使用新型代替燃料  降低有害物質(zhì)含量

使用新型替代燃料、降低燃料中含有的有害物質(zhì)，是提高船用柴油機環(huán)保性能的最有效、最直接的方式。近年來，世界先進柴油機廠商正在致力于開發(fā)能使用清潔、低污染替代燃料的船用柴油機來替代傳統(tǒng)柴油機，直接從源頭上降低柴油機有害物質(zhì)的排放水平。從當(dāng)前技術(shù)水平來看，液化天然氣、液化石油氣以及生物燃油等燃料，都可以作為船用柴油機的替代燃料。

1．氣體燃料發(fā)動機

氣體燃料發(fā)動機具有高效率、低污染的良好性能，近兩年備受業(yè)界關(guān)注?，F(xiàn)代重工首次利用自主技術(shù)開發(fā)出大功率環(huán)保天然氣發(fā)動機；該發(fā)動機型號為HiMSEN H35G，功率為13000馬力，可用于陸地發(fā)電、海上發(fā)電以及為船舶提供動力。該發(fā)動機還采用了稀薄燃燒技術(shù)，大幅降低了廢氣的排放量，與現(xiàn)存的柴油發(fā)動機相比，二氧化碳的排放量降低20％以上，氮氧化物的排放量削減到50ppm，削減幅度高達97%，達到當(dāng)前世界柴油機的最低排放水平。天然氣發(fā)動機使現(xiàn)代重工擁有了技術(shù)上的優(yōu)勢，現(xiàn)代重工將于2011年年初大批生產(chǎn)該型天然氣發(fā)動機。

2．雙燃料發(fā)動機

雙燃料發(fā)動機在保持原發(fā)動機高效率的同時，能夠大幅減少煤煙和氮氧化物的排放量，環(huán)保性能好，這使得世界先進柴油機廠商加大了對其開發(fā)的力度。MAN柴油機公司研發(fā)出能夠使用LPG（液化石油氣）和船用柴油的雙燃料發(fā)動機。該發(fā)動機是MAN柴油機公司的7L16/24型發(fā)動機的變體，在不影響發(fā)動機基本設(shè)計和降低發(fā)動機高效燃燒過程的前提下，該發(fā)動機能夠控制進入發(fā)動機增壓氣流的LPG數(shù)量，并且能夠在選定的低工況范圍內(nèi)保證雙燃料發(fā)動機運行的可靠性。在該發(fā)動機中，LPG替代了大約20％的普通液體燃料，LPG經(jīng)過冷卻器后混入增壓空氣中。LPG雙燃料發(fā)動機具有如下優(yōu)點：將天然氣-空氣混合物的濃度保持在爆炸水平以下；在氣門重疊期進氣閥和出氣閥同時打開的情況下，僅有少量未燃燒的LPG會排放到空氣中；能夠限制發(fā)動機工作時產(chǎn)生的振動。該發(fā)動機僅在低工況下才能使用LPG燃料，其工況水平一般在發(fā)動機最大額定負載量的30％-70％。在該發(fā)動機中，天然氣控制裝置發(fā)揮著關(guān)鍵作用，該裝置既能控制進入發(fā)動機中的天然氣的數(shù)量，也能與船舶監(jiān)測與控制系統(tǒng)進行可靠的信息傳遞，從而決定該發(fā)動機何時使用LPG燃料。經(jīng)過對發(fā)動機所有部件的原型實驗的認證，n-丁烷、i-丁烷、1-丁烯、丙烷、丙烯、乙烷、乙烯等7種液化天然氣燃料可在該發(fā)動機中使用。

3．生物燃料發(fā)動機

面對氣候變暖、保護生物多樣性、能源短缺等全球性問題，柴油機廠商正積極采取可持續(xù)性措施加以應(yīng)對。使用生物燃料以削減二氧化碳的排放量，是未來柴油機發(fā)展的一大趨勢，客戶對生物燃料越來越多的關(guān)注促使世界船用柴油機廠商正在加速開發(fā)使用生物燃料的柴油機。

三井造船與Dynamotive能源系統(tǒng)公司（Dynamotive Energy Systems）正考慮合作開發(fā)使用生物燃料的低速機。2009年，這兩家公司進行了最初的試驗，集中測試了發(fā)動機對生物燃油的適用性。這兩家公司預(yù)計在2010年完成以下工作：在三井造船的生產(chǎn)設(shè)備上測試并評價Dynamotive能源系統(tǒng)公司將生物燃油作為低速機燃料的混合成分和／或替代性燃料的穩(wěn)定性；首先在陸地發(fā)電廠對該生物燃料發(fā)動機進行測試，然后在船舶上進行測試。

此外，在生物柴油應(yīng)用方面，已開發(fā)出可燃燒混合型生物柴油的柴油機Cat C18，既能使用傳統(tǒng)柴油，又能以由30％生物柴油和70%普通礦物柴油組成的B30混合型生物柴油作為燃料。生物柴油的應(yīng)用．可使該型機有效降低二氧化碳的排放量。

開發(fā)尾氣處理系統(tǒng) 減少有害氣體排放

在不改變柴油機基本構(gòu)造和繼續(xù)使用標(biāo)準(zhǔn)柴油的前提下，要滿足IMO更高的排放標(biāo)準(zhǔn)，使用尾氣處理系統(tǒng)是降低硫氧化物排放量的有效方法。為此，世界先進柴油機廠商正積極開發(fā)柴油機尾氣處理系統(tǒng)。瓦錫蘭集團已成功開發(fā)出船用硫氧化物洗滌器，并獲得了挪威船級社和德國勞氏船級社頒發(fā)的硫排放控制區(qū)符合性認證。這是第一個獲得船級社認證的硫氧化物洗滌系統(tǒng)。該測試洗滌器安裝在芬蘭船東Neste Oil Shipping公司的成品油船“MS Suula”號上，用來清除該船所安裝的瓦錫蘭20型輔機排放的硫氧化物。認證活動測試了含硫量3.4％和1.5％的兩種重油作為燃料，瓦錫蘭的洗滌器能夠去除發(fā)動機尾氣中99％的硫氧化物；同時氮氧化物的去除率也可達到3%-7%，煙塵的去除率可達30%-60％。

此外，針對柴油機工作時劇烈振動容易產(chǎn)生較大噪聲的缺點，世界先進柴油機廠商還在改進柴油機振動控制技術(shù)方面進行了探索。為減少柴油機的振動，提高其環(huán)保性能，斗山發(fā)動機公司成功開發(fā)出型號為DOOSAN-MAN 7S80ME-C的低振動環(huán)保發(fā)動機。該發(fā)動機具有良好的振動控制性能，是世界上振動率最低的發(fā)動機。與現(xiàn)有的船用柴油機相比，該柴油機能減少超過50%的振動；除大幅度減少振動外，其氮氧化物的排放量也減少了16％。

來源：中國船舶設(shè)備網(wǎng)