戴 武

葫蘆島市渤海船舶職業(yè)學(xué)院 遼寧葫蘆島 125005

隨著船舶航運(yùn)業(yè)的不斷發(fā)展，95%以上世界貿(mào)易運(yùn)輸總量都是由船舶航運(yùn)業(yè)承擔(dān)的，其能源消耗總量占到總能源的3%。船舶柴油機(jī)是船舶工作的心臟，也是能源消耗和污染物產(chǎn)生的主要場(chǎng)所，所以，對(duì)船舶柴油機(jī)節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的探討是非常必要的行為。

一、節(jié)能技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）燃油系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

對(duì)于燃油系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，是優(yōu)化噴射系統(tǒng)的操作，保證燃油的品質(zhì)。對(duì)于前者，是根據(jù)具體情況的變化，調(diào)整噴射的壓力值，縮小噴孔的截面積，實(shí)現(xiàn)燃油的霧化，并保證其霧化的效果，這一方式下，燃?xì)馀c空氣會(huì)充分融合，加快了燃油燃燒的速度，控制碳排放。高質(zhì)量的燃油完全燃燒后，可釋放出大量熱量，此時(shí)為收集熱量，需縮短噴孔的直徑，或是減少噴孔的數(shù)量，控制燃油的噴出，把溫度控制在一定范圍，抑制氮氧化物的生成?，F(xiàn)代船舶會(huì)使用多種噴射系統(tǒng)，包括傳統(tǒng)的噴射系統(tǒng)、電噴的噴射系統(tǒng)等，其中，電噴的噴射系統(tǒng)具有的優(yōu)勢(shì)是靈活選擇使用的個(gè)數(shù)、控制時(shí)間的長(zhǎng)短、優(yōu)化對(duì)噴射正時(shí)與容量的控制。按照該方式進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)后，可在較高的噴射壓力、直徑較小的噴頭使用中，用多種不同的噴射方式，把燃油噴射量控制在一定范圍內(nèi)。比如單缸噴油嘴，它是根據(jù)時(shí)間的設(shè)計(jì)，逐一噴口的噴油，雖然開始時(shí)間不同，但終點(diǎn)一致，或是前期噴油后關(guān)閉，待需要時(shí)開啟，做到多次噴油。由此，可提高燃油燃燒的效率，控制溫度變化。對(duì)于后者，是保證燃油品質(zhì)。判斷燃油質(zhì)量的高低，是查看其十六烷值的變化，這是判定燃油是否具有良好發(fā)火性的主要標(biāo)準(zhǔn)。柴油在機(jī)械內(nèi)燃燒的過(guò)程中，為讓其充分燃燒，可在燃油內(nèi)加入適量的硝酸鹽等化學(xué)物質(zhì)，把延遲時(shí)間縮短，由此，可在基本參數(shù)統(tǒng)一的情況下，增加燃油放出的熱量，把溫度升高。但這一方式的不足是，破壞燃油的穩(wěn)定性，燃燒中發(fā)出碳煙，給環(huán)境帶來(lái)二次污染。由此，對(duì)燃油品質(zhì)的優(yōu)化是根據(jù)柴油機(jī)的操作情況選擇適合的燃油。

（二）進(jìn)氣優(yōu)化

1.溫度優(yōu)化以及進(jìn)氣壓力。我們從實(shí)踐中知道，內(nèi)燃機(jī)的過(guò)剩系數(shù)能夠使燃燒更加充分，過(guò)剩系數(shù)和入口壓力兩者之間的正比關(guān)系，如果入口壓力增加，會(huì)隨之造成過(guò)剩系數(shù)會(huì)相應(yīng)增加，這就是完全燃燒的效果所在。而矛盾的是，壓力和能量消耗也是成正比關(guān)系，如果壓力大，那么壓縮消耗也會(huì)變大，使得最高溫度升高，這個(gè)時(shí)候很難將氮氧化物的排放。但是，如果進(jìn)氣溫度較低，這個(gè)時(shí)候可以吸收一定程壓縮熱，這樣也可以有效控制最高溫度，減少NO2的排放。然而，入口溫度是不可能一直降低的，有底線值。從目前的發(fā)展水平來(lái)看，許多研究機(jī)構(gòu)正在進(jìn)一步研究如何調(diào)節(jié)進(jìn)氣溫度和壓力，改善燃燒。

2.進(jìn)氣方式優(yōu)化。眾所周知，柴油機(jī)換氣的時(shí)間一般來(lái)講都是比較相對(duì)短暫的、換氣效果也不能嗯好的滿足實(shí)際工作要求，倘若這個(gè)時(shí)候進(jìn)氣渦流比較大的話，那么就很好的改善了燃燒火焰的傳播效果。多氣門技術(shù)就是根據(jù)這個(gè)原理，合理的加大了換氣面積通道，氣門圍繞氣缸中央位置的噴油嘴與活塞凹坑呈現(xiàn)周向分布，進(jìn)氣渦流就會(huì)與油霧之間隨著不同的旋轉(zhuǎn)速度有著不同的渦流比例，控制好噴油量，一個(gè)方面有效控制了最高溫度，另一方面又滿足了經(jīng)濟(jì)型要求。這種多氣門技術(shù)就夠復(fù)雜、所需的成本比較高，在汽車領(lǐng)域里的應(yīng)用比較廣泛。

（三）后處理技術(shù)

目前柴油機(jī)無(wú)論是機(jī)內(nèi)還是機(jī)前的優(yōu)化措施，這些應(yīng)用都還沒(méi)有非常嚴(yán)格的滿足國(guó)家規(guī)定的相關(guān)要求，必須要與后處理技術(shù)相互結(jié)合，才能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)家污染氣體排放標(biāo)準(zhǔn)。這種技術(shù)目前應(yīng)用比較普遍的有兩種，一種是選擇性催化還原技術(shù)。另一種是捕集技術(shù)。前者預(yù)氧化、反應(yīng)溫度降低、藥劑廢料處理等是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。捕集技術(shù)通過(guò)ECU根據(jù)前后溫度以及NO2的濃度來(lái)確定載體是否已經(jīng)到了飽和狀態(tài)，然后再?zèng)Q定是否應(yīng)該繼續(xù)吸附，最終達(dá)到降低NO2排放的目的。

二、未來(lái)的發(fā)展方向

近年來(lái)，世界的主流方向是節(jié)能減排方向，中國(guó)的國(guó)民綜合素質(zhì)的提高，對(duì)于環(huán)保意識(shí)的也不斷加強(qiáng)，強(qiáng)烈呼吁中國(guó)的可持續(xù)發(fā)展。中國(guó)發(fā)展海洋事業(yè)，加之對(duì)船舶的事業(yè)的刺激，柴油機(jī)作為最重要的零部件之一，未來(lái)船舶柴油機(jī)技術(shù)應(yīng)當(dāng)在政府的監(jiān)管下，進(jìn)行節(jié)能減排發(fā)展，一定要符合國(guó)際船舶節(jié)能減排有關(guān)規(guī)定，同時(shí)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)應(yīng)該加速消化、吸收和升級(jí)現(xiàn)有技術(shù)，取其精華去其糟粕，在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)新技術(shù)的研發(fā)，這不是盲目抄襲，必須根據(jù)中國(guó)現(xiàn)在的基本國(guó)情，捉住現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外行業(yè)發(fā)展方向和先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重要措施。

現(xiàn)代船舶柴油機(jī)的節(jié)能減排技術(shù)，是明確節(jié)能減排的途徑，技術(shù)的具體使用是進(jìn)行燃油系統(tǒng)與進(jìn)氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，使用先進(jìn)的燃燒技術(shù)與后處理技術(shù)，用這些技術(shù)處理后，可優(yōu)化船舶柴油機(jī)的運(yùn)行效果，控制能源、燃料的使用，提高燃燒效率，保證了燃料的燃燒質(zhì)量。但這些技術(shù)的使用還有進(jìn)一步研究的空間，有很多不足需要完善。