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随着全球环境日益恶化及人们环境保护意识不断加强,控制发动机有害排放的要求日益强烈,船用柴油机有害排放物(尤其是Nox)对大气造成的污染,已引起国际社会的广泛关注。为有效控制船用柴油机的排放,IMO制定了MARPOL73/78公约附则Ⅵ《防止船舶造成大气污染规则》,2011年IMO已实施TierⅡ排放法规,与TierⅠ相比,TierⅡ规定的Nox排放限制值降低了20%左右。因此,研究船用柴油机的工作过程并降低Nox具有非常重要的意义。
本文运用运用AVLBOOST软件建立了W(a)rtsil(a)4L20柴油机工作过程仿真模型及以该柴油机为基础的EOR系统仿真模型。通过运行BOOST软件,对柴油机的负荷特性进行仿真计算,验证了模型的正确性,然后通过修改单一变量,得到不同燃油加水比例及EGR率下柴油机燃烧性能及Nox排放的变化规律。
根据仿真结果可知,随着燃油加水比例的增加,各工况下Nox排放不断降低,加水比例为30%时,整机Nox排放降低了28.33%;通过调整EGR阀开度来控制EGR率,EGR率最大达0.24,在EGR阀开度最大时,Nox排放降低了35.32%,而油耗增加小于4.35%。
总之,本文对船用柴油机工作过程仿真及降低Nox排放研究的思路和方法,能够为其他船用柴油机工作过程仿真研究提供一定的借鉴,同时研究结果为有效控制船用柴油机Nox排放提供一定的理论参考。