Введение к работе
Актуальность работы. Диссертационная работа посвящена проблеме поиска приемлемых путей снижения токсичных выбросов среднеоборотных судовых дизелей с гидрозапорными форсунками, находящихся в эксплуатации.
В составе отечественных судовых энергетических установок широкое распространение на речном транспорте получили дизеля с гидрозапорными форсунками. На этих двигателях имеет место значительные выбросы оксидов азота (NOx). В качестве объекта исследования путей снижения токсичности отработавших газов судовых энергоустановок был выбран среднеоборотный дизель 6418/22 с гидрозапорными форсунками. Двигатели этой модели эксплуатируются на судах проекта Р153 (толкачи), 19620 (овощевозы), 05074 (сухогрузы), 15 53 (танкеры), общее количество которых более двухсот. Данный двигатель является основным элементом специальной исследовательской установки по отработке путей снижения токсичных выбросов и установлен в лаборатории кафедры СЭУ и А МГАВТа.
Цель работы. Разработать способ снижения выбросов оксидов азота судового дизеля с гидрозапорными форсунками, находящегося в эксплуатации, работающего на различных режимах. Разработать систему автоматического регулирования давления гидрозапора дизеля с рециркуляцией отработавших газов.
Задачи исследования. Разработать методику оценки выбросов NOx, судового дизеля с гидрозапорными форсунками и с рециркуляцией отработавших газов (РОГ), с учетом изменения давления гидрозапора. Разработать учебно-исследовательский стенд, для исследования влияния изменения давления гидрозапора (Рг.з.) в комплексе с системой РОГ на концентрацию оксидов азота. Получить результаты экспериментов снижения NOx на судовом дизеле при испытаниях комплексного способа снижения NOx.
Методы исследования. Расчетные исследования концентрации оксидов азота на персональном компьютере (ПК) в зависимости от давления гидрозапора. Теоретические расчеты подтверждены экспериментальными исследованиями влияния давления гидрозапора на концентрацию Сдах в отработавших газах на судовом дизель - генераторе мощностью 100 кВт с рециркуляцией отработавших газов.
Теоретические и практические результаты, выносимые на защиту:
Результаты исследования влияния давления гидрозапора на концентрацию оксидов азота в отработавших газах (ОГ) в комплексе с рециркуляцией отработавших газов.
Математическая модель оценки концентрации оксидов азота в зависимости от давления гидрозапора.
- Схема системы автоматического регулирования давления гидрозапора
и РОГ с целью снижения выбросов NOx.
Научная новизна. Проведены исследования влияния давления гадрозапора на концентрацию Cnox в отработавших газах судового дизеля, а также влияние на концентрацию Cnox совместной работы рециркуляции отработавших газов при различных давлениях гидрозапора. Предложен метод расчета концентрации Cnox в зависимости от давления гидрозапора.
Практическая ценность. Основные положения и результаты выполненной работы позволяют дать рекомендации по снижению токсичных выбросов среднеоборотных судовых дизель - генераторов с малой форсировкой. Проведенные мероприятия позволят снизить выбросы NOx на 30%.
Обоснование и достоверность полученных результатов. Достоверность обеспечена за счет соответствия приборов и оборудования требованиям стандартов, адекватности разработанной модели и экспериментов проведенных на экспериментальном стенде.
Реализация результатов исследования. Результаты исследования
были доложены на семинарах в МГТУ им. Баумана, опубликованы в научных трудах и отчетах НИР МГАВТ. Разработан учебно-исследовательский стенд, который используется в учебном процессе. Результаты исследования переданы в службу речного флота для ознакомления пароходств и других организаций, имеющих флот, в соответствии с выполненной научной темой.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены на заседании Всероссийского научно-технического семинара по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок основанного В.И. Круговым в МГТУ им/Баумана (2008, 2009 гг.); а так же на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов МГАВТ (2007-2009 гг.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6 работах, в том числе в журнале «Речной транспорт XXI век» (№5 2008г.) входящий в перечень ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, ее научная новизна, сформулированы задачи исследования и основные положения диссертации, выносимые на защиту.
