounded on the basis of Annex VI, and the discharge of the machine under test E3 condition is tested with 5S50ME low speed diesel engine as the test object. In the calculation and analysis, this paper is based on the "carbon balance method", with EXCEL software programming analysis. We calculate the NOx emission value, and compared with the limit value, to determine whether the machine meets regulatory requirements.

In addition, this paper also analyzes the influencing factors of NOx emissions from marine diesel engines, and puts forward two kinds of emission control methods, which are inside and outside the machine, so as to achieve the purpose of emission reduction.

Key Words：marine low - speed diesel engine, nitrogen oxide, carbon balance method, emission control

目 录

第1章. 绪论 1

1.1. 研究背景 1

1.1.1. 排放物的产生与危害 1

1.1.2. 法规要求 2

1.2. 国内外研究现状 4

1.3. 意义 5

第2章. NOx测试要求 6

2.1. NOx测量原理 6

2.2. 测试项目及要求 6

2.3. 测量设备及要求 8

2.4. 测试仪器的校准 8

2.5. 试验循环和加权因数 8

第3章. NOx排放计算分析 11

3.1. 概述 11

3.2. 气体质量流量的计算 11

3.2.1. 废气流量的确定 11

3.2.2. 干/湿修正 12

3.2.3. NOx的湿度和温度修正 14

3.2.4. 排放质量流量计算 15

3.3. NOx排放量的计算 15

3.4. 计算结果分析 16

第4章. 船用低速柴油机NOx排放控制 19

4.1. NOx生成机理 19

4.2. NOx排放影响因素 19

4.3. NOx排放控制方法 20

4.3.1. 减少NOx排放的机内控制措施 21

4.3.2. 减少NOx排放的机外控制措施 22

第5章. 结论 24

参考文献 25

致 谢 26

附录 27

绪论

研究背景

随着人类工业水平的不断发展，柴油机出现之后因其动力大、效率高，适应性强和功率范围广等特点而被广泛使用。但柴油机运作的同时，排出的大量有害物质也使环境受到了严重污染。柴油机所排废气中含有CO、HC、NOx、SO_x和微粒物质等，这些从柴油机直接排出的、可以对动植物造成直接危害的污染物可称为一次有害排放物。有些成分虽然直接产生危害的可能性较低，但大量的聚积会因造成温室效应而有害。部分气体还会经光化学反应生成有害物质，这些统一称之为二次有害排放物。据此，我国有关标准把柴油机废气中的有害成分及碳烟统称为排放物，简称排放^[1]。

环境问题不是个人问题，而是当今世界各国人民面临的重大问题。全球变暖，臭氧层破坏，酸雨，淡水危机等不仅破坏了自然环境，同时也对人类及其他动物的健康带来巨大威胁，因此解决环境污染，改善生活环境迫在眉睫。