Контроль удельных выбросов оксидов азота при упрощенных измерениях на борту судов внутреннего и смешанного (река-море) плавания тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.19, кандидат технических наук Амбросов, Дмитрий Борисович

• Амбросов, Дмитрий Борисович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Амбросов, Дмитрий Борисович

Принятые сокращения и обозначения Введение

Глава 1. Обзор норм и требований к контролю токсичных 11 выбросов судовых дизелей, способов их снижения, существующих методов измерений и расчетов 1ЧОх. Задачи исследования

1.1. Общие сведения, обзор способов снижения вредных вы- 11 бросов

1.2. Тенденции в развитии норм на токсичные выбросы в отра- 17 ботавших газах

1.2.1. Нормы на токсичные выбросы отработавших газов судо- 17 вых дизелей различных регионов, сравнение, анализ и тенденции в развитии

1.2.2. Технические требования к анализаторам, используемым 24 для определения компонентов газовых выбросов дизелей

1.3. Обоснование необходимости эпизодического контроля N0* 27 в условиях эксплуатации и требования к контролю

1.4. Обзор методов определения выбросов N0* на судах

1.5. Анализ методов расчета выбросов N0* 31 Выводы по главе

Глава 2. Разработка метода оценки удельных выбросов 1ЧОх 39 при совместной работе дизеля и турбокомпрессора

2.1. Обзор методов совместной работы дизеля и турбокомпрес- 39 сора

2.2. Метод расчета параметров дизеля с турбонаддувом д.т.н., 41 проф. Р.М. Васильева — Южина

2.2.1. Основные зависимости

2.2.2. Расчет совместной работы дизеля и турбокомпрессора

2.3. Расчет оксидов азота по методу д.т.н., проф. В.И. Толшина

2.4. Алгоритмы расчета

2.4.1. Алгоритм расчета совместной работы дизеля и турбоком- 66 прессора

2.4.2. Алгоритм расчета выбросов N0* в цилиндре дизеля 67 2.7. Блок схема для автоматизированного расчета выбросов 67 N0* при проведении упрощенных замеров на борту судна

Выводы по главе

Глава 3. Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на удельные выбросы 1ЧОх судовых дизелей. Упрощенная методика оценки удельных выбросов N0* на борту судна

3.1. Влияние различных факторов на выбросы Ж)х судового 70 4хтакного дизеля без наддува.

3.1.1. Влияние параметров рабочего процесса в цилиндре на 70 выбросы N0*

3.1.2. Влияние изменения температуры и влажности воздуха на 71 удельные выбросы N0* 4хтактного дизеля без наддува

3.1.3. Влияние изменения влажности воздуха на концентрацию 74 и удельные выбросы N0* (на примере дизеля 6418/22)

3.1.4. Влияние степени сжатия на концентрацию N0* в цилинд- 75 ре дизеля при Рт« = сопб!

3.1.5. Влияние угла опережения подачи топлива на выбросы 76 оксидов азота

3.2. Влияние изменения температуры окружающей среды (ма- 78 шинного отделения) и КПД промежуточного охладителя воздуха на удельные выбросы N0* дизеля с турбонаддувом (на примере расчета двигателя 6ЧН 16/22,5)

3.2.1. Влияние изменения температуры окружающей среды

3.2.2. Влияние КПД охладителя на токсичные выбросы N0*

3.3. Оценка точности предложенного метода

3.4. Упрощенный метод определения удельных выбросов е'мох 85 в условиях эксплуатации

3.4.1. Определение е"Шк при стандартных условиях

3.4.2. Определение е\ох в условиях, отличных от стандартных 88 Выводы по главе

Глава 4. Задачи экспериментальных исследований. Описа- 92 ние экспериментальной установки, методики проведения эксперимента и обработка экспериментальных данных

4.1. Задачи экспериментальных исследований

4.2. Схема и описание экспериментального стенда

4.2.1. Схема экспериментального стенда

4.2.2. Судовой дизель 6418/

4.2.3. Штатные измерительные приборы

4.2.4. Дополнительные измерительные приборы

4.2.5. Пъезодатчик регистрации давления в камере сгорания 95 ДО-73. Датчик давления в топливопроводе Т

4.2.6. Датчик кислорода в отработавших газах дизеля

4.2.7. Датчик верхней мертвой точки

1.2.8. Приборы для замеров компонентов выбросов отработав- 106 ших газов дизеля

4.3. Методика проведения испытаний и обработка полученных 108 результатов

4.3.1. Режимы работы двигателя

4.3.2. Переоборудование дизель - генератора ДГР 100/750 с 109 двигателем 6418/22 для работы по винтовой характеристике

4.3. Методика обработки результатов измерений

4.4. Обработка результатов экспериментальных исследований

4.4.1. Результаты эксперимента на двигателе 6418/

4.4.2. Результаты испытаний датчика кислорода ДК —

4.3.3. Изменение удельных выбросов N0* при изменении на- 117 грузки двигателя 6418/22, температуры и влажности окружающей среды

4.4.4. Изменение удельных выбросов N0* при изменении на- 121 грузки двигателя 6ЧН 16/22,

4.4.5. Натурные испытания

4.4.6. Оценка погрешности расчета выбросов N0* судового 123 4хтактного дизеля при упрощенных измерениях на борту судна Выводы по главе 126 Заключение и выводы 128 Список литературы 130 Приложение 1. Технические характеристики приборов для 142 измерения токсичности и дымности ОГ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ:

Основные параметры и единицы измерения:

ОГ — отработавшие газы;

КС - камера сгорания;

ВТЭ - водо-топливная эмульсия;

ВМТ - верхняя мертвая точка;

НМТ - нижняя мертвая точка;

СДВС - судовые двигатели внутреннего сгорания; ртс-среднее эффективное давление, Па;

Ре - эффективная мощность двигателя, кВт;

Р, - индикаторная мощность двигателя, кВт;

Ре„ - номинальная эффективная мощность двигателя, кВт; прошедших капитальный ремонт, г/(кВт-ч); е^ох - удельный выброс оксидов азота, г/(кВт-ч); е'ыох ~ удельный выброс оксидов азота , г/(кг топлива)', п - частота вращения коленчатого вала дизеля, мин1; п„ — номинальная частота вращения коленчатого вала дизеля, мин1;

Ртах - максимальное давление сгорания в цилиндре дизеля, Па;

Тщах - максимальная температура в цилиндре, К; рс - давление сжатия в цилиндре дизеля, Па;

Хртах - отношение количества теплоты выделившейся в кинетической фазе сгорания топлива к общему количеству теплоты выделившейся при сгорании топлива поданного в цилиндр; а, - суммарный коэффициент избытка воздуха при сгорании; а', - коэффициент избытка воздуха при сгорании;

Уэ - полный объем цилиндра, м3;

О - диаметр цилиндра двигателя, м;

Б - ход поршня двигателя, м;

Са1гдвиг - расход воздуха через двигатель, кг/с; pin, - плотность воздуха на впуске в двигатель после охладителя наддувочного воздуха, кг/м3; z - число цилиндров;

Фс - коэффициент наполнения;

Фпр- коэффициент продувки;

X - степень повышения давления;

L'o - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного кг топлива, кг/кг;

P¡ - индикаторная мощность, кВт; rj¡ - индикаторный КПД двигателя; В - расход топлива, кг/ч;

Qh - удельная низшая теплота сгорания топлива, кДж/(кг-К); x¡ - период задержки самовоспламенения, мс;

Kriip, Ktiíjl, К?.р, KkT, - коэффициенты влияния; 5 - относительное изменение параметра; А - абсолютное изменение параметра; а0 - начальное значение коэффициента избытка воздуха; Х0 - начальное значение степени повышения давления; Ткц - температура воздуха перед цилиндрами, К; ркц-давление воздуха перед цилиндрами, Па; Кг - коэффициент влияния средневесовой температуры газа; Gg - расход отработавших газов, кг/с; Tg - температура отработавших на выходе из цилиндра, К; Кц - обобщенный коэффициент влияния продувки; pg - давление отработавших газов на выходе из цилиндра, Па; П| - показатель политропы сжатия; ес - степень сжатия в двигателе; Пк - частота вращения вала компрессора, мин1; пкпр - частота вращения вала компрессора приведенная, мин1;

Оа;г - расход воздуха, кг/с; бай- к~РасхоД воздуха через компрессор, кг/с; Т0 - температура окружающей среды, К; р0 - давление окружающей среды, Па;

Ко-удельная газовая постоянная атмосферного воздуха,Дж/(кг-К);

7гк - степень повышения давления;

7гт - степень понижения давления в турбине; к - показатель политропы сжатия в компрессоре;

1ад.к - адиабатная работа в компрессоре, Дэ/с;

- мощность компрессора, кВт; N7 - мощность турбины, кВт; Т1К- КПД компрессора; т!Т- КПД турбины;

Птк - обороты вала турбокомпрессора, мин1; Г10Х - КПД охладителя наддувочного воздуха; Ь - удельная располагаемая энергия выпускных газов, Дж; кБ - показатель политропы расширения газов в турбине; удельная газовая постоянная отработавших газов, Дж/(кг-К); к|тр- коэффициент импульсности турбины;

- функция истечения газов через турбину; цРт - эффективное проходное сечение турбины;

Гт - радиус колеса турбины, м;

Сад - адиабатическая скорость, м/с; и - скорость газа в турбине, м/с;

С, - местное сопротивление;

Ис - число Рейнольдса;

Ое - условный эквивалентный диаметр для охладителя наддувочного воздуха, м; а)а!г- скорость потока воздуха в охладителе наддувочного воздуха, м/с;

- кинематическая вязкость воздуха, м2/с;

С\ - удельная массовая изохорная теплоемкость воздуха в точке С, кДж/(кг-К)\ С\— удельная массовая изохорная теплоемкость рабочего тела в точке Ъ, кДж/(кг-К)\

С'"у- удельная массовая изохорная теплоемкость рабочего тела в локальной зоне, кДж/(кг-К)\

Ьс - цикловая подача топлива, кг/цикл\

Тл.з. - температура в локальной зоне, К;

Ь*с - часть цикловой подачи сгорающей до точки Ъ, кг/цикл;

Мл.з - масса смеси в локальной зоне, кг\

Мсм - масса смеси в цилиндре, кг;

Яо2 - концентрация кислорода в долях;

- концентрация азота в долях;

Иэфф. - число эффективных соударений молекул Ог и N2; Т"- температура на входе в трубопровод охладителя, К; Т" - температура на выходе из трубопровода охладителя, К; Ь - длина трубопровода охладителя, м;

Р - площадь элемента трубопровода, через которую осуществляется передача теплоты, м2\

30ХЛ - диаметр трубопровода охладителя, м\ Основные индексы:

I - на входе в дизель без наддува или в агрегат наддува; g - отработавший газ на выходе из цилиндра, продукты сгорания; gl - отработавший газ на входе в турбину;

- отработавший газ на выходе из турбины; Ь - после агрегата наддува; с - в конце сжатия; ох - охладитель; кц - пред цилиндром. air- воздух; cool - охлаждающая жидкость

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Контроль удельных выбросов оксидов азота при упрощенных измерениях на борту судов внутреннего и смешанного (река-море) плавания»

Наблюдаемое в настоящее время ухудшение экологии воздушной среды, приводящее к ухудшению здоровья населения, приводит к необходимости ужесточения норм на токсичные выбросы, прежде всего от транспортных средств, в которых определенное место занимают судовые энергоустановки. В отличие от автомобильных транспортных средств, где процедуры контроля в известной степени получили развитие, - процедуры контроля и нормативная база для этой цели на отечественном речном и морском флоте находятся только в состоянии разработок. В связи с этим разработка упрощенного метода контроля удельных выбросов будет важным инструментом по определению и оценке удельных выбросов оксидов азота в отработавших газов судовых дизелей в условиях эксплуатации. Настоящая работа посвящена вопросу упрощенного контроля оксидов азота на борту судов внутреннего и смешанного река-море плавания, которые оснащены судовыми 4хтактными дизелями. Учитывая количество существующих дизелей мощностью свыше 55 кВт, установленных на судах, использование газоанализаторов на каждом судне невозможно, а контроль удельных выбросов оксидов азота между тем должен осуществляться в процессе эксплуатации периодически, в том числе при замене и ремонте деталей топливной аппаратуры, турбонаддува, установки системы рециркуляции и т.п.

Задачей работы - было разработать альтернативный метод оценки удельных выбросов на борту судна в условиях эксплуатации без использования сложных (дорогостоящих) газоанализаторов.

Настоящая работа посвящена контролю главных и наиболее опасных выбросов - оксидам азота (ЫОх).

ГЛАВА 1. ОБЗОР НОРМ И ТРЕБОВАНИЙ К КОНТРОЛЮ ТОКСИЧНЫХ ВЫБРОСОВ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ, СПОСОБОВ ИХ СНИЖЕНИЯ, СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЙ И РАСЧЕТОВ Шх. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. ОБЗОР СПОСОБОВ СНИЖЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ

В основе разработки требований к контролю токсичных выбросов отработавших газов судовых дизелей лежит характер их воздействия на человека и окружающую среду. Углеводороды (НС) и оксиды азота (N0*) приводят к образованию озона, который разрушает дыхательную систему и приводит к воспалению легких. Когда температура и уровни солнечного света являются высокими, а состояние воздуха — застойным, то интенсивные химические реакции в которых участвуют N0* и НС ведут к накоплению озона.

Озон может распространяться от источников загрязнений на сотни километров против ветра.

Краткосрочные увеличения концентрации озона (1-3 часа) приводят к увеличению числа госпитализации людей в этих районах. Повторные воздействия озона могут ухудшить существующие болезни у человека, например, астмы. Возможны необратимые изменения в структуре легких и появление хронических болезней таких как бронхит. Озон неблагоприятно воздействует на урожайность, растительность и на рост леса, а также на долговечность материалов. Растения становятся более восприимчивыми к болезням. Озон приводит к повреждению листвы, травы, зерновых культур.

Длительные воздействия озона даже при концентрации менее 0,12 - 0,08 ррш также вредны для окружающей среды.

Другим отрицательным воздействием оксидов азота на окружающую среду является насыщение азотистыми соединениями почвы и воды (эутрофи-скация).

В число токсичных составляющих выхлопа дизелей входит угарный газ (СО). Угарный газ (оксид углерода СОг) попадает в кровь через легкие и уменьшает поставку кислорода к органам тела и тканям. Угроза здоровью является наиболее серьезной для тех, кто страдает от сердечно-сосудистых заболеI ваний и заболеваний органов дыхания, особенно ангиной.

Основные компоненты токсичных выбросов отработавших газов (ОГ) дизелей водного транспорта по химическому составу являются такими же, как и для других видов транспорта: оксиды азота N0*, окись углерода СО, углеводороды НС и твердые частицы. Для судовых дизелей морского транспорта, работающих на тяжелых сортах топлива, содержащих серу, дополнительно к числу наиболее токсичных компонентов, кроме ЫОх, также относится двуокись серы БОг- В отличие от автомобильного транспорта, оснащенного высокооборотными двигателями, на водном транспорте используются в основном средне- и маI I лооборотные дизели с частотой вращения п<750 мин" . Эти дизели работают большую часть времени в установившихся режимах, характер режимов работы и большие размеры камер сгорания, большие значения воздухо-топливного отношения позволяют обеспечить полное сгорание топлива, т.е. минимизировать содержание: НС, СО и твердых частиц. Однако высокие температуры и наличие избытка кислорода приводят к появлению оксида азота, ущерб от которого на порядок выше, чем от СО и НС. В табл. 1.1 показан состав вредных выбросов в отработавших газах дизеля.

Таблица 1.1

Состав вредных выбросов ОГ дизелей [77]

Составляющие Количеств. Класс ПДК ПДК ПДК

ОГ Содержан. в Опас- мг/м3 мг/м3 мг/м3

ОГ ности в рабочей максим. среднезоне разовая суточная

Окись углерода, % 0.01-0.5 4 20 3 1

Окислы азота (в пе- 0.005-0.5 2 5 0.085 0.085 ре- счете на N0), %

Углеводороды 0.001-0.07 2-4 5-300 1.4-200 1-2.5 в пересчет на ме-

Составляющие Количеств. Класс пдк пдк пдк

ОГ Содержан. в Опас- мг/м3 мг/м3 мг/м3

ОГ ности в рабочей максим. среднезоне разовая суточная тан), %

Альдегиды 1-10 2-3 0.2-5 0.01-3 0.01-5 в пересчете на С3, Н4, 02), мг/м3

Формальдегиды, % 0.002 3 0.5 0.035 0.003

Акролеин, % 0.0001 2 0.2 0.03 0.03

Бенз(а)пирен, мг/м 0.5-1 1 0.00015 - 1-10

Сажа, г/м3 0.01-1 3 4 0.15 0.05

Количественный состав вредных выбросов с отработавшими газами дизелей различного назначения, в том числе и судовых, характеризуется данными, приведенными в табл. 1.2, в которой учтены класс опасности компонента и значения предельно допустимых концентраций вредных веществ.

Таблица 1.2

Показатель относительной опасности компонента ОГ 4

Составляющие ОГ Коэффициент, учитывающий характер рассеивания Вещества, Г Показатель относительной опасности вещества, А,-, усл. Тонна/тонна топлива

Окись углерода 0.5 1

Окислы азота (в переСчете на N02,) 0.5 41.1

Углеводороды (в пересчет на метан) 0.5 3.1

Составляющие ОГ Коэффициент, учитывающий характер рассеивания Вещества, Г Показатель относительной опасности вещества, А,-, усл. Тонна/тонна топлива

Сернистый газ 0.5 16

Бенз(а)пирен 0.5 12.5-105

Сажа без примесей 2 41.5

Как видно из таблицы 1.2 наиболее опасным компонентом в отработавших газах является выбросы N0*, а так же Бенз(а)пирен.

Ниже представлена таблица с данными Ллойда [91] по нормированию некоторых компонентов в отработавших газах для малооборотных и среднеоборотных дизелей в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.

Таблица 1.3

Нормируемые удельные выбросы от дизелей с различной частотой вращения по данным Ллойда

Компоненты Кг/тонну топлива

Малая частота вращения Средняя частота вращения Высокая частота вращения шх 87 72 57

СО 7,4

СН4 0,3

Ы20 0,08

Из табл. 1.3 следует, что одним из главных токсичных компонентов ОГ судового дизеля являются оксиды азота. Снижение частоты вращения дизелей приводит, как правило, с одной стороны, к увеличению форсировки двигателей и росту температуры и давления в камере сгорания (КС), с другой - к возрастанию времени на образование оксидов азота и к увеличению их количества. Поэтому допустимое количество N0* для дизелей с частотой вращения п=85 мин"1 имеет верхний предел значения NOx выше, чем для дизелей со средней частотой вращения (п=750 мин"1). С увеличением частоты вращения дизелей до 2000 мин'1 предельное значение NOx еще более снижается.

Известно, что оксиды азота образуются в зонах КС с высокой температурой, имеющей место в фазе кинетического и диффузионного сгорания. Наиболее высокая температура возникает в локальных зонах при кинетическом горении, когда вероятность возникновения этих зон наиболее высокая. Поэтому с ростом жесткости процесса наблюдается повышенная концентрация оксидов азота в ОГ дизеля. В камерах сгорания высокооборотных автомобильных дизелей локальные зоны размываются усиленным вихреобразованием и существуют в течении меньшего периода, а нехватка кислорода в локальных зонах, особенно в переходных режимах, выводит на первое место по вредности токсичные составляющие: СН и СО [66].

В настоящее время большое число ученых разрабатывают способы снижения вредных выбросов, Патрахальцев H.H., Махов В.А., Голубков JI.H., Ха-чиян A.C., Иванченко В.А., Новиков Л.А., Пунда A.C., Кавтарадзе Р.З., Смай-лис В.И., Звонов В.А., Лебедев О.Н., а так же кафедра СЭУ и А МГА водного транспорта. Среди последних работ в этом направлении следует отметить:-впрыскивание воды и пара в цилиндры двигателя, установка фильтров - нейтрализаторов, применение систем рециркуляции, использование водотопливной эмульсии, повышение степени сжатия (ес) при pmax=const, а так же установка и использование двигателей с форкамерным смесеобразованием, повышение давления впрыскивания топлива при одновременном уменьшении угла опережения его подачи топлива фоп в цилиндр, позволяющие уменьшить количество топлива, сгорающего в кинетической фазе.

Например, в трудах [53] показан уровень изменения выбросов оксидов азота при добавлении воды в цилиндры дизеля и при увлажнении воздуха поступающего в двигатель (рис. 1.1). о 1 0 2 0 3 0 0 1.0 2,0 3,0 степень увлажнения рабочего тела, кг Н20/кг топл. степень увлажнения рабочего тела, кг Н20/кг топл. а) б)

Рис. I. I. Изменение выбросов N0* мри увеличении степени увлажнения рабочего тела: а) расчет на ЭВМ (дизель МАК 6М43); б) опытные данные по среднеоборотным дизелям.

Общим эффектом перечисленных способов, воздействующих на процесс сгорания в цилиндре, является снижение температуры Тл.3. в локальных зонах камеры сгорания, коэффициента избытка воздуха а', за фронтом пламени, где происходит образование N0*, и уменьшение концентрации кислорода в цилиндре, например, при рециркуляции отработавших газов. Однако ряд из этих методов требует значительных затрат на доработку конструкции дизелей и усложняет их эксплуатацию. На сегодняшний день ряд судовых дизелей не отвечает существующим требованиям по нормам выбросов N0*, причем в условиях эксплуатации выбросы оксидов азота могут изменяться, что обостряет необходимость осуществления их систематического контроля.

Важным элементом является оценка экономической целесообразности внедрения устройств для снижения оксидов азота ниже установленных норм, так как обычно все средства, которые используются для снижения токсичности, приводят к увеличению расхода топлива. Поэтому для достижения соответствия норм токсичных выбросов необходимо руководствоваться экономической целесообразностью. 4 У

Заключение диссертации по теме «Эксплуатация водного транспорта, судовождение», Амбросов, Дмитрий Борисович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ !

1. Для улучшения экологии воздушной среды в настоящее время ужесточаются нормы на вредные выбросы отработавших газов судовых дизелей. Повышаются требования к контролю вредных выбросов судовыми дизелями. Разрабатываются методы контроля вредных выбросов на борту судна. Методы предусматривают применение дорогостоящих газоанализаторов, которые, учитывая большое количество судовых двигателей мощностью более 55 кВт, нецелесообразно иметь на каждом судне. Нормативные документы предусматривают возможность1 разработки альтернативных методов оценки токсичных выбросов оксидов азота СДВС.

2. Разработан метод оценки изменения удельных выбросов N0* судовых дизелей с наддувом и без наддува при небольших отклонениях параметров окружающей среды или топливной аппаратуры, или системы наддува от стандартных. Метод разработан на основе совместного использования метода малых отклонений параметров турбопоршневого двигателя проф., д.т.н. Р.М. Васильева - Южина, и метода проф., д.т.н. В.И. Толшина оценки изменения удельных выбросов по параметрам рабочего процесса. Проведенные расчеты показали, что погрешность оценки концентрации N0* по отношению к экспериментальным данным, при изменениях' в условиях эксплуатации в пределах 10-15%, составляет не более 1-1,5%.

3. Исследовано влияние КПД охладителя наддувочного воздуха дизеля с турбонаддувом на удельные выбросы оксидов азота.

4. По результатам газового анализа получены данные по зависимости изменения коэффициента наполнения и показателя политропы сжатия дизеля без наддува (типа 6418/22) от режима работы.

5. Метод разработан для 4хтактных судовых дизелей с неразделенной формой камеры сгорания. Метод по определению выбросов N0* по ,'параметрам рабочего процесса, дополнен зависимостью С] в формуле определяющий концентрацию N0* от частоты вращения вала дизеля.

Это позволяет приближенно определить концентрацию N0* для дизелей, у которых отсутствуют данные по выбросам N0*.

6. В качестве режима для упрощенных измерений пропульсивных двигателей I на борту судна, предлагается принять режим 75% от номинальной нагрузки при п = 91% от номинальных чисел оборотов. Предлагаемый метод расчета может быть использован в случае отклонения параметров окружающей среды и мощности от стандартных условий.

7. Погрешность расчета относительного изменения е'мох по упрощенной формуле (е'мох = А(Хртах)) (г/(кг топлива)) составляет не более 1,5% при условии предварительной сверки параметров дизеля для соответствующих условий испытаний.

8. Разработанные метод расчета и метод экспериментальных измерений на борту судна без применения дорогостоящих газоанализаторов могут найти применение в организациях, контролирующих техническое состояние судовых дизелей, а так же при совершенствовании параметров систем наддува и топливной аппаратуры в целях снижения выбросов оксидов азота при высокой экономичности дизеля.

9. Предложены алгоритм й программа расчета величины ек0х или е'мох Для автоматизированного способа оценки удельных выбросов в условиях упрощенных измерений на борту судна.

Ю.При испытаниях на борту судна для определения концентрации О2 а ОГ с I последующим определением коэффициента избытка воздуха рекомендуется использовать дооборудованный для применения в судовых условиях датчик кислорода (например ДК-21 стоимостью 1500 рублей).

11.Для проведения вычислений по определению концентраций или удельных выбросов ЫОх, рекомендуется использовать на борту судна программируемый микрокалькулятор (стоимостью 1500-2000 рублей) с программой, разработанной в МГА водного транспорта.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Амбросов, Дмитрий Борисович, 2004 год

1. Амбросов Д. Б. Экспериментальные исследования влияния температуры окружающей среды на выбросы ЫОх двигателя 6418/22 (ДГР 100/750). / Сб. науч. тр. кафедры СЭУ и А МГА ВТ. -М.: МГА ВТ, 2002, - с.69 -71. 1

2. Андреевский Н. А. Топливоподающие системы корабельных двигателей внутреннего сгорания. -Л.: Наука, 1957. -156с.

3. Аннотированный справочник методик выполнения измерений концентрации загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий. Санкт -Петербург: НИИ Атмосфера, 2002.

4. Астахов И. В. Голубков Л. Н. и др. Топливные системы и экономичность дизелей. -М.: Машиностроение, 1990. -203с.

5. Банков Б. П. Бордуков В. Г. Иванов П. В. Дейц Р. С. Турбокомпрессоры для наддува дизелей. -Л.: Машиностроение, 1975.-210с.

6. Барский А. А. Изменение параметров турбокомпрессоров по режимам. //Двигателестроение. 1986.-№10.-С.28-30.-188Ы 02021633.

7. Большаков В. Ф. Фомин Ю. Я. Павленко В. И. Эксплуатация судовых среднеоборотных дизелей. -М.: Транспорт, 1982. -203с.

8. Бордуков В.Т. Нормы эмиссии Евросоюза // Двигателестроение. 2003, №1, с. 38-39. 1

9. Брук М. А. и др. Работа дизелей в нестационарных условиях. -Л.: Машиностроение, 1981. -320с.

10. Брук М. А. Рихтер А. А. Режимы работы судовых дизелей. -Л.: Судпромгиз, 1963. -235с.

11. Ваншейдт В.А., Иванченко H.H., Коллеров JI.K. Дизели справочник —JI.: Изд-во Машиностроение, 1977, 479 е.: ил.

12. Васильев Б. В. Техническая эксплуатация судов речного флота. -М.: Транспорт, 1976. -301с.

13. Васильев-Южин Р. М. Работа судового дизеля в неспи-цификационных условиях. -JI.: Судостроение, 1967. -231с.

14. Васильев-Южин Р. М. Корабельные двигатели внутреннего сгорания. -JI.: Судостроение, 1975. -332с.

15. Водный кодекс РФ. -М.: Изд-во стандартов, -1996г. -150с.:ил. (Экологические требования). УДК 534.624.21. Группа Т38.

16. Войткунский Я. И. Першиц Р. Я. Титов И. А. Справочник по теории корабля. -JI.: Судостроение, 1973. -5 Юс.

17. Гладков О. А., Лерман Е. Ю. Создание малотоксичных речных судов. -Л.: Судостроение, 1990. -103с.

18. Горбунов В.В., Патрахальцев H.H. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. -М: изд. РУДН, 1998.

19. Иващепко H.A., Кавтарадзе Р.З. Многозонные модели рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания: Учеб. пособиепо курсу "Теория рабочих процессов ДВС" /МГТУ им. Н. Э. Баумана. — М.: Изд-во МГТУ, 1997. — 57 е.: ил.

20. Захаренко Б. А. Режимы работы ДВС. -Л.:Наука, 1973.210с.

21. Звонов В. А. Токсичность ДВС. -М.:Машиностр., 1981.205с.

22. Звонов В.А., Дядин А.П. Метрологические аспекты измерения дымности автомобилей с дизелями. Луганск, Москва, 1997 г.

23. Звонов В. А., Фурса Н. П. и др. Влияние параметров впускного воздуха и противодавления выхлопу на состав ОГ дизеля. // Сб. науч. тр. ХГУ. -Харьков, 1974. С.27-37.

24. Камкин С. В., Возницкий И. В., Шмелев В. П. Эксплуатация судовых дизелей. -М.: Транспорт, 1990. 248с.

25. Канталинский В. П. Режимы работы и регулирование га-зо-турбонагнетателей судовых дизелей. -Калининград: Наука, 1991. -123с.

26. Костин A.K. Пугачев Б.П. Кочинев Ю.Ю. Работа дизелей в условиях эксплуатации. -JI.: Машиностроение, 1989. -200с.

27. Костин А. К. Влияние режимов работы на показатели двигателей внутреннего сгорания. -Л.:Наука, 1984. -130с.

28. Костин А.К. Эксплуатационные режимы транспортных дизелей. -Алма-Ата: Наука, 1988. -152с. j

29. Крепе Л. И. Ванштейн Г. Я. Математическая модель работы автотракторного дизеля с наддувом при неустановившейся нагрузке. // Двигателестроение. 1982.-№12.-С.23-26.

30. Лебедев C.B. Формирование рационального поля технических характеристик дизелей унифицированного размера // Двигате-лестроение.2002, №3, с. 27-28,42

31. Лебедев О.Н., Сомов В.А., Калашников С.А Двигатели внутреннего сгорания речных судов: Учеб. для вузов. М.: Транспорт, 1990,398с. |

32. Лойцанский Л.Г. Механика жидкости и газа. -М.: Наука, 1978.-583с.

33. Марков В.А., К и ело в В.Г., Хватов В.А. Характеристики топливоподачи транспортных дизелей. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 296 с.I

34. Марков В.А., Баширов P.M. и др. Токсичность отработавших газов дизелей. -Уфа: Изд — во БГАУ, 2000, -144 с.

35. Марков В.А. Михальский JI. П. Шатров В. И. Исследование топливного насоса высокого давления с регулированием угла опережения впрыскивания топлива на одноцилиндровой установке семейства КамАЗ. // Известия вузов. -М.:Машиностр., 1996. -№10 -С. 12-20.

36. Метод расчета выбросов вредных веществ в морских портах. -М: Союзморниипроект, 1986. •

37. Методические указания по оборудованию мест отбора проб при экоаналитическом контроле промышленных выбросов в атмосферу. -Санкт-Петербург: 1999 г., НИИ охраны атмосферного воздуха. I

38. Методическое пособие по расчёту, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. С. Петербург: НИИ Атмосфера, - 2002.

39. Новиков JI.A. Основные направления создания малотоксичных транспортных двигателей // Двигателестроение. 2002, №2, с. 23 -27, №3, с.32 34.

40. Организация и проведение экологического контроля на судах. Методическое пособие. Санкт-Петербург: 2001. Разработано центром обеспечения экологического контроля.

41. Повышение надежности работы судового дизеля и моделирование судового пропульсивного комплекса. Отчет о НИР/ Моск. гос. академ. водного транспорта; Руководитель В.И. Толшин; Отв.Iисполн. Якунчиков В В., Амбросов Д.Б., Зябров В.А. и др. !

42. Пономарев H.A. и др. Энергетические установки речных судов: Учебник для вузов. -М.: Транспорт, 1978. -206с.

43. Портнов Д.А. Быстроходные турбопоршневые двигатели с воспламенением от сжатия. Машгиз, 1963.

44. Постановление правительства РФ от 6.02.2002 №83 «О проведении регулярных проверок транспортных и иных передвижных средств на соответствие техническим нормативам выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух».

45. Пунда А. С. Расчет индикаторной диаграммы судового дизеля и эмиссии окислов азота с отработавшими газами. Санкт-Петербург, 2000.

46. Руководство по техническому надзору за выбросами NOx при изготовлении главных и вспомогательных судовых дизелей (Часть I). Российский Морской Регистр Судоходства.- Санкт-Петербург, 1998.

47. Руководство по техническому надзору за выбросами NOx при освидетельствованиях судов (Часть II). Российский Морской Регистр Судоходства. Санкт-Петербург, - 1998.

48. Руководство по теплотехническому контролю серийных теплоходов: Справочник. -М.: Транспорт, 1979. -300с.

49. Руководство по техническому надзору за предотвращением загрязнения атмосферы с судов. Российский Морской Ре!гистр Судоходства. Санкт-Петербург, 1998.

50. Свстозарова Г.И. Сигитов Е.В. Козловский А.В. Практикум по программированию. -М.: Наука, 1980. -320с.

51. Сигар А. В. Теория корабельных двигателей внутреннего сгорания:Учебник для высших морских училищ. -Л.:Техн., 1978. -240с.

52. Смайлнс В.И.Малотоксичные дизели.-Л.:Машин., 1972.200с.

53. Стефановский Б.С., Скобцов Е.А., Кореи Е.К. и др. Испытания двигателей внутреннего сгорания. -М.:Машиностр., 1972. — 368с.I

54. Справочник по алгоритмам и программам на языке БЕЙСИК для ПЭВМ, под ред. Дьяконова В.П. -М.: Наука, 1987.-220с.

55. Толшин В.И. Оценка характера изменения концентрации N0* при рециркуляции отработавших газов // Двигателестроение 2002, №1, с.32.

56. Толшин В.И. Приближенная оценка концентрации оксидов азота в отработавших газах (ОГ) судового 4-х тактного дизеля // Двигателестроение. 2003, №2, Приложение 1, с. 5-6. :

57. Толшин В.И. Форсированные дизели. Переходные режимы. Регулирование. М.: Машиностроение, 1995. -200с.

58. Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Методы контроля выбросовI

59. Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Оперативные методы определения удельных выбросов оксидов азота в выпускных газах дизелей судов смешанного (река-море) и внутреннего плавания. // Мир транспорта, 2004, -№ 1.

60. Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Снижение токсичных выбросов отработавших газов двигателя 6418/22 (ДГР 100/750) путем изменения давления в системе гидрозапора. / Сб. науч. тр. кафедры СЭУ и А МГА ВТ. -М.: МГА ВТ, 2002, - с.ЗЗ - 38.

61. Толшин В.И., Амбросов Д.Б. Способ оценки концентрации оксидов азота в отработавших газах судовых четырехтактных дизелей в условиях эксплуатации // Двигателестроение, -2004, -№ 1.

62. Толшин В.И., Кирпиченков С.В. Регулирование рециркуляции отработавших газов судового среднеоборотного дизеля II Двигателестроение. 2002, №3, с. 36-38.

63. Толшин В.И. Лыопг Л. В. Якунчиков В. В. Исследование показателей судового дизеля с турбонаддувом портового буксира: Тезисы доклада. // Сб. науч. тр. МГТУ. -М., 1994. -Вып. 180. -С.35-37.

64. Толшин В.И., Якунчиков В.В. Режимы работы и токсичные выбросы отработавших газов судовых дизелей. -М.:МГАВТ, -1999.

65. Теория двигателей внутреннего сгорания. Под ред. Н.Х. Дьяченко. -Л.: Машиностроение, 1974. -552с.

66. Унгефук А. В. Снижение вредных выбросов автотракторных дизелей за счет восстановления их технического состояния: Автореферат диссертации на соискание уч. степень кандидата тех. наук. -Барнаул, 1996. -25с.

67. Фирма «Интеграл» природоохранная деятельность, сборник информационных материалов. С. -Петербург, 2000, с. 9.

68. Фомин В. М. Совершенствование экологических и то|т-ливно-экономических показателей дизеля воздействием на реакционно-кинетический механизм рабочего цикла: Автореферат диссертации на соискание уч. степ, доктора техн. наук. -М., 1996. -32с.

69. Фомин Ю.Я. Горбань А.И. Добровольский В.В. и др. Судовые двигатели внутреннего сгорания. -Л.Судостроение, 1989. -343с.

70. Хачиян А. С. Гальговский В. Р. Никитин С. Е. Доводка рабочего процесса автомобильных дизелей. -М.:Машиностр. 1978.-220с. ,

71. Шегорин О. И., Пугачев Г. Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. -М.: Транспорт, 1985. -120с.

72. Эпштейн А. С. Переменные режимы работы двигателей с газотурбинным наддувом. -М.: Машиностроение, 1962. 200с.

73. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС (алгоритмы прикладных программ). Под ред. Петриченко P.M. -Л.: Машиностроение, 1990. -327с.

74. Якунчиков В.В. Снижение вредных выбросов судового дизеля в переходных режимах // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МГА водного транспорта, - 1997.

75. Banisoleiman К. Smith L.A. Bazazi Z. Mathieson N. Simulation of Diesel Engine Performance. / Transit Marine. London. -1993.-Vol.105-p.199-223. . j

76. CIMAC, Ehaust Emission Measurement. / Recomendations for Reciprocating Engines and Gas Turbines./MARINE LOG.-1991.-№12.-53p.

77. Lloyd's Register Marine Exhaust Emissions Research Programme: Phase II Transient Emission Trials. Lloyd's Register Engineering Services, London, 1993.

78. Low engine Fuel Consumption and Low NOx Emission: Incompatible Opposites? Prof. Dr. Wolfram Lausoh, V.Dietl, W.Fleischer. / Wartsila Diesel Group. Marine News. -№12. -1994. -p.35-40.

79. Exhaust gas emissions from international marine transport. Norwegian Maritime Technology Research Institute, Marintek, Trondheim, 1990.

80. Practical implication of NOx exhaust emission regulation enforcement. / MEER, -nov 1994. -p.33-35.

81. Robert Bosch GmbH, 1996 2000. MER: Practical implication of NOx exhaust emission regulation enforcement. Пер. // За рулем, 1994, -№10.

82. Stefan Gros Marine emission legislation./ Wartsila Diesel Group. Marine News. -№ 1.-1994. -p. 37-43.

83. International Convention for Prevention of Pollution From Ships, 1973, as modified by the protocol of 1978. MARPOL 73/78, book III. пер. Санкт-Петербург: ЗАО ЦНИИМФ, 1998.

84. IMO Working Group / EE/WG 2/4 -12.31.1994. -20-40p.

85. ISO Standart 8178. / Standarts. -1990. -55p.

86. Wright A.A. Marine Diesel Particulate Emissions, IME, London, 20 may 1997.