乳化重油在高速柴油机上的试验研究

论文摘要

近年来,石油燃料的消耗猛增与不断上涨的价格给很多国家的经济发展带来了巨大压力,于是纷纷努力探寻降低石油燃料消耗和节约燃料成本的新途径。据探测,世界上稀油储量为3600亿吨,而稠油储量为9000亿吨。在世界石油资源如此紧张的今天,重稠油的开发利用已得到越来越多国家的重视。重油(包括渣油)是一种宝贵且非常有特色的石油资源。它与煤相比,燃烧更洁净,热值更高;与天然气相比,它易于储存,且应用安全,不受地域限制;与轻质油相比,它价格便宜。开发和利用重稠油资源对我国石油工业的持续发展,保障我国石油安全具有重要的意义。重油一直广泛应用于大型船用低速柴油机中,但由于重油的粘度很高,雾化质量差,雾粒较大,燃烧持续时间长,且燃烧不完全,故燃烧热效率低,另外重油燃烧后碳烟排放较高,环境污染加剧。近年来大功率中速柴油机中已出现燃用重油的趋势,而由于重油粘度高、蒸发性与着火性差的特性限制了其在高速柴油机上的进一步应用。加水乳化燃油的雾化颗粒更细小,柴油机燃用乳化油可以实现同时降低油耗、NOx和碳烟等污染物的排放的目标。乳化技术对雾化和燃烧状况较差油品的改进效果更加显著,如果将加水乳化技术与重油利用相结合,有望进一步拓宽重油的应用范围。为此本文探索研究了在高速柴油机上燃用重油的方法和效果,以期实现降低燃油成本、改善排放的目的;同时试制出三种重油乳化剂,并对比分析了不同乳化剂所配乳化重油的燃烧与排放特性。试验结果表明:对高速柴油机只需做少许改动后,便可以直接燃用乳化重油;燃用乳化重油与燃用重油相比,柴油机经济性与排放性指标均有所改善,油耗率降低4%以上,NOx排放降低20%以上,烟度排放降低17%以上;不同重油乳化剂虽然侧重点有所不同,但其综合效果相差不大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 能源问题
• 1.1.2 重油概述
• 1.1.3 环境问题
• 1.1.4 内燃机的代用燃料
• 1.2 乳化油技术简介
• 1.2.1 乳化油技术的发展
• 1.2.2 乳化油技术的特点
• 1.2.3 节油机理分析
• 1.2.4 降污机理分析
• 1.3 课题的提出
• 1.4 课题研究内容
• 2 乳化剂的试制
• 2.1 乳化油的主要性质
• 2.1.1 热值
• 2.1.2 勃朗运动
• 2.1.3 粘度
• 2.1.4 十六烷值
• 2.1.5 稳定性
• 2.2 制备乳化油的基本要素
• 2.3 表面活性剂
• 2.4 重油乳化剂的配制
• 2.4.1 重油乳化剂的特点
• 2.4.2 乳化剂的配制说明
• 2.4.3 A剂的配制
• 2.4.4 B剂的配制
• 2.4.5 C剂的配制
• 2.5 本章小结
• 3 乳化重油燃烧试验方案设计
• 3.1 柴油机对燃料的要求
• 3.2 燃用乳化重油对柴油机的影响
• 3.2.1 重油粘度的改善
• 3.2.2 柴油机的改动
• 3.3 试验方案
• 3.4 试验装置与试验步骤
• 3.4.1 试验装置
• 3.4.2 试验步骤
• 3.5 注意事项
• 3.6 油耗率的计算
• 3.7 本章小结
• 4 高速柴油机燃用乳化重油的试验与分析
• 4.1 A剂试验结果与分析
• 4.1.1 燃烧特性分析
• 4.1.2 含水率与供油提前角的影响
• 4.1.3 最佳乳化重油配比的确定
• 4.1.4 双缸柴油机的验证试验
• 4.2 B、C两剂的试验结果与分析
• 4.2.1 油耗率的比较
• X排放的比较'>4.2.2 NO_X排放的比较
• 4.2.3 烟度排放的比较
• 4.2.4 试验结果分析
• 4.3 经济性分析
• 4.4 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 全文结论
• 5.2 课题展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢