Научная статья на тему 'РЕЗУЛЬТАТЫ ИCПЫТАНИЙ НА ТОКСИЧНОСТЬ И ДЫМНОСТЬ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ 1Ч17,5/24 И 6ЧН15/18'

РЕЗУЛЬТАТЫ ИCПЫТАНИЙ НА ТОКСИЧНОСТЬ И ДЫМНОСТЬ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ 1Ч17,5/24 И 6ЧН15/18 Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
47
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИСПЫТАНИЕ / TEST / СУДОВЫЕ ДИЗЕЛИ / MARINE DIESEL ENGINES / НОРМАТИВ ВЫБРОСОВ / EMISSION STANDARD / ГАЗОАНАЛИЗАТОР / ДЫМОМЕР / УДЕЛЬНЫЙ СРЕДНЕВЗВЕШЕННЫЙ ВЫБРОС / OPACIMETER SPECIFIC AVERAGE EMISSIONS / РЕЖИМ ИСПЫТАНИЯ / TEST MODE / GAS ANALYZER

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Покусаев Михаил Николаевич, Шевченко Александр Викторович, Теренин Олег Игоревич, Мордасов Алексей Викторович, Нгуен Ха Хиеп

Испытания проводились при работе дизелей по нагрузочной характеристике на шести режимах, в том числе четыре режима по циклу, регламентируемому ГОСТом. В работе приведены удельный эффективный расход топлива, массовый расход воздуха, коэффициент избытка воздуха, температура отработавших газов (ОГ); представлены концентрации NOx, CO, SO2, NO2, NO, удельные выбросы NOx, CO, дымовое число, также содержание СО2 и О2 в ОГ. Все результаты пред ставлены в графическом виде. На основании полученных экспериментальных результатов были рассчитаны удельные средневзвешенные выбросы NOx, равные 2,89 г/кВт·ч и СО - 1,61 г/кВт·ч для дизеля 1Ч17,5/24, а также NOx - 2,89 г/кВт·ч и СО - 1,61 г/кВт·ч для дизеля 6ЧН15/18. По анализу полученных результатов были сделаны следующие выводы: двигатель 1Ч17,5/24 соответствует ГОСТ Р 51249 и Приложению VI к МАРПОЛ 73/78 по токсичным компонентам NOx и ГОСТ Р 51249 по СО; двигатель 1Ч17,5/24 не соответствует ГОСТ Р 51250 по дымности; двигатель 6ЧН15/18 соответствует ГОСТ Р 51249 и Приложению VI к МАРПОЛ 73/78 по токсичному компоненту NOx; двигатель 6ЧН15/18 не соответствует ГОСТ Р 51249 и ГОСТ Р 51250 по токсичному компоненту СО и по дымности соответственно

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Покусаев Михаил Николаевич, Шевченко Александр Викторович, Теренин Олег Игоревич, Мордасов Алексей Викторович, Нгуен Ха Хиеп

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Results of tests for toxicity and smoke of exhaust gases of marine diesel engines 1Ч17,5/24 and 6ЧН15/18

Tests were conducted at a diesel on the load characteristics of the six modes, including four modes for the cycle, regulated by GOST. The paper presents the effective specific fuel consumption, air mass flow rate, coefficient of excess air, temperature of exhaust gases (CG) are the concentration of NOx, CO, SO2, NO2, NOx, specific emissions of NOx, CO, smoke number, as CO2 and O2 OG. The results are presented in graphical form. Based on the experimental results were weighted to calculate the specific emissions of NOx is equal to 2.89 g/kWh, and CO - 1.61 g/kWh for diesel 1Ч17,5/24, as well as NOx - 2,89 g/kWh and CO - 1.61 g/kWh for diesel 6ЧН15,18. Analysis of the results the following conclusions: the engine 1Ч17,5/24 corresponds to GOST 51249 and Annex VI to MARPOL 73/78 on the toxic components of NOx and GOST 51249 CO; engine 1Ч17,5/24 does not correspond to GOST 51250 smoke; engine 6ЧН15/18 corresponds to GOST 51249 and Annex VI to MARPOL 73/78 on the toxic component of NOx; engine 6ЧН15/18 does not correspond to GOST 51249 and GOST 51250 on toxic component of the CO and opacity, respectively

Текст научной работы на тему «РЕЗУЛЬТАТЫ ИCПЫТАНИЙ НА ТОКСИЧНОСТЬ И ДЫМНОСТЬ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ 1Ч17,5/24 И 6ЧН15/18»

ЭНЕРГЕТИКА И ЭКОЛОГИЯ

ENERGY AND ECOLOGY

Статья поступила в редакцию 15.05.10. Ред. рег. № 791 The article has entered in publishing office 15.05.10. Ed. reg. No. 791

УДК 621.43.068

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСТЫТАНИЙ НА ТОКСИЧНОСТЬ И ДЫМНОСТЬ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ 1Ч17,5/24 И 6ЧН15/18

М.Н. Покусаев, А.В. Шевченко, О.И. Теренин, А.В. Мордасов, Х.Х. Нгуен

Астраханский государственный технический университет 414025, Астрахань, ул. Татищева, д. 16 Тел.: +7 (8512) 546247, e-mail: oleg_terenin@mail.ru

Заключение совета рецензентов: 05.06.10 Заключение совета экспертов: 15.06.10 Принято к публикации: 25.06.10

Испытания проводились при работе дизелей по нагрузочной характеристике на шести режимах, в том числе четыре режима по циклу, регламентируемому ГОСТом. В работе приведены удельный эффективный расход топлива, массовый расход воздуха, коэффициент избытка воздуха, температура отработавших газов (ОГ); представлены концентрации NO*, CO, SO2, NO2, NO, удельные выбросы NO*, CO, дымовое число, также содержание СО2 и О2 в ОГ. Все результаты представлены в графическом виде. На основании полученных экспериментальных результатов были рассчитаны удельные средневзвешенные выбросы NO*, равные 2,89 г/кВт-ч и СО - 1,61 г/кВт-ч для дизеля 1Ч17,5/24, а также NO* - 2,89 г/кВт-ч и СО - 1,61 г/кВт-ч для дизеля 6ЧН15/18. По анализу полученных результатов были сделаны следующие выводы: двигатель 1Ч17,5/24 соответствует ГОСТ Р 51249 и Приложению VI к МАРПОЛ 73/78 по токсичным компонентам NO* и ГОСТ Р 51249 по СО; двигатель 1Ч17,5/24 не соответствует ГОСТ Р 51250 по дымности; двигатель 6ЧН15/18 соответствует ГОСТ Р 51249 и Приложению VI к МАРПОЛ 73/78 по токсичному компоненту NO*; двигатель 6ЧН15/18 не соответствует ГОСТ Р 51249 и ГОСТ Р 51250 по токсичному компоненту СО и по дымности соответственно.

Ключевые слова: испытание, судовые дизели, норматив выбросов, газоанализатор, дымомер, удельный средневзвешенный выброс, режим испытания.

RESULTS OF TESTS FOR TOXICITY AND SMOKE OF EXHAUST GASES OF MARINE DIESEL ENGINES 1Ч17,5/24 AND 6ЧН15/18

M.N. Pokusaev, A.V. Shevchenko, O.I. Terenin, A.V. Mordasov, H.H. Nguyen

Astrakhan State Technical University 16 Tatishchev str., Astrakhan, 414025, Russia Tel.: +7 (8512) 546247, e-mail: oleg_terenin@mail.ru

Referred: 05.06.10 Expertise: 15.06.10 Accepted: 25.06.10

Tests were conducted at a diesel on the load characteristics of the six modes, including four modes for the cycle, regulated by GOST. The paper presents the effective specific fuel consumption, air mass flow rate, coefficient of excess air, temperature of exhaust gases (CG) are the concentration of NO*, CO, SO2, NO2, NO, specific emissions of NO*, CO, smoke number, as CO2 and O2 OG. The results are presented in graphical form. Based on the experimental results were weighted to calculate the specific emissions of NO*, is equal to 2.89 g/kWh, and CO - 1.61 g/kWh for diesel 1Ч17,5/24, as well as NO* - 2,89 g/kWh and CO - 1.61 g/kWh for diesel 6ЧН15,18. Analysis of the results the following conclusions: the engine 1Ч17,5/24 corresponds to GOST 51249 and Annex VI to MARPOL 73/78 on the toxic components of NO* and GOST 51249 CO; engine 1Ч17,5/24 does not correspond to GOST 51250 smoke; engine 6ЧН15/18 corresponds to GOST 51249 and Annex VI to MARPOL 73/78 on the toxic component of NO*; engine 6ЧН15/18 does not correspond to GOST 51249 and GOST 51250 on toxic component of the CO and opacity, respectively.

Keywords: test, marine diesel engines, emission standard, gas analyzer, opacimeter specific average emissions, the test mode.

Михаил Николаевич Покусаев

Сведения об авторе: ФГОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет», первый проректор. Профессор, д-р техн. наук.

Образование: АТИРПиХ (1975 г.), инженер-механик по спец. «Судовые силовые установки».

Профессиональный опыт: 34 года.

Основной круг научных интересов: динамика судовых машинно-движительных комплексов.

Публикации: 70 (в том числе 30 научных статей, 12 учебно-методических пособий), 2 авторских свидетельства.

Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 10 (90) 2010 © Научно-технический центр «TATA», 2010

Александр Викторович Шевченко

Сведения об авторе: ФГОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет», аспирант. Основной круг научных интересов: альтернативные топлива. Публикации: 8.

Олег Игоревич Теренин

Сведения об авторе: ФГОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет», аспирант. Основной круг научных интересов: альтернативные топлива. Публикации: 8.

Алексей Викторович Мордасов

Сведения об авторе: ФГОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет», аспирант. Основной круг научных интересов: альтернативные топлива. Публикации: 5.

Ха Хиеп Нгуен

Сведения об авторе: ФГОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет», аспирант, магистр техники и технологий.

Основной круг научных интересов: токсичность двигателей внутреннего сгорания. Публикации: 15.

Введение

С 19 мая 2005 г. вступило в силу Приложение VI к Международной конвенции МАРПОЛ 73/78 по предотвращению загрязнения атмосферы с судов [1, 2]. Наибольшее значение для практики имеют два раздела Приложения: Правило 13, регламентирующее выброс оксидов азота (NOx) с отработавшими газами (ОГ) судовых двигателей, и Правило 14, установившее ограничения на предельно допустимое содержание серы в морском топливе. В октябре 2008 г. 58-я сессия 1МО (IMO - International Maritime Organisation, Международная морская организация) приняла новую редакцию Приложения VI. Новой редакцией правил предусмотрен поэтапный (Tier I - Tier III) ввод в действие новых нормативов [3]. Новая редакция подтверждает постоянное ужесточение нормативов выбросов.

Национальной нормативно-правовой базой, на которую следует опираться при введении в действие Приложения VI МК МАРПОЛ 73/78, является действующий Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» (статья 17, собрание Законодательства РФ, 1999 г., № 18, ст. 2222) и Постановление Правительства РФ № 83 от 06.02.2002 г. «О проведении регулярных проверок транспортных и иных передвижных средств на соответствие техническим нормативам выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух». В соответствии с п.1 этого постановления регулярные проверки морских судов, судов внутреннего плавания, судов смешанного (река-море) плавания будут проводиться начиная с 2004 г. в соответствии с техническими нормативами. Для реализации этого постановления необходимо внедрить в практику действующую нормативную документацию: ГОСТ Р 51249-99 (с изменением № 1) [4], ГОСТ Р 51250-99 (с изменением №1) [5], ГОСТ 30574-98 (с

изменением №1) [6], ГОСТ Р ИСО 8178 часть 2 [7] и другие руководства, правила, разработанные РМРС (Российский морской Регистр судоходства).

Целью исследований являлась оценка соответствия эмиссий ОГ судовых дизелей требованиям Приложения VI к МК МАРПОЛ 73/78 и законодательства РФ, а также анализ рабочего процесса дизелей по результатам газового анализа.

Испытания проводились на судовых дизелях 1Ч17,5/24 (1NVD24) и 6ЧН15/18 (3Д6Н), которые установлены в лаборатории тепловых двигателей Астраханского государственного технического университета.

Сведения об объектах исследования, режимах испытаний, приборной базе

Судовой дизель 1NVD24 является нереверсивным одноцилиндровым тронковым четырехтактным дизелем без наддува производства Schwermaschinenbau Karl Liebknecht Magdeburg (SKL) Магдебургского завода (Германия), он был выпущен в 1965 г. Основные технические характеристики дизеля: номинальная эффективная мощность 16 кВт; номинальная частота вращения коленчатого вала 630 об/мин; среднее эффективное давление на номинальном режиме 0,535 МПа; максимальное давление сгорания 5,2 МПа; средняя скорость поршня 5,05 м/с; номинальная степень сжатия 14,85; удельный расход топлива на номинальной мощности 245±10% г/(кВт-ч); геометрический угол опережения впрыскивания топлива 18° ПКВ.

Судовой дизель 3Д6Н производства России является нереверсивным шестицилиндровым тронковым четырехтактным дизелем с газотурбинным наддувом и промежуточным регулированием температуры наддувочного воздуха, он был выпущен в 1954 г. Основные технические характеристики дизеля: но-

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 10 (90) 2010

© Scientific Technical Centre «TATA», 2010

минальная эффективная мощность 110 кВт (150 л.с.); номинальная частота вращения коленчатого вала 1500 об/мин; среднее эффективное давление на номинальном режиме 0,71 МПа (7,1 кг/см2); максимальное давление сгорания 0,8 МПа (80 кг/см2); средняя скорость поршня 9,0 м/с; степень сжатия 1415; удельный расход топлива на номинальной мощности 224+11 г/(кВт-ч).

Испытания проводились при работе дизелей по нагрузочной характеристике на семи режимах, причем с режима 2-6 по циклу D2, регламентируемому [6, 7, 8] (таблица), при этом дизели работали на стандартном дизельном топливе.

Циклы испытания D2 Test Lead D2

Параметр Режим

1 2 3 4 5 6 7

Мощность, % 110 100 75 50 25 10 х.х.

Частота вращения, % 100 100 100 100 100 100 100

Коэффициент весомости - 0,05 0,25 0,30 0,30 0,10 -

Примечание: х.х. - холостой ход

Определение часового расхода топлива производилось объемным способом. Расход воздуха определялся дроссельным устройством. Измерения температуры ОГ, температуры воды проводились проверенными термометрами.

Измерения концентраций выбросов и дымности ОГ производились с использованием газоанализатора Testo 350-MARITIME, сертифицированого Germanischer Lloyd, и дымомера Testo 380 соответственно. Общий вид газоанализатора Testo 350-MARITIME и дымомера Testo 308 представлены на рис. 1 и рис. 2. Точка отбора ОГ расположена на расстоянии шести диаметров прямого участка трубы от присоединительного фланца выпускного коллектора (по [4, 5, 8]).

Рис. 2. Общий вид дымомера Testo 308 Fig. 2. General view of the smoke meter Testo 308

Обработка экспериментальных данных

Обработка экспериментальных данных проводилась по методике, регламентируемой ГОСТами [4, 5] и руководством РМРС [8], с использованием современного лицензионного программного продукта «Microsoft Office Excel 2007».

Атмосферные условия: параметр атмосферных условий F для двигателей [4, 5, 8]:

- без наддува: F =

- с наддувом: F =

99

Pa

99 P,

TL

29S

Tl

29S

где Ра = ра - рп; рп - парциальное давление водяных паров при атмосферной температуре Та и относительной влажности ф, рп снимается по графику [9]; ра - атмосферное давление.

Полученный параметр атмосферных условий Е для дизелей ШУБ24 - 0,96, для дизелей 3Д6Н - 0,98, следовательно, результаты испытаний считаются достоверными, так как в течение испытаний параметр Е остается в пределах 0,93 < Е < 1,07 [4, 5, 8].

Расчет значений технических нормативов выбросов по ГОСТ Р 51249-99 [4] и по [8] проводится по формуле:

S jj

ep = 0,446ц,

j=1

N S PjWj

j=1

(1)

Рис. 1. Общий вид газоанализатора Testo 350-MARITIME Fig. 1. General view of the analyzer Testo 350-MARITIME

где ер - удельный средневзвешенный выброс /-го вредного вещества, г/кВт-ч; ц,- - молекулярная масса /-го загрязняющего вещества либо его эквивалента по приведению, кг/кмоль (= 46, цсо = 28); т -

Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 10 (90) 2010 © Научно-технический центр «TATA», 2010

число режимов испытании в испытательном цикле; ] - порядковый номер режима испытаний в испытательном цикле; / - индекс загрязняющего вещества; Су - измеренная при испытаниях в ]-ом заданном режиме концентрация /-го загрязняющего вещества в ОГ, %; Ру - отношение эффективной мощности дизеля для данного режима испытаний к номинальной эффективной мощности; Ые - номинальная эффективная мощность дизеля, кВт; W]■ - весовой коэффициент режима (коэффициент весомости).

На основе формулы (1) после преобразования авторами предлагается формула (2) (она удобнее при расчете, так как учитывает значения удельных выбросов, полученные ранее):

ef =

m

/ 4)

(2)

j=i

где Ау = П Р^] Р^] ; Р] - эффективная мощность

У=1 /

дизеля в ]-ом режиме испытаний, кВт.

Остальные обозначения аналогичны используемым в формуле (1).

Результаты испытаний

Результаты расчета значений технических нормативов выбросов: для дизеля ШУБ24 = 2,89 г/кВт-ч и еР0 = 1,61 г/кВт-ч; для дизеля 3Д6Н е!р0а = 13,19 г/кВт-ч и ер0 = 7,68 г/кВт-ч.

Полученные результаты эксперимента приведены на графиках (рис. 3-14).

На графиках приняты следующие обозначения:

Б-^ - часовой расход топлива, кг/ч;

Ье - удельный эффективный расход топлива, г/кВт-ч;

Оа,г - массовый расход воздуха, приведенный к нормальным атмосферным условиям (р0 = 101,3 кПа, Т0 = 273 К), кг/ч;

а - коэффициент избытка воздуха; - температура ОГ, °С;

^ - температура воды при испытании двигателей,

°С;

N0*, СО, 802, N02, N0 - концентрации N0*, СО, 802, N02, N0, ррт;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

О2, СО2 - содержание О2, СО2 в ОГ, %;

еН0 , еС0 - удельные выбросы N0* и СО соответственно, г/кВт-ч;

¥еЛ - объемный расход ОГ, дм3/с;

Ые, кВт - эффективная мощность дизеля в кВт;

Ые, % - эффективная мощность дизеля в процентах от номинальной мощности.

5 4

т 3 к

0Q 2 1

1200

£ 800 m

о> ■Q

400

0 88

86

* 84

<0 CD

82

80 3,8

3,0

а

2,2

1,4 1,0

400 300

О

О

^ 200

100 80 60

О

40

0

тем тем пера пера тура тура ОГ ОГ в то в ко чке с ллек тбо торе за

- 1 тем тем тем лперг лперг лперг ггура ггура ггура забо водь водь рной 1 на 1 на водь ходе ыход на в в дв е из ыход дв.

2

6

10

14

18

Рис. 3. Результаты испытаний судового дизеля 1NVD24 при работе по назрузочной характеристике Fig. 3. Results of tests for marine diesel 1NVD24 work throttle characterization

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 10 (90) 2010

© Scientific Technical Centre «TATA», 2010

60

50

40

* 30

О

г

20

10

0

20

18

16

14

12

H

! 10

1-

o 8

и

6

4

2

0

80

70

60

50

s

&

& 40

o"

о

30

20

10

0

7.0

6.0 5.0 £4.0 ¿3.0

и и

2.0 1.0 0.0

удельные выбросы NOx по испытаниям

" норма выбросов ЫОх по ГОСТ Р 51249-99 и Приложению VI к

МАРПОЛ 73/78 -удельный средневзвешенный выброс ЫОх по испытаниям

— б

---норма выбросов СО по ГОСТ Р 51249-99 -удельный средневзвешенный выброс СО по испытаниям

£ 5 " 4

3 2 1

N. кВт

a

дымовое число по "норма дымового ч

э ГОСТ Р 51250-99

18.60 18.70 18.80 18.90 19.00 19.10 19.20

Vexh, дм3/с b

Рис. 5. Дымность ОГ судового дизеля 1NVD24 при работе по нагрузочной характеристике: а) зависимость дымового числа от нагрузки; b) зависимость дымового числа от расхода ОГ Fig. 5. Opacity of exhaust marine diesel 1NVD24 at work on the throttle characteristic: a) dependence of the smoke of the load; b) dependence of the smoke from the exhaust gas flow

22 20 18 16 14 # 12 <У 10 8 6 4 2 0

8 10 Ne, кВт

Рис. 6. Зависимость содержания О2 и СО2 в ОГ

судового дизеля 1NVD24 от назрузки Fig. 6. Dependence of the content of O2 and CO2 in the exhaust gas from marine diesel 1NVD24 load

i 10

Ne, кВт

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

12

14

16

18

8 7 6

! 5 a

С? 4

Z

<5 3 2 1 0

SO2 ^____•

NO

NC 2

-

Рис. 4. Токсичная характеристика судового дизеля 1NVD24 при работе по нагрузочной характеристике Fig. 4. Toxic characteristics of marine diesel 1NVD24 at work on the throttle characteristic

Ne, кВт

Рис. 7. Зависимость концентраций SO2, NO2, NO в ОГ судового дизеля 1NVD24 от нагрузки Fig. 7. Dependence of the SO2, NO2, NO in exhaust gas from marine diesel 1NVD24 load

0

0.3 °

0

2

4

6

Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 10 (90) 2010 © Научно-технический центр «TATA», 2010

Выше приведены результаты, полученные при проведении испытаний дизеля ШУБ24 с давлением открытия форсунки 280 кг/см2. Также проводились испытания этого двигателя с давлением открытия форсунки 150 кг/см2 и при неисправности топливной

системы, в этом случае полученные значения технических нормативов N0* и СО соответственно равны 5,81 и 2,44 г/кВт-ч, т.е. почти в 2 раза выше, чем в случае 280 кг/см2. В графическом виде это иллюстрируется рис. 8 и 9.

20 18 16 14

т 12 н

m

*

t 10

10

12

14

16

18

Ne, кВт

• удельные выбросы NOx по испытаниям при 280 кг/см2 X удельные выбросы NOx по испытаниям при 150 кг/см2 -удельный средневзвешенный выброс NOx по испытаниям

Рис. 8. Сравнение выбросов NOx при различных давлениях открытия форсунки дизеля 1NVD24 Fig. 8. Comparison of NOx emissions under various pressures opening the nozzle diesel 1NVD24

8

6

0

норма выбросов СО по ГОСТ Р 51250-99

н 4

8 3 ф

при давлении открытия форсунки 150 кг/ см2

при давлении открытия форсунки 280 кг/см2

4

6

12

14

16

18

8 10 Ne, кВт

♦ удельные выбросы СО по испытаниям при 280 кг/см2 А удельные выбросы СО по испытаниям при 150 кг/см2 -удельный средневзвешенный выброс СО по испытаниям

Рис. 9. Сравнение выбросов СО при различных давлениях открытия форсунки дизеля 1NVD24 Fig. 9. Comparison of CO at different pressures opening the nozzle diesel 1NVD24

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 10 (90) 2010

© Scientific Technical Centre «TATA», 2010

5

2

0

JT

* 30

а'

25 20 15 10 5

1200

н

CQ

£ 1000

800

600

400

200

100

у

U Ü 95

fl"

О 90

85

80

75

70

65

1.46

а 1.44

1.42

1.40

1.38

1.36

1.34

1.32

1.30

1.28

1.26

1.24

1.22

1.20

600

и

500

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

400

300

200

100

0

40

20

s

\

^^температура ОГ в точке отбора

температура ОГ в коллекторе

^^температура заборной воды

1 1 1 1 1 1 1 1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Ne, %

Рис. 10. Результаты испытаний дизеля 3Д6Н при работе по назрузочной характеристике Fig. 10. The test results of diesel 3Д6Н at work on the throttle characteristic

NOx, ppm 1200

800

400

20

40

60

80

100 120 Ne, %

eNOx, г/кВтч 201

16

12

V

удельные выбросы ЫОж по испытаниям _ норма выбросов ЫОх по ГОСТ Р 51249-99 и Приложению VI к МАРПОЛ 73/78 удельный средневзвешенный выброс ЫОж по испытаниям -

.........

20

40

60

80

100 120 Ne, %

CO, ppm 1200

800

400

20

40

60

80

100 120 Ne, %

eCO, г/кВтч

I

г -♦-удельные выбросы СО по испытаниям норма выбросов СО по ГОСТ Р 51249-99 удельный средневзвешенный

\

\

\ выб рос СО по 1спытаниям

\

V

20

40

60

80

100 120 Ne, %

Рис. 11. Токсичная характеристика судового дизеля 3Д6Н при работе по винтовой характеристике Fig. 11. Toxic characteristics of marine diesel 3Д6Н at work on a screw characteristic

0

8

0

0

30

10

0

0

Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 10 (90) 2010 © Научно-технический центр «TATA», 2010

10 9 8 7 6

Z

Р® 5

U 4 3 2 1 0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Ne, %

_ дымовое число по испытаниям норма дымового числа по ГОСТ Р 51250-99

22.19

Vexh, дм3/с

а

0

16.19

18.19

24.19

26.19

b

Рис. 12. Дымность ОГ судового дизеля 3Д6Н при работе по нагрузочной характеристике: а) зависимость дымового числа от нагрузки; b) зависимость дымового числа от расхода ОГ Fig. 12. Opacity of exhaust marine diesel 3Д6Н at work on the throttle characteristic: a) dependence of the smoke of the load; b) dependence of the smoke from the exhaust gas flow

O2, % CO2, %

25

20

40

60

Ne, %

80

100

120

Рис. 13. Зависимость содержания О2 и СО2 в ОГ судового дизеля 3Д6Н от назрузки Fig. 13. Dependence of the content of O2 and CO2 in the exhaust gas from marine diesel 3Д6Н load

0

SO2, ppm NO2, ppm

90 t

70 -■

50 ■■

30

10 +--

NO, ppm 1000 800 600 400 200 0

20

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

40

60

80

100 120 Ne, %

Рис. 14. Зависимость концентраций SO2, NO2, NO в ОГ судового дизеля 3Д6Н от нагрузки Fig. 14. Dependence of the SO2, NO2, NO in exhaust gas from marine diesel 3Д6Н load

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 10 (90) 2010

© Scientific Technical Centre «TATA», 2010

0

Выводы

Анализ результатов эксперимента позволяет сделать следующие выводы:

- на всех режимах испытаний удельные выбросы N0* и СО дизеля ШУЭ24 не превышают предельно допустимого значения, регламентируемого МАРПОЛ и ГОСТ;

- на всех режимах дымовое число дизеля ШУЭ24 превышает предельно допустимое значение, регламентируемое ГОСТ;

- двигатель ШУЭ24 соответствует ГОСТ Р 51249 и Приложению VI к МАРПОЛ 73/78 по токсичным компонентам N0* и ГОСТ Р 51249 по СО;

- двигатель ШУЭ24 не соответствует ГОСТ Р 51250 по дымности;

- концентрации токсичных компонентов в ОГ, следовательно, их удельные выбросы заметно зависят от давления открытия форсунки дизеля, увеличение давления открытия форсунки приводит к уменьшению токсичных выбросов ОГ дизеля;

- для дизеля 3 Д6Н на всех режимах удельные выбросы N0* не превышают предельно допустимого значения, регламентируемого МАРПОЛ и ГОСТ;

- на всех режимах удельные выбросы СО дизеля 3 Д6Н превышают предельно допустимое значение, регламентируемое ГОСТ;

- на всех режимах дымовое число превышает предельно допустимое значение, регламентируемое ГОСТ;

- двигатель 3Д6Н соответствует ГОСТ Р 51249 и Приложению VI к МАРПОЛ 73/78 по токсичному компоненту N0*;

- двигатель 3Д6Н не соответствует ГОСТ Р 51249 и ГОСТ Р 51250 по токсичному компоненту СО и по дымности соответственно.

Список литературы

1. Евенко В., Гришкин В. «Правила предотвращения загрязнения атмосферы с судов» и их применение // Морской флот. 2005. № 5. С. 54-61.

2. Приложение VI «Инструкции по предотвращению загрязнения атмосферы с судов»: Международная Конвенция МАРПОЛ 73/78, книга III. СПб.: ЗАО ЦНИИМФ, 2005. С. 1-81.

3. Мельник Г.В. Новая редакция Приложения VI к МАРПОЛ 73/78 // Двигателестроение. 2008. № 4. С. 51-52.

4. ГОСТ Р 51249-99. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения (с изменением № 1). М.: Стандартинформ, 2005.

5. ГОСТ Р 51250-99. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Дымность отработавших газов. Нормы и методы определения (с изменением №1). М.: Стандартинформ, 2005.

6. ГОСТ 30574-98 (ИСО 8178-3). Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ и дымность отработавших газов. Циклы испытаний. Минск: Стандартинформ, 1999.

7. ГОСТ Р 52408-2005 (ИСО 8178-2:1996). Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Часть 2. Измерения в условиях эксплуатации. М.: Стандарт-информ, 2006.

8. Руководство по техническому наблюдению за соблюдением технических нормативов выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух при изготовлении и эксплуатации судовых энергетических установок. СПб.: Российский морской Регистр судоходства, 2004.

9. Вешкельский С. А. Справочник моториста установок с ДВС. Л.: Машиностроение, 1985.

Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 10 (90) 2010 © Научно-технический центр «TATA», 2010

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.