王珂

【摘 要】雖然船舶柴油機主要在大洋作業(yè)，對地區(qū)生態(tài)環(huán)境影響較小，但是必然促使全球有害物總量上升而且全球石油資源日趨緊張，提高資源利用率是全球各國的共同責任，因此船機節(jié)能減排技術 是當今的一個重大課題。根據(jù)新形勢下國內節(jié)能減排技術的應用現(xiàn)狀，針對船舶柴油機的節(jié)能減排技術進行分析，為船舶節(jié)能減排技術的發(fā)展提供參考。

【關鍵詞】船舶柴油機 節(jié)能減排技術 發(fā)展 思考

隨著中國經濟的發(fā)展，船舶運輸業(yè)迎來了大發(fā)展的時代。與傳統(tǒng)的蒸汽機相比，船舶所裝載的柴油機以其自身效率高、能耗低以及大功率的優(yōu)勢得到廣泛應用。但是，由于船舶柴油機的污染隨著應用范圍的擴大而對環(huán)境的破壞愈加嚴重，與國家提出的“節(jié)能減排，推動經濟可持續(xù)發(fā)展”的理念嚴重不符。因此，開展船舶柴油機的節(jié)能減排技術研究就具有十分現(xiàn)實的意義。因此，本文著重對新形勢下如何改進船舶柴油機節(jié)能減排技術的相關問題進行研究與探討。

1 尾氣排放控制技術分析

根據(jù)有關資料顯示，船舶柴油機的在運轉過程中燃燒是比較充分的，其廢氣中的一氧化碳與碳氫化合物是比較少的，其主要的有害物質主要為PM、SOx，因此，針對船舶柴油機尾氣的處理技術主要是對PM以及SOx的控制。

1.1 關于PM的排放控制分析

對PM的研究發(fā)現(xiàn)，PM作為船舶柴油機的主要成分，對人體的傷害也是比較大的。當下，針對此污染物主要采取在柴油機運行過程中進行控制之外，采用機外凈化處理控制與其相結合的處理技術。在機內控制方面主要提高油品質量，減少次品油的使用次數(shù)。而在機外則普遍采取微粒捕集器進行技術上的處理。微粒捕集器采用在排氣系統(tǒng)上之后，通過利用氧化器以及燃燒器等設備的應用，對PM進行降解處理，可以有效使PM的含量降低。不過，捕集器的使用會導致船舶柴油機的排氣背壓提高，從而造成功率下降。另外，還需要使用微粒捕集器再生技術對沉積在自身上的微粒進行處理。

1.2 關于SOx的控制排放技術

SOx的排放中，關鍵一點在于燃油中的硫含量。在船舶柴油機運轉過程中，燃油中的硫幾乎都能被充分燃燒，從而形成二氧化硫以及三氧化硫。對于硫的處理，一般包括使用天然氣以及生物燃料，這些燃料中硫的含量是比較低的。另外，也可以采取SOx的后處理技術。其中，后處理技術中，主要包括以下部分：濕法煙氣脫硫技術、半干法煙氣脫硫技術以及干法脫硫技術。而在船舶柴油機系統(tǒng)中，對SOx的處理使用的是海水洗滌系統(tǒng)。海水中含有大量的CO32-和HCO31，海水的洗滌系統(tǒng)利用這兩種化學元素將氣體排出在海水中，從而使這兩種化合物與SOx產生化學反應，從而達到清除的效果。此種方法費用是相對比較低廉的，并且排出的物質對于海水也沒有污染，不會造二次污染。

2 共軌燃油噴射技術

通常，為了使燃料能夠在船舶柴油機中進行充分的燃燒，也為了更好地節(jié)省燃料，對于噴入燃燒室的燃油量進行控制是柴油機節(jié)能減排技術改進的重要工作內容。電控共軌噴射技術，最近一些年來得到了較為廣泛地應用。其與傳統(tǒng)燃油噴射系統(tǒng)相比較，在外觀結構上都有很大的不同。其中，對于凸輪軸以及高壓油泵采取了簡化處理，從而進一步使得電子伺服調速器也得到簡化。另外，其還對燃油泵齒條進行了處理。電控共軌噴射技術重要的一點在于采用了共軌技術，在實際運轉中，只需要使用兩個或者是三個齒輪進行共用驅動高壓油泵，另外由兩個齒輪驅動伺服油泵。

電控共軌噴射技術的工作原理為，通過電控單元的控制，將高壓油泵所產生的高壓，使燃油通過公共油管之后再進入到高壓油管。然后再通過噴射器的作用，使燃油到達燃燒室內進行充分燃燒。在電控共軌系統(tǒng)中，還需要運用到傳感器系統(tǒng)，以檢測發(fā)動機的實時運轉狀態(tài)。因此，通過對電控共軌噴射技術的應用能夠有效減少對燃油的使用，從而起到降低污染物的作用。

3 對燃氣可燃混合氣節(jié)能技術分析

在船舶柴油機的運轉過程中，對于換氣質量要有著良好的保障。例如，及時進行排氣管道的清潔，加強對進氣壓力以及溫度上的控制，并對進排氣進行調整，確保定時的準確性。同時，保證氣缸中有著良好的熱狀態(tài)，進而檢查壓縮終點的壓力、冷卻狀態(tài)以及活塞環(huán)工況。同時，對噴油的質量進行嚴格要求，對油品進行嚴格檢查以及進行妥善處理，實現(xiàn)良好的燃燒室清潔。最后，對冷卻空間的水垢進行清潔。

4 新型替代清潔燃料技術分析

當下，清潔能源已經被廣泛運用到多領域中，其中常見的如植物油、氫、醇類燃料以及天然氣等二次能源。其中，這些燃料與傳統(tǒng)化石能源有著巨大的優(yōu)勢，其開采范圍廣、資源豐富，更重要的是能夠有效降低對環(huán)境的污染。

當前，在船舶柴油機的類型中，應用比較廣泛的有雙燃料發(fā)動機、生物燃料發(fā)動機以及氣體燃料發(fā)動機。本文主要針對雙燃料發(fā)動機進行分析。

與傳統(tǒng)船舶柴油機相比較，雙燃料發(fā)動機可以在柴油與液化天然氣之間進行切換使用。混合燃料的使用極大降低了污染物的排放，具備了一定的靈活性，同時也保證了柴油機的輸出功率。2014年，由我國某公司牽頭承研的ACD320雙燃料/天然氣發(fā)動機樣機概念設計，在經過多種程序驗證下，通過了專家組評審，標志著我國在自主研發(fā)道路又前進了重要一步。ACD320雙燃料/天然氣發(fā)動機樣機開發(fā)項目在過往經驗的基礎上，借鑒國外先進的技術，以產、學、研相結合的模式，開展對雙燃料發(fā)動機關鍵技術的深入研究。ACD320雙燃料/天然氣發(fā)動機樣機開發(fā)項目在突破高效燃燒系統(tǒng)優(yōu)化技術研究等共性關鍵技術方面，逐步形成雙燃料發(fā)動機自主研發(fā)能力，進而縮小與國外在大功率雙燃料發(fā)動機關鍵技術研究與產品開發(fā)方面的差距，實現(xiàn)我國雙燃料/天然氣發(fā)動機研究史上的突破。

5 結語

隨著社會對節(jié)能減排技術開發(fā)的日漸重視，船舶運輸業(yè)作為能源消耗的大戶，必須船舶柴油機進行改革，以促進節(jié)能減排目標的實現(xiàn)，以減少對環(huán)境的污染，實現(xiàn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1] 楊子龍.船舶柴油機節(jié)能減排技術發(fā)展趨勢[J].柴油機，2013，35（3）：21-24.

[2] 趙春生.船舶柴油機節(jié)能減排技術的研究與應用[J].黑龍江科技信息，2014，（36）：134-134.

[3] 曾誼暉，鄂加強，朱浩 等.基于貝葉斯網(wǎng)絡分類器的船舶柴油機冷卻系統(tǒng)故障診斷[J].中南大學學報（自然科學版），2010，41（4）：1379-1384.