The recirculate exhaust gases cooling method of the marine low-speed engine by the aerothermopressor

Анотація

Існує цілий ряд способів і методів зниження викидів шкідливих газів на сучасних суднах. Одним з найбільш ефективних способів зниження викидів оксидів NOx і SOх є використання рециркуляції відхідних газів (EGR-технологія). Недоліком системи рециркуляції відхідних газів є збільшення протитиску через додаткові втрати тиску в скрубері та теплообміннику-охолоджувачі, що впливає на погіршення паливної економічності двигуна. Створення надійного і ефективного теплообмінника для охолодження рециркуляційних газів являє собою складну задачу через відкладення і забруднення, що виділяються цими газами. В представленій роботі проаналізовано ефективність застосування струминного апарату - аеротермопресора в схемі з рециркуляцією відхідних газів для суднового малообертового двотактного двигуна. Аеротермопресор – це двофазний струминний апарат для контактного дисперсного охолодження, в якому за рахунок відведення теплоти від газового потоку відбувається підвищення тиску газу та його охолодження. Розрахунок характеристик двигуна проводився, як на номінальному, так і на експлуатаційному режимах і у всьому можливому діапазоні часткових навантажень. Встановлення аеротермопресора пропонується перед скрубером, що дозволяє зменшити його теплове навантаження. Підвищення тиску в аеротермопресорі на 0,2–0,4 ∙ 10⁵ Па (6–12 %) дозволяє зменшити протитиск в системі газовихлопу, а відтак, і зменшити навантаження на вентилятор системи рециркуляції відхідних газів, причому в холодній зоні при навантаженні на двигун вище 75 % застосування вентилятора не потрібно, що додатково дозволяє зменшити питому витрату палива. Параметри відхідних газів, які йдуть на рециркуляцію та процеси їх газодинамічного охолодження в аеротермопресорі розраховували за розробленою методикою та програмою з використанням рівнянь термодинаміки та газодинаміки потоку. Запропоноване схемно-конструктивне рішення дозволяє при високій екологічності застосування існуючої системи рециркуляції відхідних газів забезпечити певне зменшення питомої витрати палива. Визначено, що зменшення питомої витрати палива двигуном при застосуванні аеротермопресора складає 2,5–3,0 г/(кВт·год) (1,5–1,7 %).