新闻动态
新闻列表

低噪音发电机组废气再循环技术的运用

发布日期:2022-03-26  查看次数:

  我国社会经济的不断发展,低噪声发电机排放技术的研讨落后于柴油机是不争的事实,封闭式静音发电机空气利用率要差,容量比柴油机要低,低温启动性、加载性能要差,比质量要高,碳烟和高的NOx排放一直是阻碍低噪声发电机静音发电机组的瓶颈。

  我国的实际情形不管是标准的松紧程度,还是道路交通情形都和欧洲相似。因此,我国的排放标准是以欧洲的排放法规为蓝本,全面采用了欧盟指令、ECE技术和部分欧共体法规。我国在近些年来大力提倡节能减排政策并制定了严格的撬装发电机组排放的法例加以规管。为了满足未来法规的要求,必须同时降低NOx和烟尘的排放。表1为我国重型隔音箱发电机排放法规。

  EGR即废气再循环就是将一部分废气引入进气管与新鲜充量混合后进入气缸进行燃烧。EGR技术有两种实现方式,一是保留发电机组前一工作循环的部分废气,实现可变气门定期(称内部EGR);另一种是利用一根EGR管道将废气引入进气管,再进入发电机组下一作业循环参与燃烧(称外部EGR)。

  冷却的EGR技术是国外控制NOx排放的具体对策术,已经得到广泛的运用。据相关资料的介绍,EGR冷却器可高效减小NOx排放的7%耀15%。冷EGR装置如图1所示。

  冷EGR技术是满足欧芋和欧郁排放要求的新技术,已是国外挂车电站式发电机组机内净化必备策略,然而冷EGR技术发展还不是很完善,废气温度±然很高。国内外大量探求工作者从冷却器的材料、构造、制造技术等发面进行改善,希望得到最理想的冷却效率和最佳的排放和性能要求。

  侯镁龙等研究了EGR冷却器的发生积碳影响条件,以及积碳带来的不利影响。从而得出了废气成分、冷却器结构和冷却条件影响积碳产生。并且积碳会影响到冷却效率,减小EGR冷却器的作业能力。为构建EGR冷却器试验台做充足的准备。

  孙剑涛等利用微软开发的Excel XP运用软件计算换热器。采用经验公式并根据EGR冷却器的自身特性,为YC4112ZLQ增压中冷挂车电站式发电机设计了EGR冷却器,并进行了流阻校核计。为本次EGR冷却器的优化设计提供了设计指南。

  王岩松等运用ANSYS软件建立了EGR冷却器流体热力学有限元模型,并且对不同散热器形状和不同管道数EGR冷却器的冷却效率进行了对比探讨。发现在冷却器构成设计方面应散热器形状和换热管排布的影响。

  王谦等研讨了不同结构的换热管对冷却器冷却效率的影响,并对原有的冷却器构造进行改良。集装箱发电机组得出通过改变过渡锥形管长度、废气进口截面形状、翅片间距冷却器的冷却效率。使得此次优化有了更加明确地方向。

  黄德军等在实验的基本上得出冷EGR对发电机组性能的影响,以及各负荷下冷EGR的使用状况,并且得出结论,冷EGR是满足越来越严格的排放法规的必备装置之一。

  向飞等人探讨了现如今冷却器的发展情形并引荐了冷却的EGR技术中各种EGR冷却器的结构和性能特征,指出了EGR冷却器设计的发展趋势。

  日本五十铃公司生产的采用可变喷嘴截面涡轮增压器的挂车电站式发电机6AW 1(12L,28OkW)、新型的4HF1和4HG1非增压封闭式静音发电机(容量分别为95.6和103kW)、6HH1和6HL1等增压中冷降噪型发电机、通用公司生产的6.5L预制舱式静音发电机、洋马的TES150型低噪声柴油发电机、德国大众公司从1997年推出的Golf和Jetta以及1998年度推出的新型Passat等发电机组、2000年推出的LUPO三升发电机组等使用的废气涡轮增压的高速直喷式降噪型发电机(带可变喷嘴和中冷)等都采用了冷EGR技术来满足严格的排放标准的要求。根据有关资料讲解,现在欧洲所有发电机组预制舱式静音发电机上都采用了冷EGR技术。

  在重型预制舱式静音发电机方面,康明斯发电机组北美公司称,所有在2002年第四季度订购的装用康明斯柴油动力的发电机组都采用了称为V脉冲的冷EGR系统,以保证现有发电机组的平台而无须采用后处置技术,从而满足美国2004年的排放法规。低噪音发电机美国的Cummins公司在上个世纪90年代中叶已将冷却EGR技术用于包括B系列在内的所有中型和重型低噪声柴油发电机上。采用该技术后,与原有产品相比,燃油消耗下降了2%,NOX降低了50%,无辅助冷起动时间减少了80%。Cummins公司的副总裁兼首席技术官John Wall指出,Cummins公司对EGR技术的研究结果非常满意、充满信心,可用于所有Cummins公司的发电用发电机组平台。他认为目前既要使NOX+NMHC排放达到2.5g/bhp-hr的限值标准,又要使得燃油耗和成本低、响应和其他发电机组性能好的目标,除了采用EGR技术没有更好的措施。

  从以上不难看出,目前在发电机组的具体生产和消费地区,部分欧2机型和几乎所有排放达到欧3的中重型方舱式静音发电机都运用了冷却EGR技术,许多发电机组用降噪型发电机在欧1排放阶段已经采用该技术,用来减少NOx和改良经济性,而且这是低噪声发电机达到今后更高排放法规时,不可缺少的一项重要技术。

  可以研制开发一种能与给定发电机组相匹配EGR冷却器,优化冷却器的组成,使EGR的废气温度在发电机组的各种工况下都能自动调节到既有偏低的NOx排放又具有良好的综合性能的温度值。为EGR冷却器的进一步优化打下基本,满足越来越严格的排放要求。

  EGR冷却器不但要满足热交换器的基础要求,还要满足自身冷却温度不能过低的要求。冷却器内的气体流动处于湍流状态,它的基本控制方程包括连续性方程、动量守恒方程、能量方程。

  湍流模拟是目前模拟优化技术研究最多,困难最多的一个领域。EGR冷却器内的湍流模拟是基于基本的能量守恒定律来进行数学求解。考虑到紊流的影响,采用紊流模型的不可压缩性描述。本次模拟也采用这种模型,该模型所对应的方程为:

  对于静音发电机械的燃烧优化探求,点火延迟和喷射之间看似偶然,其实它们都与时间有着密切的联系。因此,康明斯可以通过燃料量和湍动能密度来控制放热状况,如下所示

低噪音发电机组废气再循环技术的运用


-------------------------------------
康明斯动力设备(深圳)有限公司
静音箱式柴油发电机组销售供应与价格咨询-一站式预集成电力解决方案提供商
如果想要掌握更多低噪声柴油发电机组技术资讯,请在官网http://www.cms-power.com查询电话联系方式



Copyright © 康明斯动力设备(深圳)有限公司