内燃机的代用燃料
代用燃料在煤气内燃机中的燃烧室设计与优化
代用燃料在煤气内燃机中的燃烧室设计与优化燃烧技术一直是工程领域中的重要研究方向之一，特别是在能源领域的发展和转型过程中。
随着环保意识的提高和对可再生能源的需求增加，人们对于代用燃料在煤气内燃机中的燃烧室设计与优化的研究也日益重要。
代用燃料被定义为一种可以替代传统石油、煤炭和天然气的可再生能源或其他替代燃料。
常见的代用燃料包括生物质燃料、废物燃料和合成气等。
在煤气内燃机中使用代用燃料，对于减少温室气体排放、保护环境和实现可持续发展具有重要意义。
在设计和优化煤气内燃机燃烧室时，需要考虑多个关键因素，包括燃料特性、燃烧效率和污染物排放等。
针对代用燃料，需要特别关注以下方面的燃烧室设计和优化：1. 燃料处理技术：代用燃料通常具有燃烧性能和物化特性的不同，需要进行燃料处理来提高其可燃性和适应性。
例如，对于生物质燃料，需要进行粉碎、干燥和筛分等处理，以便于在燃烧室中实现均匀供给和充分燃烧。
2. 燃烧室结构设计：针对不同的代用燃料，需要设计合适的燃烧室结构来实现最佳的燃烧效果。
例如，对于生物质燃料，由于其含水量较高，需要设计反应井或湿燃烧器来提高燃烧效率。
而对于合成气等代用燃料，需要采用合适的喷注方式和混合装置，以确保燃料与空气充分混合和燃烧。
3. 燃烧过程控制：代用燃料的燃烧过程通常比传统燃料复杂。
通过合理的燃烧控制措施，可以提高燃烧效率，降低污染物排放。
例如，通过控制燃料和空气的供给比例、调整喷注和点火时机等参数，可以优化煤气内燃机的燃烧过程，使得燃料充分燃烧，同时尽可能少地产生污染物。
4. 热损失和温度分布控制：代用燃料的物理特性和燃烧过程可能导致较大的热损失和温度不均匀分布。
因此，在燃烧室设计中需要考虑隔热材料的选择和热损失的最小化，以及合理的流体动力学设计，以确保燃烧室内的温度分布均匀。
5. 污染物控制技术：代用燃料的燃烧过程可能会产生一些有害物质和污染物，如氮氧化物、二氧化硫等。
为了满足环保要求，需要采用合适的污染物控制技术，如喷射液化氨、排放后处理装置等，以减少污染物的排放。
代用燃料煤气内燃机技术的现状与未来发展趋势
代用燃料煤气内燃机技术的现状与未来发展趋势煤气内燃机是一种利用煤气作为燃料，通过内燃机转化为机械能的发动机。
传统的煤气内燃机一般采用天然气作为燃料，但随着能源资源紧缺以及环境污染等问题的愈加突出，对于代用燃料煤气内燃机技术的研究与发展显得尤为重要。
本文将就代用燃料煤气内燃机的现状与未来发展趋势进行讨论。
1.现状代用燃料煤气内燃机目前已经取得了一定的技术突破与应用推广。
在代用燃料方面，除了天然气之外，生物气、工业废气、合成气等都可以作为煤气内燃机的燃料。
特别是生物气，由于其可再生、环境友好等特点，已经成为代用燃料煤气内燃机应用的重要领域。
代用燃料煤气内燃机的技术应用范围也在不断扩大。
目前，代用燃料煤气内燃机已经广泛应用于发电、供热、工业生产等领域。
尤其是在我国，代用燃料煤气内燃机已经逐渐取代了部分传统的燃煤锅炉，成为清洁能源的重要替代品。
2.未来发展趋势（1）提高燃气利用效率未来代用燃料煤气内燃机技术的一个重要发展趋势是提高燃气利用效率。
当前，传统的煤气内燃机存在燃气利用率低、污染物排放高等问题，这限制了其在清洁能源领域的进一步推广。
未来，应该加强对于煤气内燃机燃烧过程的研究，优化燃气喷射、燃烧室设计等关键技术，提高燃气的利用率，减少污染物的排放。
（2）开发新型燃气燃料随着石油资源的日益稀缺，新型代用燃料的开发与利用成为一种必然趋势。
未来，可以通过生物质气化、合成气等技术手段，开发出更多多样的替代燃料。
这些新型燃料既可以降低对石油等有限资源的依赖，又可以减少环境污染，提高能源利用效率。
（3）融合智能化技术未来代用燃料煤气内燃机的另一个重要发展趋势是融合智能化技术。
通过使用传感器、数据分析等技术手段，实现对煤气内燃机工作过程的智能监测与控制，能够提高煤气内燃机的效率和可靠性。
智能化技术还可以实现对煤气燃烧参数的优化，进一步提高能源利用效率，降低污染物排放。
（4）加强政策引导与支持未来代用燃料煤气内燃机技术的发展需要政府的强力支持与引导。
06第六章 内燃机的代用燃料
第二节 内燃机的代用燃料
内燃机的代用燃料可以分为液体与气体两种，此外也可用电能来代替 燃料，驱动汽车。 一、液体代用燃料 （一）醇类燃料 醇类燃料主要有甲醇( CH3OH)和乙醇( C2H5OH) 。甲醇可以从天然气、 煤、生物中提取，乙醇主要是含有糖或淀粉的农作物经发酵后制成， 它们都是液体燃料。 20世纪60年代为了控制内燃机的排气污染，一些国家对低污染的醇类 燃料发生兴趣，1973年石油危机后，进一步认识到代用燃料的重要 性。 我国从20世纪80年代初开始对甲醇燃料在内燃机中部分代用或全部代 用作了相当广泛的研究，先后组织了M15（甲醇比例）甲醇汽油发动 机的台架试验和车队试验，组织了M85甲醇汽油和M100全甲醇发动 机的开发和试验车队，取得了丰富的经验。当前我国石油资源严重 短缺，醇类燃料的开发应用，有利于发挥我国的资源优势。 E10（乙醇比例）
(2)乙醇(酒精)
乙醇的来源有三种，即剩余粮食、能源作物和秸秆。巴西和美国分 别利用本国生产的甘蔗和玉米大量生产乙醇作为车用燃料。美国 政府从20世纪90年代起一直以每年7亿美元的巨额补贴来维持每 年50亿升的乙醇产量(约400万t，每吨补贴约175美元左右)，且产 量还在逐年增加，用来作为汽油的替代燃料和辛烷值及氧的添加 剂(汽油中加10%左右乙醇)。
点燃式发动机燃用醇类燃料时发动机有未燃醇和醛等有 害排放物，见表6-7 。
综上所述，当汽车燃用混合燃料或纯醇燃料时，只要优化其燃烧过程， 其能耗和NOx，CO及HC排放都可以降低，醇燃料发动机排出的致癌多环 芳香烃含量也比汽油低。
(2) 压燃式发动机燃用醇类燃料
醇类燃料十六烷值低，自燃温度高，难于压燃，在压燃式发动机上 使用时，需要采用助燃措施(火花塞、电热塞助燃) 或加入着火改进 剂(Ignition Improver)。
第六章 内燃机的代用燃料改
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东风汽车发动机EQ6100使用M15的试验结果：
动力性与纯汽油相当或略高； 能耗降低3％； 若对气油机结构参数进行调整，则功率比纯 汽油大，转矩增大3％，能耗低3.6％；若进 一步提高压缩比，则发动机的动力性能和经 济性能还能进一步提高。 排放方面： 燃用混合燃料发动机的 CO、HC、NOx均 有不同程度的下降。
a.启动/正常行驶/加速；b.轻载；c.减速/制动；d.蓄电池充电等四 种能量流动模式。
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并联式混合动力汽车的结构与功率流动：
并联式混合动力电动汽车有a.启动/加速；b.正常行驶；c.减速/制 动；d. 行驶中给蓄电池充电四种能量流动模式。
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发动机主动型混联式混合动力汽车的结构与功率流动：
a.启动；b.加速；c.正常行驶；d.减速；e.行驶中给蓄电池充电；f. 蓄电池充电六种功率流动模式。
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（1）在点燃式发动机上燃用醇类燃料 2）含醇类较高的混合燃料的试验结果： 排放得到明显改善，能明显降低CO排放量，HC排放量 也略有下降。对NOx的排放影响不是很明显。 （2）压燃式发动机燃用醇类燃料试验结果： 醇类燃料十六烷值低，自燃温度高，难于压燃，在压燃 式发动机上使用时，需采用助燃措施（火花塞、电热塞 助燃），或加入着火改进剂。
1）广泛的可获得性。可以由煤或天然气制得，从而可以 利用我国丰富得煤炭资源。 2）超清洁。柴油机燃用二甲醚时可以实现高得功率输出 和热效率，低噪声和无烟燃烧，其排放不采用复杂后处 理装置即可达到欧洲Ⅲ和美国ULEV标准，并潜力达到欧 洲Ⅳ排放标准。 3）生产成本低。
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（四）生物油：
是一种非化石得可再生能源，它作为柴油机得代用燃 料受到越来越多得关注，目前已知得可作为内燃机使用 得植物油有30多种。
内燃机代用燃料的应用研究报告及发展趋势
-燃机代用燃料的应用争论与开展趋势前言近年来, 随着我国经济的快速开展 , 石油的需求量持续增长。
1993 年起我国己成为石油纯进口国,2023 年我国原油进口比例已超过 52% 。
另外, 我国的汽车尾气排放已成为城市大气环境的一个主要污染源。
因此, 针对我国自然条件和能源资源特色, 逐步转变汽车能源构造, 开展汽车清洁代用燃料, 在发动机上实现高效、低污染的燃烧, 掌握汽车发动机有害排放对我国城市大气质量带来的日趋严峻的影响, 已成为我国能源与环境争论中的一个格外重大和紧迫的课题。
据统计, 从现在起全球的石油资源还可以用 67 年, 自然气的储量也最多可以使用 123 年, 所以查找一种型替代燃料成为当今社会的一个争论重点。
任何国家的经济开展都与能源问题亲热相关，而燃机对燃料的需求，在能源总消耗中占很大比例。
当前燃机主要用石油作为燃料，一般工业兴盛国家消耗在燃机上的燃料约占整个石油消耗量的 60%左右。
将来石油燃料的产量终将日趋削减，很多世界能源机构及权威人士认为：现已查明易开采的石油可维持 50 年左右，1990 年左右世界石油产量到达过一个顶峰，而后逐步下降，本世纪将消灭石油短缺的现象。
到 2030 年液体燃料中的 40%左右要由煤的合成燃料来满足。
因此，为保证将来交通运输以及国民经济的持续开展，争论与开发代用燃料是势在必行。
1代用燃料的定义代用燃料指的是传统发动机燃料(如汽油和柴油)的替代品。
“美国能源政策法规“将代用燃料定义为甲醇、非自然乙醇、其它酒精燃料或至少85%的这些燃料与汽油或柴油的混合燃料、G、LNG、LPG、氢气、煤炭衍生物的液体燃料以及生物质能源等。
2代用燃料的分类燃机燃料是经过一系列演化开展过程的。
早在 1892 年狄赛尔就曾试图以煤粉作为柴油机的燃料，但未成功。
长期以来，燃机是以液体的碳氢化合物系燃料为主的。
当燃料中C 含量削减，H 含量增加时，燃料为轻质的，并演化为气体燃料。
代用燃料（醇类燃料）的燃烧简介
三、代用燃料（醇类燃料）的燃烧简介石油危机及其价格的上涨，引起了各国对新能源开发和代用燃烧研究的重视。
内燃机代用燃料定义：非石油原油炼制的内燃机燃料，包括醇类燃料、煤制燃料、生物质燃料、天然气、氢气、煤层气、生物质气等。
由于醇类燃料（甲醇、乙醇）可以从煤、天然气和植物中提炼，加之它们是液体燃料，可以沿用传统的石油燃料的运输、储存系统，因而被认为是内燃机最有希望的新的代用燃料之一。
我国煤碳、天然气资源丰富，醇类燃料的开发、应用有利于发挥我国煤碳和天然气的资源优势。
（一）醇类燃料的主要物理化学特性及使用特点1、甲醇、乙醇的主要物理化学性质（如下表）及使用1）低热值比汽油低：甲醇为汽油的46%，乙醇为汽油的62%；理论空气量也小，甲醇为汽油的43%，乙醇为汽油的60%。
因此，在汽油机上燃烧甲醇、乙醇时，需要增大主量孔直径或调整主量孔圈数，加大燃料供应量。
使混合气热量大体与汽油混合气的相等，使发动机在燃用醇类燃料时不会降低其动力性能指标。
同时，要有合适的空燃比。
2）汽化潜热比汽油大得多：甲醇为汽油的3.7倍，乙醇为汽油的2.9倍，使混合气在汽化时的温降差异较大（甲醇为汽油的7倍，乙醇为汽油的4.16倍）。
较大的混合气温降有利于提高发动机的充量和动力性；但不利于燃料蒸发（低温下）、冷起动（困难）、暖机（时间长）。
汽化潜热大使进入气缸的混合气温低，滞燃期长。
应用时，应适当加大点火提前角。
3）辛烷值高于汽油：在汽油机上使用时，可以提高压缩比，有利于提高发动机的动力性能和经济性能。
2、醇类燃料在汽油机中的溶解度和助溶剂在汽油机上使用时，醇类燃料通常按一定百分比例掺烧，即将汽油与一定比例的甲醇或乙醇混合起来成为一种混合燃料（15%甲醇+85%汽油称为M15混合燃料，纯甲醇称为M100）。
甲醇是极性物质，在与非极性物质的石油碳氢化合物掺混时，只要有微量的水存在，就可能引起醇与汽油的相分离。
为使甲醇-汽油混合燃料在常温和低温下保持单相，必须加少量的中、高炭醇、苯、丙酮等作为助溶剂。
煤气内燃机代用燃料技术在船舶行业的应用探究
煤气内燃机代用燃料技术在船舶行业的应用探究随着全球环境问题的不断加剧以及对可再生能源的需求增加，煤气内燃机代用燃料技术在船舶行业中得到了广泛的关注和应用。
本文将对煤气内燃机代用燃料技术在船舶行业应用的前景、现状和存在的问题进行探究，并展望未来的发展趋势。
首先，我们来了解一下煤气内燃机代用燃料技术的基本概念。
煤气内燃机代用燃料技术是指将传统的石油燃料替换为可再生能源，如天然气、生物质气体等，来推动船舶的内燃机运行。
这种技术的应用不仅可以减少对石油资源的依赖，还可以大幅度降低船舶对环境的影响，减少排放物的产生，达到节能环保的目的。
在船舶行业中，煤气内燃机代用燃料技术具有广阔的应用前景。
首先，船舶对能源的需求非常庞大，而传统的石油燃料资源日益减少，价格也在不断上涨。
因此，通过采用煤气内燃机代用燃料技术，可以降低船舶的燃料成本，提高经济效益。
其次，煤气内燃机代用燃料可以大幅度降低船舶的排放物的排放量，减少对环境的污染，满足不断增长的环保要求。
此外，船舶行业对能源的稳定性要求非常高，而可再生能源在稳定性方面具有较大优势，可以提供可靠的动力供应。
目前，煤气内燃机代用燃料技术在船舶行业的应用已经取得了一定的进展。
许多船舶已经部分使用煤气内燃机代用燃料进行动力推进，例如天然气和液化天然气（LNG）。
这些燃料具有高热值、低碳含量和较低的排放特性，可以大幅度减少船舶的碳排放和污染物排放。
此外，煤气内燃机代用燃料技术还有助于提高船舶的燃烧效率和燃料利用率，进一步降低运营成本。
然而，煤气内燃机代用燃料技术在船舶行业的应用仍然面临一些挑战和问题。
首先，煤气内燃机代用燃料的供应和加注基础设施尚未完善，限制了其在船舶行业中的推广和普及。
其次，重新设计和改造船舶的燃料系统需要一定的投资和技术支持，这对于船舶经营者来说可能是一项巨大的成本压力。
此外，在一些特殊环境和应用条件下，煤气内燃机代用燃料技术的可行性还需要进一步验证和研究。
代用燃料煤气内燃机的环境适应性与低碳发展路径
代用燃料煤气内燃机的环境适应性与低碳发展路径近年来，随着环境保护意识的提升和对碳排放的关注，代用燃料煤气内燃机作为一种低碳的能源替代方案备受关注。
它具有环境适应性强、尾气排放较低等优点，被认为是推动低碳发展的重要方式之一。
本文将对代用燃料煤气内燃机的环境适应性进行探讨，并提出其低碳发展路径。
代用燃料煤气内燃机是一种利用由生物质、废弃物或煤等资源转化而来的燃气作为燃料的内燃机。
与传统的煤气内燃机相比，代用燃料煤气内燃机具有更好的环境适应性。
首先，代用燃料煤气内燃机的燃料资源可以广泛获取，不依赖于传统的石油和煤炭资源，有助于实现能源多元化和资源的可持续利用。
其次，代用燃料的燃烧产生的尾气排放较低，主要是二氧化碳和水蒸气，在相对较小范围内对环境影响较小。
最后，代用燃料的使用有助于减少温室气体的排放，对于缓解气候变化具有积极意义。
因此，代用燃料煤气内燃机被广泛认为是一种环保、低碳的能源替代方案。
然而，要实现代用燃料煤气内燃机的环境适应性和低碳发展，并不是一件容易的事情。
首先，代用燃料的供应和储存是一个挑战。
与传统的燃料相比，代用燃料的供应链比较复杂，需要建立起完整的供应体系。
同时，代用燃料对于储存的要求也较高，需要在储存过程中防止挥发和泄漏，确保燃料的安全性。
其次，代用燃料煤气内燃机的技术还需要进一步完善。
虽然已有代用燃料煤气内燃机的应用案例，但是在技术成熟度和性能指标上仍存在一定的局限性。
例如，燃料的适应性、燃烧效率、排放控制等方面需要进一步提高。
此外，代用燃料煤气内燃机的维护和运营成本也需要考虑，这将直接影响其在市场上的推广和应用。
为了推进代用燃料煤气内燃机的低碳发展，需采取一系列的措施。
首先，在政策上加大支持力度。
政府应制定相关的环境和能源政策，鼓励代用燃料煤气内燃机的研发和推广应用。
政策措施可以包括资金扶持、税收减免、准入门槛降低等，以提高其市场竞争力。
其次，加强科技研发和创新。
需要加大对代用燃料煤气内燃机相关技术的研发投入，提高技术成熟度和效能水平。
煤气内燃机代用燃料的可持续发展研究
煤气内燃机代用燃料的可持续发展研究引言：能源问题一直是全球面临的重要挑战之一。
煤气内燃机被广泛应用于交通运输、工业生产和家庭能源供应等领域，但其主要燃料石油资源日益枯竭，同时也对环境造成了严重污染。
因此，寻找可持续的代用燃料已成为煤气内燃机发展的重要方向。
本文将深入研究煤气内燃机代用燃料的可持续发展，探讨其所面临的挑战以及采取的解决方案。
一、可持续代用燃料的定义和分类可持续代用燃料是指取之不尽、用之不竭且对环境影响较小的燃料，包括可再生能源、生物质能源和氢能等。
根据来源和生产方式的不同，可持续代用燃料可以分为以下几类：1. 可再生能源：包括太阳能、风能和水能等，在能源转化过程中排放少量或无二氧化碳等有害气体。
2. 生物质能源：通过生物质的转化和利用，如沼气、生物柴油等。
提供了一个可持续的替代燃料来源，并能降低温室气体排放。
3. 氢能：作为一种清洁能源，氢能可能成为未来可持续代用燃料的重要选择。
通过水电解制备氢燃料，其燃烧产物仅为水蒸气。
二、煤气内燃机代用燃料的发展现状1. 可再生能源的应用：太阳能和风能等可再生能源已在一些煤气内燃机中得以应用。
例如，将太阳能光伏板和风力发电机与燃气发动机相结合，可以降低对传统石油燃料的依赖，达到低碳和清洁能源的使用目的。
2. 生物质能源的利用：生物质能源是燃气内燃机可持续发展的重要方向之一。
利用生物质资源制备沼气等代替石油燃料，既能减少环境污染，又能有效利用农作物秸秆、畜禽粪便等废弃物资源。
3. 氢能的研究：氢燃料作为清洁能源的重要代表，被视为未来替代传统石油燃料的前景明朗的选项之一。
研究人员正在探索如何将氢燃料与煤气内燃机相结合，以提高其效率和稳定性。
三、煤气内燃机代用燃料所面临的挑战1. 技术挑战：煤气内燃机在使用代用燃料时需要克服燃烧稳定性、热值、点火特性等方面的技术难题。
不同的代用燃料具有不同的物化性质和燃烧特性，需要开发适应性较强的燃烧系统和控制策略。
煤气内燃机代用燃料的国内外市场发展概况
煤气内燃机代用燃料的国内外市场发展概况随着全球能源危机的日益严重和环境问题的日益凸显，代用燃料作为替代传统石油和天然气等化石燃料的重要能源选择逐渐受到国内外市场的关注。
煤气内燃机代用燃料的发展和应用引起了业内的广泛关注和研究。
本文将介绍煤气内燃机代用燃料的国内外市场发展概况，并探讨其未来发展趋势。
一、国内市场发展概况在国内，煤气内燃机代用燃料的发展起步较晚，但近年来取得了较快速的发展。
大规模煤气供应的普及和煤气内燃机技术的不断突破为代用燃料的推广提供了有力支持。
尤其是近年来国家对煤气内燃机发电行业的支持力度不断加大，促使煤气内燃机代用燃料市场呈现稳步增长的态势。
1. 煤气内燃机代用燃料市场规模目前，我国煤气内燃机代用燃料市场规模已逐渐扩大。
根据国家统计数据显示，我国煤气内燃机代用燃料年销售量逐年递增，2019年已超过XX吨。
预计未来几年，煤气内燃机代用燃料市场规模将进一步扩大，具有巨大的发展潜力。
2. 煤气内燃机代用燃料应用领域目前，煤气内燃机代用燃料主要应用于工业生产、发电等领域。
工业生产方面，煤气内燃机代用燃料广泛应用于钢铁、化工等行业，被用于发电和供热等相关工艺过程中。
发电方面，煤气内燃机代用燃料已成为我国电力行业的主要能源选择之一，具有稳定性好、环保性能优良等特点。
3. 煤气内燃机代用燃料市场挑战虽然煤气内燃机代用燃料市场规模逐渐扩大，但仍面临一些挑战。
首先，煤气内燃机代用燃料的成本较高，给企业的投资带来一定压力；其次，煤气内燃机代用燃料在存储、运输和使用过程中存在安全隐患，需要加强技术保障和监管措施；此外，煤气内燃机代用燃料的市场竞争激烈，需要提升产品的性能和质量来抢占市场份额。
二、国外市场发展概况除了国内市场，国外市场对煤气内燃机代用燃料的需求也保持着较快的增长势头。
各国政府逐渐意识到传统石油和天然气等化石燃料的供应有限，加之环保压力的增加，选择煤气内燃机代用燃料成为了一种重要的能源战略。
煤气内燃机代用燃料的燃烧过程建模与仿真
煤气内燃机代用燃料的燃烧过程建模与仿真燃烧是煤气内燃机的核心过程，它将燃料的化学能转化为机械能，驱动发动机运转。
对于煤气内燃机来说，使用代用燃料的需求日益增加，因为传统燃料供应的稳定性和可持续性受到挑战。
因此，建立煤气内燃机代用燃料的燃烧过程模型，以及进行仿真分析，对于能源转化和环境保护具有重要意义。
一、煤气内燃机代用燃料的特性分析代用燃料通常是指替代传统燃料使用的燃料，在煤气内燃机中，煤气、生物质和废弃物等都被广泛用作代用燃料。
在建立燃烧过程模型之前，我们需要先对代用燃料的特性进行充分的分析。
首先，煤气内燃机代用燃料的成分通常是复杂的。
不同种类的代用燃料具有不同的化学成分，包括氢气、甲烷、气体烃类、酯类、醇类、醚类等。
这些组分会直接影响燃烧过程中的燃烧速率、能量释放和温度分布等关键参数。
其次，代用燃料的燃烬特性也需要考虑。
与传统燃料相比，代用燃料的燃烬特性通常具有一定的差异。
燃热值、燃烧温度、点火特性和燃烧产物等方面都可能存在差异，这些差异会直接影响到煤气内燃机的性能和排放。
最后，代用燃料的物理性质也是建模与仿真过程中不可忽视的因素。
不同的代用燃料具有不同的密度、粘度、热导率和热容等物理性质，这些参数将直接影响到燃烧过程中的传热性能和流动特性。
二、煤气内燃机代用燃料燃烧过程建模煤气内燃机代用燃料的燃烧过程建模是指利用数学模型对燃烧过程进行描述和分析。
燃烧过程模型通常基于质量守恒、能量守恒和动量守恒等基本原理，并结合代用燃料的特性参数进行建立。
1. 燃烧速率模型燃烧速率模型是煤气内燃机代用燃料燃烧过程建模中的关键环节。
燃烧速率模型通常基于燃烧反应速率以及质量传递和热传递等因素。
通过考虑代用燃料的化学反应路径、反应速率常数和燃烧温度等参数，可以建立代用燃料在煤气内燃机中的燃烧速率模型。
2. 温度分布模型温度分布模型用于描述煤气内燃机中的温度分布情况。
代用燃料的燃烧过程会放出大量的热能，这些热能将会引起温度分布的变化。
替代燃料——生物柴油
内燃机的替代燃料——生物柴油摘要：目前，我国汽车保有量超过了1亿辆，并仍以惊人的速度增加，对车用燃料的需求增长强劲。
而截2011年中国石油对外依存度已达56%，这一情况对我国的能源安全和国民经济可持续发展都是一个大的隐患。
因此，发展内燃机替代燃料已是我国当务之急。
生物柴油为一种可再生能源，可以作为柴油机的一种替代燃料。
关键词：内燃机；替代燃料；生物柴油。
1.1 生物柴油生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。
生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。
生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。
目前已知的生物柴油有30多种。
1.2 植物油的特点（1）热值比柴油低；但密度比柴油高，容积热值与柴油接近，因此发动机的供油系统几乎不需要改动。
（2）年度比柴油高，影响喷雾特性和冷启动性能，但随着温度升高，植物油粘度下降较快。
（3 十六烷值比柴油低，闪点和着火温度均比柴油高，着火性能比柴油差，在柴油机上使用时，一般要加大喷油提前角。
（4）生物柴油一般含氧，这对燃烧有利。
（5）生物柴油可以和柴油任意比例混合。
（6）含有少量水分、灰分、残余和杂质，加上本身的重馏分多，相对分子质量很高，挥发性差，因此在燃烧室周围零件上易产生积碳引起运动零件磨损。
（7）生物柴油的主要成分是不饱和脂肪酸，它的氧化安定性差，容易变质。
植物油在其特性方面不完全符合柴油机的要求，为了改善植物油的着火性能、十六烷值和粘度，一般都要对植物油进行酯化处理，使其变为植物油单酯，以适合在柴油机中应用。
1.3酯化处理后的植物油的优点（1）相对分子质量、粘度、密度和表面张力均有大幅度下降。
（2）十六烷值提高，改善了着火性能。
内燃机的代用燃料
BP《世界能源统计》2006的数据表明，以目前的开采速
度计算，全球石油储量只能供生产40年。
我国已探明的石油储采比约为20:1，即可供生产20年 近几年我国进口原油1.2亿吨左右，并保持较快增长。 能源短缺将制约中国汽车乃至经济可持续发展。 代用燃料可缓解我国石油匮乏和需求增加的矛盾。
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二、减少汽车尾气污染 Exhaust Air Pollution
机动车尾气排放已成为城市空气主要污染源。 发展清洁代用燃料可减少汽车尾气排放对环境的 污染，改善空气质量。
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内燃机代用燃料分类 Alternative Fuels
一 、石油基燃料 汽油、柴油 二 、代用燃料 1.液体：甲醇（Methanol）、乙醇（Ethanol） 二甲醚（Dimethyl Ether, DME ） 煤制油(F-T Diesel)、生物柴油（Biodiesel） 2.气体：液化石油气（LPG）、氢气（H2） 天然气（CNG, LNG） 3.电能：电动汽车(Electrical Vehicle, EV) 混合动力汽车(Hybrid Electrical Vehicle, HEV) 燃料电池汽车(Fuel Cell Vehicle, FCV)
第一节 内燃机的代用燃料
ALTERNATIVE FUELS FOR IC ENGINES 主要学习内容
发展内燃机代用燃料的意义 内燃机代用燃料分类
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发展内燃机代用燃料的意义 Importance to Develop Alterny Shortage
代用燃料煤气内燃机技术在电力行业的应用前景
代用燃料煤气内燃机技术在电力行业的应用前景随着环保意识的增强和对可再生能源的需求不断增长，代用燃料煤气内燃机技术在电力行业的应用前景变得越来越受到关注。
代用燃料煤气内燃机技术指的是将替代燃料，如生物质气体、工业废气、甲烷等，用于内燃机发电，以替代传统煤炭或天然气的燃料。
本文将从环保效益、经济效益以及市场潜力三个方面探讨代用燃料煤气内燃机技术在电力行业的应用前景。
首先，代用燃料煤气内燃机技术对于环保的效益不言而喻。
传统的燃煤发电厂所产生的废气排放含有大量的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等有害物质，直接导致大气的污染和气候变化。
而代用燃料煤气内燃机技术则可以将这些废气高效利用，并将其中的有害物质减少到最低限度。
其中生物质气体是一种常见的替代燃料，其使用不仅可以有效减少温室气体的排放，还可以促进农村生物质废弃物的资源化利用。
此外，工业废气和甲烷等废弃物也可以成为清洁能源的替代燃料，进一步降低环境污染。
其次，代用燃料煤气内燃机技术在经济效益方面具有潜力。
与传统煤炭或天然气发电相比，代用燃料煤气内燃机技术在燃料成本上具有一定的优势。
根据统计数据，生物质气体和工业废气的价格较为稳定且相对较低，使用这些替代燃料可以降低电力生产的成本。
此外，代用燃料的价格波动相对较小，相对于煤炭和天然气等传统燃料更具有可控性。
这使得电力企业在价格上更具竞争力，并且能够更好地应对能源价格的波动。
最后，代用燃料煤气内燃机技术在市场潜力方面也有着广阔的空间。
随着国内外环保要求的增加，对清洁能源的需求不断扩大。
代用燃料煤气内燃机技术作为一种清洁高效的能源转换技术，在未来的市场中有着广阔的应用前景。
不仅国内市场的需求巨大，国际市场的潜力也十分巨大。
长期以来，中国一直依赖进口能源，而代用燃料煤气内燃机技术的应用可以有效降低对进口能源的依赖，提升国家能源安全。
然而，要实现代用燃料煤气内燃机技术在电力行业的广泛应用，还需要克服一些技术和制度方面的挑战。
代用燃料煤气内燃机的短期和长期运行稳定性评估
代用燃料煤气内燃机的短期和长期运行稳定性评估代用燃料煤气（Syngas）内燃机的短期和长期运行稳定性评估概述：代用燃料煤气是由煤炭、生物质或废物等可再生资源制成的一种合成气体，成分复杂且会因来源不同而有所差异。
内燃机是一种常用的能源利用设备，用于产生动力和发电。
然而，代用燃料煤气与传统燃料有着较大的差异，对内燃机的运行稳定性有着不可忽视的影响。
因此，本文将就代用燃料煤气内燃机的短期和长期运行稳定性进行评估，并提出相关措施以确保内燃机的良好性能和可靠性。
1. 代用燃料煤气对内燃机的挑战代用燃料煤气的成分复杂，通常包含氢气（H2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）、氮气（N2）等组分，含量不同的混合气体。
相比之下，传统燃料如天然气和汽油的成分更加单一。
这种复杂的成分使得代用燃料煤气对内燃机的燃烧过程和控制更加复杂，从而增加了内燃机的挑战。
2. 短期运行稳定性评估短期运行稳定性评估主要关注代用燃料煤气内燃机的性能和效率，以下是几个重要的考虑因素：2.1 燃烧特性分析代用燃料煤气的着火性能、燃烧速度以及火焰传播速度等特性与传统燃料存在差异。
进行燃烧特性分析可以评估代用燃料煤气与内燃机的相容性，并为优化内燃机设计提供指导。
2.2 排放控制代用燃料煤气中的某些成分如氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）可能会对环境造成污染。
因此，对燃烧过程中的排放进行控制和监测，以确保符合环保要求，是短期运行稳定性评估中的一项重要任务。
2.3 动力及燃料转换效率代用燃料煤气的能量密度通常较低，因此内燃机在使用代用燃料煤气时可能会降低功率输出。
评估使用代用燃料煤气后的内燃机动力和燃料转换效率的变化，以及整个系统的热力学性能，是短期运行稳定性评估的关键。
3. 长期运行稳定性评估长期运行稳定性评估的重点是内燃机的寿命和可靠性。
以下几个方面需要考虑：3.1 燃烧室性能评估评估代用燃料煤气使用后，燃烧室内的温度、压力和湍流等参数的变化，以及对内燃机结构和部件的影响。
第六章 内燃机的替代燃料
第二节 含 氧 燃 料
一、醇类燃料
二、二甲醚 三、生物柴油
一、醇类燃料
1.醇类燃料在汽油中的溶解度 2.甲醇燃料 3.乙醇
1.醇类燃料在汽油中的溶解度
图6-1 甲醇在汽油中的互溶度 与环境温度的关
1.醇类燃料在汽油中的溶解度
图6-2 乙醇在汽油和重柴油中的 互溶临界温度与其含水率的关 1—重柴油 2—汽油
3.氢气
1)氢比较适合在火花点火发动机中使用，可以提高压缩比和热效率。 2)氢气在空气中的层流燃烧速度高。 3)氢气的点火能量很低，约为15.120μJ，因此氢气发动机工作时不易失火， 再加上氢气层流火焰速度很高，因此点火提前角很小，可以在上止点点火。 4)氢气在空气中的扩散系数很大，是汽油的12倍，因此生成均匀混合气十 分迅速。 5)氢气的可燃范围很广，稀燃能力强。 6)氢气的燃烧产物为水和氮氧化物，有害排放物单一,后处理比较容易。
2.生物柴油在发动机上的应用
图6-8 生物柴油对发动机排放的影
第三节 合
成
油
1.合成油的物化性质和使用特性
2.合成油在发动机上的应用
1.合成油的物化性质和使用特性
(1)低温特性较差 合成油的闪点和滤清器阻塞点的温度都比较高，不适宜在 寒冷地区使用；同时合成油中含有大分子直链烷烃——石蜡，易在低温时析 出，使合成油的流动和喷雾困难，冷起动性能恶化。 (2)润滑性较差 通常硫和芳香烃含量较低的燃料都存在润滑性较差的缺点， 合成油的粘度处在美国2号轻柴油的下限，高频往复试验台(High Frequency Re ciprocating Rig，缩写HFRR)试验值超标，改进的方法是在燃料中应用润滑添 加剂，如亚油酸、亚麻酸等。
图6-4 醇类燃料发动机与汽油机的排放比
第六章 内燃机的替代燃料
第六章 内燃机的替代燃料（自学为主） Chapter 6 Alternative Fuel of ICE
本章要求：
内燃机替代燃料种类、物性、优缺点 替代燃料在内燃机中的应用
发展内燃机替代燃料的重要性：
能源危机 石油资源匮乏, Energy Shortage
环境保护 尾气污染严重, Exhaust Air Pollution
主要成分：丙烷和丁烷 特点：汽化温度低，易汽化，利于完全燃烧，排放低；燃烧特
性与汽油相当；辛烷值高，采用较高压缩比，热效率高
（二）压缩天然气（CNG，Compressed Natural Gas，LNG）
主要成分：甲烷 特点：CNG发动机的排放特性优于LPG，CNG辛烷值高，抗爆
性好，利于提高压缩比，能量密度低，续驶里程低于LPG车。
（一）醇类燃料（methanol，ethanol） 1、醇类燃料的物化特性和使用特性（表6-1）
热值低，应加大循环供油量，保证动力性能不下降。 蒸发潜热大，利于充量系数增大，但不利于冷起动 辛烷值高，可提高压缩比，利于动力性、经济性提高
2、醇类燃料在发动机上的试验研究
点燃式内燃机上的应用
压燃式内燃机上的应用
结论：难于压燃（十六烷值低） ，需要采取助燃措施 （火花塞，电热塞）
结论：燃用纯醇或混合燃料，只要优化燃烧过程，能耗和 NOx、HC、CO均可以降低。
（二）二甲醚（DME）
广泛的可获得性，由煤或天然气制得。 超清洁
第三节 气体替代燃料
（一）液化石油气（LPG，Liquefied Petroleum Gas）
பைடு நூலகம்一节 概述
一 、石油基燃料 汽油、柴油 二 、代用燃料
煤气内燃机使用代用燃料对发电厂运行稳定性的影响
煤气内燃机使用代用燃料对发电厂运行稳定性的影响简介：煤气内燃机在发电厂中被广泛使用，以燃烧煤气来驱动机械设备发电。
然而，在实际操作中，可能会出现主燃料不足或者供应中断的情况。
为了确保发电厂的稳定运行，使用代用燃料成为一种解决方案。
本文将探讨煤气内燃机使用代用燃料对发电厂运行稳定性的影响。
一、代用燃料的定义和类型代用燃料是指用于替代主燃料，以确保机械设备正常运行的燃烧材料。
在发电厂中，常见的代用燃料包括天然气、液化石油气（LPG）、生物质燃料等。
①天然气：天然气作为一种清洁燃料，具有丰富的资源储量和较低的碳排放量。
因此，在煤气内燃机的应用中，天然气成为最常见的代用燃料之一。
②液化石油气（LPG）：LPG是由液化石油气体、丁烷和丙烷组成的混合物。
它是一种高效的燃料，具有高热值和低污染的特点。
因此，LPG也常被用作煤气内燃机的代用燃料。
③生物质燃料：生物质燃料是用生物质材料制成的固体、液体或气体燃料。
它包括木材、秸秆、沼气等可再生资源。
生物质燃料在环境友好和可持续发展方面有很大优势，因此在一些特定地区，生物质燃料也被用作煤气内燃机的代用燃料。
二、代用燃料的影响因素代用燃料的使用对发电厂的运行稳定性有一定的影响。
以下几个因素是需要考虑的：1. 燃料质量和热值：代用燃料的质量和热值是影响发电厂运行稳定性的重要因素。
不同的代用燃料具有不同的燃烧性能和能量密度，因此需要进行相应的调整和优化。
2. 燃料供应和储备：当主燃料供应中断时，发电厂需要有足够的代用燃料供应和储备，以确保连续的发电运行。
燃料供应的稳定性和可靠性对发电厂的运行稳定性至关重要。
3. 燃烧过程调整和控制：代用燃料的特性和燃烧性能与主燃料存在差异，因此在使用代用燃料时，需要调整燃烧过程和相应的控制系统，以确保发电机组的正常运行。
三、使用代用燃料的优势和挑战使用代用燃料对煤气内燃机的运行稳定性具有一定的优势和挑战。
1. 优势：a. 节约成本：代用燃料通常价格较低，使用它们可以降低发电厂的燃料成本。
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1. 醇类燃料的物化特性和使用特性
常用的代用燃料与汽油、柴油的物理化学特性的比较见表 6-3。从 表6-3所列的醇类燃料的性质可以看到: 1) 醇类燃料的低热值比汽油的低，甲醇仅为汽油的46%，乙醇为汽 油的62%; 但甲醇、乙醇燃烧时的理论空气量也少，甲醇为汽油的 43%，乙醇为汽油的60%。应增大循环供油量。 2) 醇类燃料的蒸发潜热比汽油大得多，甲醇为 1101kJ/kg ，乙醇为 862kJ/kg ，甲醇为汽油的 3.7 倍，乙醇为汽油的 2.9 倍，从而使混合 气在燃料蒸发时温降大 ( 甲醇为汽油的 7 倍，乙醇为汽油的 4.16 倍 ) 。 有利于提高发动机的充量系数和动力性，但不利于燃料在低温下 的蒸发，滞燃期长，应适当增大点火提前角。 3) 醇类燃料的辛烷值高，甲醇为109，乙醇为110，在汽油机上使用 时，可以提高压缩比，有利于提高发动机的动力性能和经济性能。 醇类燃料的十六烷值低，在柴油机上使用时，需要采用助燃措施。
乙醇与汽油的混合油在吸水或掺水后互溶的性能要比甲醇稳定， 但仍需控制它的含水量。图6-2[2]所示为乙醇在汽油和重柴油中的 互溶临界温度及其与含水率的关系，当乙醇含水率愈高，它能溶 于汽油或柴油的临界温度越高 (即愈难溶解于汽油或柴油 )。由于 乙醇的相对密度与汽油比较接近，它溶解于汽油的临界温度(曲线 2) 要比溶解于重柴油的温度 ( 曲线 l) 低 13--15℃。图 6-3[2]所示为乙 醇与重柴油、轻柴油互溶温度与乙醇容积比的关系，以乙醇为主 或以柴油为主时，能互溶的温度较低，而乙醇与轻柴油的互溶温 度要低于重柴油。
德国根据ECE试验规程，在点燃式发动机上燃用M15 , E25 汽油的排放测试结果见表 6-6[3], 燃用 M15, E25 时， CO 、 N0x排放均有所下降，HC则略有提高，HC排放提高的原因 是:与负荷特性、外特性试验不同，ECE循环包括有怠速暖 机工况，负荷率较低，此时混合燃料的HC排放要高于燃用 汽油。
若对汽油机结构参数进行调整 ( 增大点火提前角和循环供油量 ) ，则燃 用M15的功率比燃用纯汽油大，转矩增大3%，能耗降低3.6%;若进一 步提高压缩比，则发动机的动力性能和经济性能还能进一步提高。 排放方面，燃用混合燃料发动机的CO, HC, NO:均有不同程度下降，见 表6-4。
美国根据联邦试验规程，在点燃式发动机上燃用M15燃料时 测得的排放物与燃用汽油的比较见表6-5 , CO, NOx有较大幅 度下降，HC则略有增加(通过氧化催化反应器进行后处理)。
内容
第一节 发展代用燃料汽车(内燃机)的重要性 第二节 内燃机的代用燃料 一、液体代用燃料 (一)醇类燃料 (二) 二甲醚 ( Dimethyl Ether，缩写DME) (三) 煤制油 (又称合成汽油和合成柴油) (四) 生物柴油 二、气体代用燃料 (一)石油气(LPG) (二) 天然气(NG) (三) 氢气 三、电能 (一) 电动汽车（Electrical Vehicle，缩写EV） (二) 混合动力汽车（ Hybrid Electrical Vehicle，缩写HEV） (三) 燃料电池汽车（Fuel Cell Vehicle，缩写FCV）
第一节 发展代用燃料汽车(内燃机)的重要 性
20世纪60年代后，全世界经历了三次重大的石油危机（第一次 1973-1974年，第二次1979-1980年，第三次1990年），与此同 时，全球环境污染严重，它不仅影响到发达国家，也逐渐影响 到发展中国家。能源尤其是石油资源的匮乏、全球环境的恶化 己成为世界两大难题，中国也不例外。中国是一个富煤贫油的 国家，石油资源不足，有关统计资料表明，到2001年底止，我 国石油的探明可开采储量为33亿t，年产量为1. 6亿t左右，储采 比为20/1，而全世界石油的平均储采比也仅为40/1左右，见表61。预计今后十年，我国的石油缺口将会越来越大。表6-2列出 了我国2000 ---2010年石油的供需预测。
2 醇类燃料在汽油中的溶解度和助溶剂
汽油机可以燃用醇与汽油的混合燃料， 醇类燃料在汽油中的互溶度通常与 环境温度有关，如图6-1所示[2]。 图中线外是互溶区，线内是两液的分 层区。当混合燃料以汽油为主或以 甲醇为主时，能互溶的温度较低， 而当两液接近掺半混合时，互溶要 求的温度较高。为使甲醇与汽油的 混合燃料在常温和低温下保持单相 而不分层，必须加中高碳醇 ( 如异 丁醇 )、苯、丙酮等做助溶剂。试验 表 明 : 在 0℃ 溶 解 20% 的 甲 醇 仅
(1)在点燃式发动机上用醇类燃料 1)醇含量较低的混合燃料的试验结果
混合燃料中醇的质量分数不大于20%时属于醇含量较低的混合燃料。 在解放牌汽车发动机CA-l0B上的试验结果表明，混合燃料中醇的质 量分数在20%以下时仍能保证发动机较好的起动性能，在不改变发 动机结构的情况下，燃用掺醇量小于20%的混合燃料可在动力性能 稍有改善的同时，降低能耗5%左右，在进一步提高压缩比后，功率 能提高5%--7%，能耗降低6%--10%。在东风汽车发动机EQ6100上的 试验结果表明，使用M15 混合燃料的动力性能与燃用纯汽油相当或 略高，能耗降低3%左右;
第二节 内燃机的代用燃料
内燃机的代用燃料可以分为液体与气体两种，此外也可用电能来代替 燃料，驱动汽车。 一、液体代用燃料 （一）醇类燃料 醇类燃料主要有甲醇( CH3OH)和乙醇( C2H5OH) 。甲醇可以从天然气、 煤、生物中提取，乙醇主要是含有糖或淀粉的农作物经发酵后制成， 它们都是液体燃料。 20世纪60年代为了控制内燃机的排气污染，一些国家对低污染的醇类 燃料发生兴趣， 1973 年石油危机后，进一步认识到代用燃料的重要 性。 我国从20世纪80年代初开始对甲醇燃料在内燃机中部分代用或全部代 用作了相当广泛的研究，先后组织了M15（甲醇比例）甲醇汽油发动 机的台架试验和车队试验，组织了M85甲醇汽油和M100全甲醇发动 机的开发和试验车队，取得了丰富的经验。当前我国石油资源严重 短缺，醇类燃料的开发应用，有利于发挥我国的资源优势。 E10（乙醇比例）