柴油發電機具有高熱效率、大容量等特點,有著良好的經濟性和可靠性,在工程機械領域得到了廣泛的應用。如柴發機組、柴油發電機、推土機等都是以柴油發電機作為動力。雖然柴油發電機具有許多特征,但是其所排放的尾氣中有害成分也較多。
柴發機組燃料混合氣的形成是在柴油發電機燃燒室內進行的,柴油發電機高壓噴入燃燒室,壓縮著火后進行邊噴邊燃燒的擴散燃燒程序。這種工作程序,決定了柴油與空氣的混合是不均勻的,不可預防地存在局部缺氧或局部富氧的情形。而富余的空氣在高溫功能下容易產生C02、CO、HC(碳氫化合物)、PM(粒子物質)等等廢氣排放物質。本篇康明斯發電機公司來一起認識下柴油發電機廢氣排放物質的種類以及廢氣排放物質產生的緣由和危害。
1、C02(二氧化碳),燃燒含碳元素的物質而產生的。進入21世紀以來,隨著石油等化石燃料的大量消耗和作為吸收源的熱帶雨林被大量砍伐等大氣中的C02含量得到了飛速延長。C02造成地球轉暖,即所謂的溫室效應。相對于柴油機來說,柴油發電機燃油消耗量小,所排出的C02也相對較少。
2、CO(一氧化碳),廢氣排放限制對象。co是燃料在氧分不足的狀態下不完全燃燒而發生的。co排放量的約90%被認為是來自發電機組,在各種排放的氣體中,co的排放是較早被作為限制對象的。該氣體被人吸入后,會發生溶血反應致使中毒。但柴油發電機和柴油機相比,燃燒較為充分,于是co的發生量非常少。
3、HC(碳氫化合物),廢氣排放限制對象。HC是氫和碳組成的化合物質的總稱。這也是光化學煙霧的形成原因,根據種類不同會對呼吸裝置發生危害。
4、PM(粒子物質),廢氣排放限制對象。PM是從柴油發電機中排放出來的顆粒狀物質的總稱,具體是炭煙。它是由燃燒后剩下的燃料和潤滑油成分、輕油燃料中的硫磺燃燒后生成的成分所組成的。
5、NOX(氮氧化物),廢氣排放限制對象。NOX是NO、N02、N20、N202等各種化合物的總稱,是由發燙下氮分子和氧分子結合發生的。不只是發電機組,香煙和火爐等也會產生NOx,。燃燒溫度越高越容易發生NOx,因此在柴油發電機規劃中必須考慮適當降低燃燒溫度。(2)廢氣排放物質發生的因由
1、C02。C02是石油化工燃料燃燒發生的。排放量根據燃燒時的燃料消耗多少成比例增加。柴油發電機的排放量較少,柴油機的排放量相對較多。柴油發電機在發電機組用的內燃機中熱效率過高,燃料消耗率小。而柴油機和柴油發電機相比,熱效率差,故而,燃料消耗率大,因此C02排放量較多。
2、CO/HC。co是氧分不足不完全燃燒時發生的。柴油發電機的排放量極少,柴油機的排放量多。原由是柴油發電機是在相對燃料空氣量充分的狀態下燃燒的。HC和co一樣,是在燃燒時因燃料燃燒所需的空氣不足而發生的。當然、相比柴油發電機,柴油機的排放量更多。
3、NOx/PM(粒子狀物質/炭煙)。NOx是在發燙完全燃燒狀態下生成的。和之前所說的三種物質不一樣,NOx在柴油發電機中的排放量多,而在柴油機的排放量較少。因由是柴油發電機不用點火裝置,通常將燃燒階段分為著火延遲期、預混合燃燒期、速燃燒期和后燃燒期四個階段。其中預混合燃燒期因為爆發性燃燒產生高熱,汽缸內的溫度急速上升。這時會發生NOx,且溫度越高反應越迅速,這是生成NOx的主因。
PM(炭煙)是在低溫時不完全燃燒狀態下生成的。和NOx一樣,柴油發電機相比柴油機排放量較多。這個緣由也在于燃燒的特點。柴油發電機是向氣缸內部噴射燃料,混合燃料和空氣,混合狀態一般不均勻,而且在速燃燒期和后燃燒期內,汽缸內的溫度和壓力下降,造成燃料不完全燃燒。這時,就會產生PM(炭煙)。另外一方面,柴油機一般向海合好的混合氣點火,這樣發生不完全燃燒的燃燒程序較短,排放量也少。