纳米燃油装置在船舶柴油机上的台架试验设计
船用低速柴油机高压SCR系统台架试验研究
柴油机Diesel Engine第43卷(2021)第1期Vol.43(2021)Nr.1CH?*：3-0-*：3-0-*：3-0-*：3-0-*：3-0-*：［性能与排放1LXK；»<K；»<K；»<K；»<K；»<K；»S-«^船用低速柴油机高压SCR系统台架试验研究王志刚!，赵勇#,李晓波1，沈腾!，姚宇翔1(1.七一一研究所，上海201108；2.中国船舶重工集团柴油机有限公司，山东青岛266000)摘要：通过在高压SCR系统上增加控制逻辑，调整部分设备的运行过程，设计了可稳定SCR运行的吹灰、换气稳压子系统,从而解决了柴油机从Tier皿切换至Tier"模式运行时，高压排气进入SCR 系统，对设备造成腐蚀的问题。
台架试验表明：E3循环下加权NO"排放降至2.49g/(kW-h)，低于IMOTier皿限值3.4g/(kW-h);氨泄漏量小于1mg/m3。
吹灰、换气稳压系统达到预期设计目标。
关键词：船用低速柴油机；高压SCR系统;吹灰系统；换气稳压系统；台架试验中图分类号:TK421+5文献标识码:A文章编号：1001-4357(2021)01-0005-04ResearcC on the Benet Tesh of a High Presserr SCR System of a MarineLow Speed Diesel EngineWang Zhigang1，Zhao Yong2，Li Xiaobo1，Shen Teeg1，Yao Yuxiang1(1.Shanghai Marne Diesd Engine Research Institute，Shanghai201108;2.China Shipbuilding Induste Corporation Diesd Engine Co.，Ltd.，Shandong Qingdao266000)Abstract:To deaf witO the problem tOat as the dasS engine switch into Tier"mode，high pressure exhauss gas flows into the SCR system，and leads to equipment cofosion，the blowing and venting system was developed by adding controO logic to tOe high pressure SCR system and adjusting the operational process ot some equipments.Bench test showed tOat with tOe E3cycle，the weighted NO"emission was decressed to2.49g/(kW-h)，lower tOan the IMO Tiee!tandard3.4g/(kW-h)，the leakage rate of ammonia was less tOan1mg/m3.The blowing and venting system has achieved tOe design goaf.Key words:maane low speed diesd engine;high pressure SCR system；blowing system；venting sys-tm；b(nch tst0引言船舶柴油机的排放严重影响港口的空气质量,进而危及人们的健康［1］'目前，已有法规出台规定了NO"和SO"的排放限值，其中，IMO Tier皿规定：低速机NO"排放限值为3.4g(kW-h)o 大量的试验已证实：加装SCR系统可降低船舶柴油机NO"排放80%以上)2-*。
大型低速二冲程船舶柴油机气缸油台架试验评定
02
试验设备与材料
试验设备介绍
柴油机台架试验系统
包括柴油机、测功机、燃 油系统、滑油系统、冷却 水系统、排气系统等，模
拟船舶实际运行环境。
气缸油供给系统
精确控制表面得到充分润滑。
数据采集与监控系统
实时采集和监控柴油机运 行参数，如转速、功率、 扭矩、油耗、气缸压力、
安装与调试
02 按照设备说明书进行设备安装和 调试，确保设备正常运行。
试验操作
按照试验方案进行各项性能测试
，如粘度测试、酸值测试、碱值
03
测试等，并记录相关数据。
数据处理与分析
04 对试验数据进行整理、计算和分
析，得出气缸油的综合性能评价
结果。
注意事项
安全第一
在试验过程中，要严格遵守安全操作规程 ，确保人员和设备安全。
通过台架试验评定，可以为船舶运营者提供选用气缸油的参考依据，确保其选用的气缸油 能够满足船舶柴油机的实际需求。
促进气缸油质量提升
台架试验评定可以发现气缸油在性能上的不足之处，为气缸油生产商提供改进方向，推动 气缸油质量的不断提升。
保障船舶柴油机安全运行
优质的气缸油可以有效减少船舶柴油机的摩擦磨损，降低故障率，从而保障船舶的安全运 行。
温度等。
试验材料选择
01
02
03
气缸油
选用符合国际标准或行业 规范的气缸油，确保其性 能和质量满足试验要求。
燃油
根据柴油机型号和试验要 求，选用相应牌号的燃油 。
冷却水
使用清洁的淡水或海水作 为冷却介质，确保柴油机 在试验过程中保持正常工 作温度。
设备与材料准备
设备检查与调试
对柴油机台架试验系统进行全面 检查，确保各部件完好无损，并
36000 DWT多用途船加装SCR装置的方案设计与实船应用
柴油机Diesel Engine第43卷(2021)第3期Vol.43(2021)No.3［上海市船舶与海洋工程学会2020年学术年会轮机专场论文专栏1Lx>«»>«:36000DWT多用途船加装SCR装置的方案设计与实船应用沈鹏，李良乾，彭云霞，朱端祥，宋丽杰，曾建辉(上海船用柴油机研究所，上海200090)摘要：针对某36000DWT多用途船NO,排放须符合IMO Tier皿排放法规的需求，在对几种可能技术分析论证的基础上，结合该船实际情况制定了加装SCR装置的方案：主机加装HP-SCR，发电机组加装LP-SCR。
基于该方案对船舶结构和布置以及涉及的相关设备做了相应修改。
系泊及航行试验表明：加装SCR装置后主机和发电机组的N0”排放满足IMO Tier皿排放法规要求。
关键词：NO,排放；SCR；试验中图分类号:TK421C.5文献标识码:A文章编号$1001-4357(2021)03-0001-05Program Design and Onboard Application of a36000DWTMultipurpose Ship RetrofOed With SCR SystemShen Peng，Lt Liangqian，Peng Yunxia，Zhu Duanxiang，Song Lpie，Zeng Jianhut(Shanghai Marine Diesel Engine Reseerch Institute，Shanghai200090)Abstract:The NO,emission of a36000DWT multipurpose ship has te meet with IMO Tier皿emission reeulations.Based on analysis and veriPcation of several potential technologies，and combined with the ship©condition，retrofitting with SCR system was determined.The main engine was retrofitted with HP-SCR，the gense was retrofitted with LP-SCR.Based on this pagam，the stricture and layoui of this ship，as well as relative equipments were refitted accordinglo-Mooang and see teal show that retrofitting with SCR system，botli eie main engine and the genset can meet with IMO Tier皿emission reeulations.Key words:NO,emission；SCR system；teal0引言船舶运营过程中产生的废气对环境的影响已引起普遍关注，为此国际海事组织(IMO)出台了Tier皿排放法规。
船舶低速柴油机SCR系统设计及试验验证
船舶低速柴油机SCR系统设计及试验验证作者：杨智远江国和魏海军张旭升王涛来源：《上海海事大学学报》2018年第03期摘要：由于船舶机舱空间狭小，船用二冲程柴油机SCR反应器及其管路布置较为困难，利用CFD对柴油机100%负荷工况下SCR反应器前混合段内雾化后的尿素溶液与排烟的混合过程进行模拟。
通过模拟得到6S35MEB9船用柴油机SCR系统在混合器叶片角度为15°、导流器扩展角度为75°时可以实现短距离内还原剂与排烟的良好混合，且整套系统压降控制在1 400 Pa 以下。
对6S35MEB9船用柴油机全尺寸SCR系统进行100 h台架试验，在中国船级社NOx排放指南要求的E3推进工况下，实现原机NOx比排放量由18.15 g/（kW·h）减少至3.17 g/ （kW·h）。
本设计为实船SCR系统的配备提供了理论和应用基础。
关键词：船舶低速柴油机； SCR系统；混合器；导流器；优化；试验验证中图分类号： U664.121.1； TK421.5文献标志码： AAbstract：In view of the fact that the arrangement of the twostroke diesel engine SCR reactor and its pipe is difficult due to the narrow space in a ship engine room， CFD is used to simulate the mixing process of atomized urea solution and exhaust gas in the mixing section before SCR reactor under 100% load condition of diesel engine. The simulation results show that， when the blade angle of the mixer is 15° and the expansion angle of the diffuser is 75°， the SCR system of 6S35MEB9 marine diesel engine can achieve a good mixing of reducing agent and exhaust smoke in short distance， and the pressure drop of the whole system is controlled less than 1 400 Pa. Through 100 h bench scale test for the fullscale SCR system of 6S35MEB9 marine diesel engine under the E3 propulsion condition required by the NOx emission guidelines of China Classification Society， the NOx brake specific emission of the original engine is reduced from 18.15 g / （kW·h） to 3.17 g / （kW·h）. The design provides a theoretical and practical basis for the real ship SCR system.Key words：marine slow speed diesel engine； SCR system； mixer； diffuser； optimization； test verification0引言为使船用二冲程低速柴油机NOx排放量达到《MARPOL公约》附件VI规定的排放要求（比排放量限值为3.4 g/（kW·h）），目前最有效的机外控制技术之一是尿素选择性催化还原（urea selective catalytic reduction， UreaSCR）技术[1]。
小艇 舷内柴油机 机装燃油、润滑油和电气部件-最新国标
小艇—舷内柴油机—机装燃油、润滑油和电气部件1 范围本标准规定了艇体长度是在ISO 8666中定义的不大于24m的小艇上，为将燃油泄漏、电气漏电和/或火焰发散的危险减至最小，对舷内柴油机上机装的燃油、润滑油和电气部件的设计及安装要求。
2 规范性引用文件下列文件中的部分或全部条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注明日期的引用文件，仅引用版本适用于本标准。
凡是不注明日期的引用文件，其最新版本（包括任何修订）适用于本标准。
GB/T 14652.1 小艇耐火燃油软管（ISO 7840:2013）GB/T 19310 小艇永久性安装的燃油系统和固定式燃油柜（ISO 10088:2013）GB/T 19311 小艇电气系统超低压直流装置（ISO 10133:2012）GB/T 18814 小艇电气系统交流装置（ISO 13297:2014）GB/T 37419 小艇操舵、换挡和油门的电气或电子控制系统（ISO 25197:2020）GB/T 4208-2017 外壳防护等级（IP代码）（IEC 60529:1989+A1:1999+A2:2013）GB/T 28560 船舶电气设备第507部分：小船（IEC 60092-507:2014）3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1机装engine-mounted固定在船用舷内发动机上，且当发动机运行时保留的部件。
3.2柴油diesel fuel在大气压下呈液态，且用于压燃式发动机的碳氢燃料或包含生物燃料在内的各碳氢燃料的混合物。
3.3柴油机diesel engine以利用高度压缩空气的热量来点燃在压缩行程开始后被引入腔室的柴油喷雾的方式进行点燃的内燃式发动机。
3.4可达性accessible无需拆除艇上永久性结构就可到达进行检查、拆除或维护的能力。
注：此处舱口盖不视为艇上永久性结构，需要用工具打开或除外。
3.5低压燃油管路low-pressure fuel line为高压泵或喷射泵提供燃油的软管或管子，包括高压泵、喷射泵、喷射器等的泄油管和回油管。
实验教学在船舶动力专业人才培养过程中的实践与思考——以“船用柴油机脱硫脱硝创新实验平台”为例
20 黑龙江教育·高教研究与评估 2024.3
实验教学在船舶动力专业人才培养过程中的实践与思考—— —以“船用柴油机脱硫脱硝创新实验平台”为例
mNOx=9×n-0.2
（1）
真正的锻炼。 此外，实验报告一般有固定的规范，很明
式中 mNOx— ——NOx 比排放量。
显通过实验报告也不能确定学生是否真正掌握了相关
虽然在全球温室气体减排的大背景下， 能源技术 变革不断推进与深化，以甲醇、氨气、氢气等为代表的 低碳燃料、零碳燃料必将取代劣质含硫渣油，从而减少
船舶排放的污染物，但是氮氧化物（NOx）仍是船舶需 要控制的污染物。 此外，低碳燃料、零碳燃料的采用可 能会排放其他污染物， 如何同时脱除多种污染物也是 亟待解决的问题。 为满足越来越严格的氮氧化物排放 法规， 以及脱除未来可能的其他船舶污染物离不开技 术支撑与储备， 这需要在船舶动力专业人才培养的过 程中加强关于船舶污染物相关内容的教学， 加深学生 对船舶污染物排放水平、 尾气后处理技术及污染物检 测技术等专业知识的认识和理解， 培养具有解决船舶 污染物排放能力的创新型人才。
一、船舶污染物实验教学是培养船舶动力专业 创新人才的重要手段
在当前船舶污染物排放法规越来越严格的背景 下，社会对船舶动力专业人才也有了更高的要求。 然而， 由于近年来全球温室气体减排热度的升高， 降低温室 气体的排放成为了关注的焦点， 大众对传统污染物减 排的关心减弱， 这也导致学生学习传统污染物减排知 识的兴趣不高， 但这并不意味着传统污染物减排知识 的学习不重要， 掌握传统的船舶污染物减排知识有助 于学生更好地理解船舶动力行业的需求。 如何打破传 统污染物减排教学尴尬位置， 提高船舶动力专业本科 生对于船舶污染物减排知识的创新应用能力， 培养创
一种船用发动机的纳米添加剂燃油超重力混合装置[发明专利]
![一种船用发动机的纳米添加剂燃油超重力混合装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/d30d8024da38376bae1fae53.png)
专利名称：一种船用发动机的纳米添加剂燃油超重力混合装置专利类型：发明专利
发明人：钱作勤,季亦双,刘云,李逸聪
申请号：CN201910919895.1
申请日：20190926
公开号：CN110671193A
公开日：
20200110
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种船用发动机的纳米添加剂燃油超重力混合装置，包括混合腔体、预混腔体和旋转转子，旋转转子通过转动副安装在混合腔体内，预混腔体设于混合腔体内顶部，预混腔体上设有燃油进口和添加剂进口管，预混腔体下部或者侧壁设有一根或者多根燃料喷淋管，燃料喷淋管上设有一个或者多个对着旋转转子的中空内壁喷淋的喷嘴，所述混合腔体底部设有燃料出口，旋转转子通过动力系统驱动高速旋转，用于将喷在旋转转子的中空内壁的混合燃料进行离心超重，离心超重后，混合燃料从旋转转子渗透到外壁，沿着混合腔体内侧壁流下汇聚至燃料出口。
本发明实现纳米添加剂燃油的高效微观混合，从而保证纳米添加剂燃油的实时稳定性，提高燃油利用率。
申请人：武汉理工大学
地址：430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路122号
国籍：CN
代理机构：武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：杨宏伟
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包括 ： 室内大气温度 、 内大气压力和室 内大气相 室
长、 适用范围广 、 测试精度较高 ， 工作 稳定 可靠 等 优点。 电涡流测功器主要用来测量动力机 的有效功 率及传动机械 的效率 ， 目前 国内先 进的加载测 是 功设备 。电涡流测功器具有测试范 围广 、 许容转 速高 、 转动惯量 小、 测量精度高、 突变负荷响应 对 快的特点 ， 它不受冷却水进水压力变化 的影响， 尤 其适用于各种 自动化的试验 台架。相对水力测功 器而言， 电涡流测功器在低速 、 中小功率的加载测
备和排放检测设备的选择、 纳米燃 油装 置的安装、 试验条件保障仪 器的选择、 测试方法、 步骤、 计
算公 式 、 比较研 究点 以及 可 以进 一步试 验研 究 的方 向进 行 了研 究与设 计 ， 于指 导 同 类试 验 具 对
有很强的借鉴和参考价值 。 关键词： 纳米燃 油 柴 油机
中图 分类 号 ：６４ Ｕ ６ １ 纳米 燃 油装 置简介
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２０ 年第 ２ ０６ 期
青 岛远洋船 员学院学报
Ｖ Ｌ２ Ｎ ． Ｏ ．７ Ｏ２
文章编 号 ：６ １— ９ ６ ２ ｏ ）２—０３ ｏ １７ ７ ９ （０ ６ ０ ０ ３一 ４
纳米 燃油 装 置在 船舶 柴 油机 上 的 台架试 验设 计
不 超过 ±２度 。
（） ３ 中冷 恒温 器
主要应有温控仪、 中冷器 、 度传 感器、 温 压力
传感器 、 手动（ 电动 ） 或 调节阀。
２５测取试验环境条件 ．
即室 内大气 环 境 。影 响试 验 结 果 的 环境 条 件
钟 。具有体积小 、 安装 容易 、 维护方便、 使用寿命
・
３ ・ ３
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２０ 年第２ ０６ 期
一
青 岛远洋船员学 院学报
Ｖ Ｌ２ Ｎ ． Ｏ ．７ Ｏ２
类 是水力 测功器 ， 一类 是 电涡流 测功器 。 另
水涡流测功器 的测功机结构是 由一 架于滚动 轴承上可摆动 的外壳 和架于主轴上 的转子组成 。 动力机输 出的机械能在这里转化为热 能， 由进 并 人壳体的水吸收而排 出带走。它通过控制排水蝶 阀来改变内腔工作压力 ， 从而改变吸收负载 ， 内腔 工作压力瞬间变化 ， 通过 电子控制仪 器的 自动闭 环控制 ， 可方便、 迅速地稳定到所需要 的负荷值 。
刘 柱 ２ 周 明顺２ ’
（． １ 大连海事大学 ， 辽宁 提 大连 １６２ ２ 青岛远洋船员学院 ， １０６ ． 山东 青 岛 ２６７ ） ６０ １
要： 纳米技术应用于柴油机节油是一门崭新的课题 ， 用船舶柴 油机 台架试验验证纳米
燃油装置的效果也不同于其它台架试验。文章对纳米燃 油装置机理、 测试 的主要 目的、 测功设
台架试 验
设计 文 献标 识码 ： Ａ
２ 台架试 验设 计
纳米技术是一 门新科学。纳米 粒子具有非 同 寻常的物理化学特性 ， 是处 于原子簇 和宏 观物体 交界 的过渡 区域。通 常纳米粒 子具有表 面效 应、 小尺寸效应和量子效应 ， 因而表现 出既不 同于单 个原子、 分子 的性质 ， 也不 同于大块物体 的性 质 ， 它的光学 、 热学、 电学 、 磁学、 力学以及化学方面的 性质 和大块固体时相 比将会有显著 的不 同。 纳米化燃 油技术 的理论依据是 ： 燃油在 强磁 场的作用下 ， 分子产生磁性 ， 削弱了分子 间的相互 吸引力 ， 使分子的排列发生变化， 而按一定顺序取 向排 列 的燃 油 分 子 离 开 磁 场 后 带 有 磁 性 ， 力 超 磁 过分子间 的相 互 吸引力 ， 分子 活性 增强 ， 动性 流 好， 燃油 的黏 度表 面张 力减小 ， 喷油器 的作 用 在 下， 油滴更容易细化 ， 在雾化 中油滴 颗粒平均直径 变更小 ， 雾化的均匀度也增加 ， 在与空气 的混合 中
从 一个 工况 到另 一个 工况 的 过渡 时间 一般 为 几秒
器、 燃油循环泵、 控制 阀、 流量控制 阀ห้องสมุดไป่ตู้ 燃油滤清器 和 油压 表 。控温 精 度不大 于 ± ２度 。
（ ） 油恒温 器 ２滑
主要应有 温度 传感 器、 干式 加热 器、 冷却 油 器、 机油循环 泵、 控制 阀和流量调 节 阀、 控温精度
（） ３ 调整运行 参数 ， 量、 测 评估 柴油机各系统
运 行 情况 ， 出不 利影 响 ； 找 （ ） 效果 不 明显 ， 析 可能 的原 因 。 ４如 分
２２确定试验依据 ．
（ ） Ｂ Ｔ ２４ １—１９ １ Ｃ ／ ３５ ． ９４船 用柴 油 机 台架 试 验
标准环境 状况 及功率 燃 油消耗 和机 油消耗 的检
基本组成为 ： 置本体、 装 旁通管路 、 回阀、 止 滤器、
压 力表 等 。
２ ３确定测功设备及排放测试分析设备 ． （） １ 目前用于柴油机的测功设备普遍有两类 ：
收 稿 日期 ：Ｏ ６—０ ２ ２０ ３— ６
第 一作者简 介： 刘柱 （ ９３一 ） 男， １７ ， 讲师 。 在职 研究生
２ １确定试验 目的和方法 ． （） １ 通过在安装燃 油纳米装 置前后的对 比实 验， 测取柴油机的主要运行参数 ， 初步判断燃油纳 米装置在船舶柴油机上的节油效果 ； （） ２ 通过对影 响燃 烧 的重要参数如供油正时 进行调整 ， 观察其耗油情况 ， 找出降低油耗 的最佳
工况 ；
定； （ ） Ｂ Ｔ ２４ ２—１９ ２ Ｃ ／ ３５ ． ９４船 用柴 油 机 台 架试 验 试 验 方法 ； （ ） Ｂ Ｔ ２４ ３—１９ ３Ｃ ／３５． ９ ４船 用 柴油 机 台架试 验 试验 测量 。
改善 了与氧结合 的条件 ， 使燃烧更完 全、 平稳 ， 提
高能源利用率 ， 达到节能效果。 纳米燃油装置是实现燃油纳米化 的设备。其