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(jī)環(huán)保性能的最有效、最直接的方式。近年來(lái)，世界先進(jìn)柴油機(jī)廠商正在致力于開(kāi)發(fā)能使用清潔、低污染替代燃料的船用柴油機(jī)來(lái)替代傳統(tǒng)柴油機(jī)，直接從源頭上降低柴油機(jī)有害物質(zhì)的排放水平。從當(dāng)前技術(shù)水平來(lái)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(jī)的替代燃料。

1．氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)

氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)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(kāi)發(fā)出大功率環(huán)保天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)；該發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)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(dòng)力。該發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(dá)97%，達(dá)到當(dāng)前世界柴油機(jī)的最低排放水平。天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)使現(xiàn)代重工擁有了技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)代重工將于2011年年初大批生產(chǎn)該型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。

2．雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)

雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)在保持原發(fā)動(dòng)機(jī)高效率的同時(shí)，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(jìn)柴油機(jī)廠商加大了對(duì)其開(kāi)發(fā)的力度。MAN柴油機(jī)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(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)是MAN柴油機(jī)公司的7L16/24型發(fā)動(dòng)機(jī)的變體，在不影響發(fā)動(dòng)機(jī)基本設(shè)計(jì)和降低發(fā)動(dòng)機(jī)高效燃燒過(guò)程的前提下，該發(fā)動(dòng)機(jī)能夠控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)運(yùn)行的可靠性。在該發(fā)動(dòng)機(jī)中，LPG替代了大約20％的普通液體燃料，LPG經(jīng)過(guò)冷卻器后混入增壓空氣中。LPG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)：將天然氣-空氣混合物的濃度保持在爆炸水平以下；在氣門(mén)重疊期進(jìn)氣閥和出氣閥同時(shí)打開(kāi)的情況下，僅有少量未燃燒的LPG會(huì)排放到空氣中；能夠限制發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。該發(fā)動(dòng)機(jī)僅在低工況下才能使用LPG燃料，其工況水平一般在發(fā)動(dòng)機(jī)最大額定負(fù)載量的30％-70％。在該發(fā)動(dòng)機(jī)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(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)中的天然氣的數(shù)量，也能與船舶監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)進(jìn)行可靠的信息傳遞，從而決定該發(fā)動(dòng)機(jī)何時(shí)使用LPG燃料。經(jīng)過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)所有部件的原型實(shí)驗(yàn)的認(rèn)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(dòng)機(jī)中使用。

3．生物燃料發(fā)動(dòng)機(jī)

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

三井造船與Dynamotive能源系統(tǒng)公司（Dynamotive Energy Systems）正考慮合作開(kāi)發(fā)使用生物燃料的低速機(jī)。2009年，這兩家公司進(jìn)行了最初的試驗(yàn)，集中測(cè)試了發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)生物燃油的適用性。這兩家公司預(yù)計(jì)在2010年完成以下工作：在三井造船的生產(chǎn)設(shè)備上測(cè)試并評(píng)價(jià)Dynamotive能源系統(tǒng)公司將生物燃油作為低速機(jī)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(duì)該生物燃料發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，然后在船舶上進(jìn)行測(cè)試。

此外，在生物柴油應(yīng)用方面，已開(kāi)發(fā)出可燃燒混合型生物柴油的柴油機(jī)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(jī)有效降低二氧化碳的排放量。

開(kāi)發(fā)尾氣處理系統(tǒng) 減少有害氣體排放

在不改變柴油機(jī)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(jìn)柴油機(jī)廠商正積極開(kāi)發(fā)柴油機(jī)尾氣處理系統(tǒng)。瓦錫蘭集團(tuán)已成功開(kāi)發(fā)出船用硫氧化物洗滌器，并獲得了挪威船級(jí)社和德國(guó)勞氏船級(jí)社頒發(fā)的硫排放控制區(qū)符合性認(rèn)證。這是第一個(gè)獲得船級(jí)社認(rèn)證的硫氧化物洗滌系統(tǒng)。該測(cè)試洗滌器安裝在芬蘭船東Neste Oil Shipping公司的成品油船“MS Suula”號(hào)上，用來(lái)清除該船所安裝的瓦錫蘭20型輔機(jī)排放的硫氧化物。認(rèn)證活動(dòng)測(cè)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(dòng)機(jī)尾氣中99％的硫氧化物；同時(shí)氮氧化物的去除率也可達(dá)到3%-7%，煙塵的去除率可達(dá)30%-60％。

此外，針對(duì)柴油機(jī)工作時(shí)劇烈振動(dòng)容易產(chǎn)生較大噪聲的缺點(diǎn)，世界先進(jìn)柴油機(jī)廠商還在改進(jìn)柴油機(jī)振動(dòng)控制技術(shù)方面進(jìn)行了探索。為減少柴油機(jī)的振動(dòng)，提高其環(huán)保性能，斗山發(fā)動(dòng)機(jī)公司成功開(kāi)發(fā)出型號(hào)為DOOSAN-MAN 7S80ME-C的低振動(dòng)環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的振動(dòng)控制性能，是世界上振動(dòng)率最低的發(fā)動(dòng)機(jī)。與現(xiàn)有的船用柴油機(jī)相比，該柴油機(jī)能減少超過(guò)50%的振動(dòng)；除大幅度減少振動(dòng)外，其氮氧化物的排放量也減少了16％。

來(lái)源：中國(guó)船舶設(shè)備網(wǎng)