分会场

高效清洁燃烧

摘要

在船用发动机中应用氨燃料可有效降低温室气体排放，但氨含氮，导致氨燃料发动机NOx排放显著高于传统碳基燃料发动机，且其中包含热力型与燃料型NOx等多种类型。以掺氨天然气发动机为原型，基于元素标记法，标记空气中的氮元素，并利用CONVERGE软件构建发动机缸内燃烧数值模型，分析氨气掺混比（XNH3 = 0% ~ 50%）、过量空气系数（λ = 1.0、1.4）、点火提前角（SIT=-20 ℃A ATDC ~ -40℃A ATDC）对发动机氮基污染物（NH3、NO、NO2及N2O等）排放及时空分布特征的影响规律。研究结果表明：随着XNH3增加，当量燃烧氨/天然气发动机NOx排放逐渐降低，稀薄燃烧时，NOx排放呈现先增大后减小，最大3760 ppm。通过燃料型NO与热力型NO的对比可知，稀薄燃烧以燃料型NO为主，而当量燃烧时则以热力型NO为主。其次，随着点火提前，当量燃烧时NOx先降低而后略有升高，在-35℃ aTDC时最低；稀薄燃烧时则逐渐升高。缸内云图分析表明，燃料型NO主要分布在火焰前锋面，而热力型NO则主要存在于已燃的高温区域；稀薄燃烧时N2O在膨胀冲程后期近壁面低温区域生成。

关键词

氨燃料;船用天然气发动机;氮氧化物;生成特性

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