使用新型代替燃料  降低有害物質含量

使用新型替代燃料、降低燃料中含有的有害物質，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的排放水平。從當前技術水平來看，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)界關注?，F(xiàn)代重工首次利用自主技術開發(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，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。這兩家公司預計在2010年完成以下工作：在三井造船的生產(chǎn)設備上測試并評價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造和繼續(xù)使用標準柴油的前提下，要滿足IMO更高的排放標準，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：中國船舶設備網(wǎng)