摘 要

随着我国经济迅猛地增长，全球化进程不断加快，现有船舶数量正在快速地增加。导致船舶行业消耗着越来越多的能源，同时也造成了严重的大气污染，对经济以及社会的可持续发展有着不可小觑的恶劣影响。

为了更好的控制船舶排放，早期我们使用IMO规范，对NOx排放进行控制。我国在2016年8月，颁发了新的国家标准GB / T15097-2016，不拘泥于NOx这一单一污染物的排放，对各种船机排气污染物排放限值，法规都做出了准确的规定，根据船机型号参数的不同所适用的限值标准也不尽相同。新的排放法规分两个阶段实行，在2021年我们将进入第二阶段，对旧有的IMO法规进行全面替代。

为了更好的适应新的排放法规，也为即将到来的法规第二阶段做出准备，在新的法规指导下更好的完成船用柴油机国标气体物的排放测试。我们进行了对某一机型的船用柴油机的排放测试计算，用以掌握新国标下的排放测试计算方法。

在本试验中，我们针对现有的船舶主机，按照新国标的规定完成了不同提前角对船舶气体排放物排放量影响的研究。在实验中首先对喷油提前角为9°的情况进行了NO_X、CO、HC、CO₂排放量的测试计算，发现NOx的排放量超过国标限值，故选择改变提前角这一简便有效的方法进行调整，改变提前角为7°进行再一次试验，NOx排放量符合国标要求。

通过计算分析发现，减小实验主机的喷油提前角（由9°变化到7°），NOx排放符合标准（NOx排放量降低了10%），同时HC排放量有少量降低（HC排放量降低5%），CO₂排放量有着小幅度的增加（CO₂排放量增加2%），CO排放量增加量较大（CO排放量增加近40%），本文对各种现象产生的原因进行了分析。

关键词：船用柴油机；气体排放；排放法规；提前角；排放测量计算

Abstract

With the growth of economy and the development of globalization, the number of ships is increasing rapidly, and the energy consumed is increasing. It also causes air pollution, which has a serious impact on the development of economy and society.

In order to have a better control of ship emissions. In August 2016, China issued a new national standard GB/T15097-2016, which is not only limited to NOx emission as a single pollutant, but also provides accurate regulations on emission limits of exhaust pollutants from various ship engines. According to different ship type parameters, applicable limits are also different.The new emission regulations will be implemented in two phases. In 2021, we will enter the second phase to fully replace the old IMO regulations.

In order to adapt to the new emission regulations and complete the emission test of Marine diesel engine's national standard gas under the guidance of the new regulations better, we conducted the emission test calculation of a certain type of Marine diesel engine, so as to master the emission test calculation method under the new national standard.

In this experiment, we completed the research on the influence of different advance angles on the ship's gas emission in accordance with the provisions of the new national standard for the existing ship main engine.In the experiment, NOX, CO, HC and CO2 emissions were tested and calculated when the advance Angle of oil injection was 9°. It was found that NOX emissions exceeded the limit of the national standard, so the advance Angle was changed to 7° for another test. NOX emissions met the requirements of the national standard.

Through calculation and analysis, found that reduce fuel injection advance Angle experiment of the host (by 9 ° change to 7 °) NOx emission standard (NOx emission was reduced by 10%), HC emissions at the same time have a little lower (5% to reduce HC emissions), CO2 emissions with a small increase (CO2 emissions increased by 2%), CO emissions increase bigger (CO emissions increase nearly 40%), in this paper, the various causes are analyzed.

Keywords:Marine engine; Gas emissions; Advance Angle; Measure to calculat

目录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.1.1 论文研究背景 1

1.1.2 论文研究意义 1

1.2 船机排放物 1

1.2.1 排放物的组成 1

1.2.2 排放物的生成机理 2

1.2.3 排放物的危害 3

1.3 论文主要内容 4

第二章 船用柴油机排放法规标准 5

2.1 国内外气体排放法规要求 5

2.1.1 国内排放法规要求 5

2.1.2 国外排放法规要求 6

2.1.3 国内排放法规的变化 7

2.2 国内外气体排放研究现状 7

2.2.1 国内研究现状 7

2.2.2 国外研究现状 8

第三章 台架要求及测试实验 9

3.1 台架要求 9

3.1.1试验规程及取样系统 9

3.1.2 测量设备要求 10

3.2 排放测试实验 12

第四章 排放测试计算与分析 14

4.1 各污染物成分排放计算过程 14

4.1.1 废气质量流量 14

4.1.2 干对湿修正 15

4.1.3 各组分流量 16

4.1.4 排放量 17

4.2 各污染物排放量对比 19

第五章 结论 20

5.1 计算结果分析 20

5.1.1 NOx排放降低原因 20

5.1.2 HC排放降低原因 20

5.1.3 CO排放降低原因 20

5.2 喷油提前角调整策略 20

参考文献 22

致谢 24

绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 论文研究背景

随着我国经济迅猛地增长，全球化进程不断加快，现有船舶数量正在快速地增加。导致船舶行业消耗着越来越多的能源，同时也造成了严重的大气污染，对经济以及社会的可持续发展有着不可小觑的恶劣影响。

据统计，整体的空气污染，柴油机废气排放占据10％。据美国大气管理局调研，全球航运业每年NO_X与SO_X排放量达到了30％和5％，在一些货船较为密集的沿海城市，SOx排放的地方贡献量更是上升到了30％。船舶行业运作所造成污染物排放已成为继汽车尾气、工业废气之后的第三大污染源^[1]。

为了更好的控制船舶排放，我国在2016年8月，颁发了新的国家标准GB / T15097-2016，不只拘泥于NOx这一单一污染物的排放，对各种船机排气污染物排放限值，法规都做出了准确的规定，根据船机型号参数的不同所适用的限值标准也不尽相同。该标准分两个阶段逐步实行，在马上到来的2021年，我们将实行第二阶段的法规标准，测试标准的第二阶段是更为严格的，需要我们对排放测试的方式方法进行进一步的探究。

1.1.2 论文研究意义

IMO规范是之前我国所遵循的旧有法规，为了跟进时代发展，对多种污染物的排放进行控制。我国在2016年8月，颁发了新的国家标准GB / T15097-2016，不只拘泥于NOx这一单一污染物的排放，对各种船机排气污染物排放限值，法规都做出了准确的规定，根据船机型号参数的不同所适用的限值标准也不尽相同。颁布法规时同时规定了在2021年，开始实行第二阶段的标准，其对各排气污染物的排放限值的规定变得更为严苛。