摘要：随着环境问题变得越来越严峻，康明斯发电机组的废气减排工作也变得刻不容缓，我们在分析柴油发电机排放物生成的同时，对于如何采取一些措施降低碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、颗粒等排放物的生成也进行了阐述。



柴油发电机排放是汽车排放污染物的主要来源之一，柴油发电机的排放物主要包括碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、颗粒物。通过研究柴油发电机污染物生成机理，在源头降低柴油发电机排放污染物，保证柴油发电机动力性能的基础上，排放满足国家法规要求，为蓝天保卫战尽一份力。

一、碳氢化合物的生成

柴油发电机碳氢化合物主要是未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解的部分氧化产物。喷油器喷入燃烧室内的燃油与空气混合形成的混合气太稀或太浓，以及柴油发电机燃烧室壁面淬熄，都是造成碳氢化合物增加的主要因素。
碳氢排放的主要来源还包括以下两种原因，其一是燃烧室壁面产生的油膜。油膜蒸发会产生油气，由于产生的油气时刻较迟，这部分油气只有少部分被氧化，从而产生碳氢化合物。另一个就是容积淬熄，当柴油发电机做到更高的额定功率，这种情况在混合气过稀或过浓时，容易发生容积淬熄，使碳氢化合物排放量大增。

目前优化重型柴油发电机碳氢化合物排放的两个主要手段是：

（1）降低喷油器压力室向燃烧室滴漏燃油；

（2）减少滞燃期稀薄燃油混合气的形成。

 

二、一氧化碳的生成
柴油发电机一氧化碳是碳氢燃料在燃烧过程中产生的中间物，一氧化碳的生成主要是因为燃料的不完全燃烧。氧气不充足、燃烧温度不高以及反应时间短，都会使燃烧恶化从而产生一氧化碳。在燃烧过程结束时，一氧化碳会被多种氧化剂氧化成二氧化碳。如果由于缺少氧化剂或气体温度低，一氧化碳不能完成化合反应，一氧化碳就会残留于废气中。
影响一氧化碳生成的主要因素是低空燃比。图1展示了增压直喷、自然吸气非直喷两款柴油发电机，燃空比对一氧化碳排放的影响。在高负荷，一氧化碳主要是在混合气过浓区域产生；低负荷是在混合气过稀区域产生。
过浓混合气燃烧会产生一氧化碳，提高柴油发电机燃烧温度、增加氧气浓度和加快混合气混合都能促使一氧化碳氧化成二氧化碳，可以作为降低一氧化碳排放的手段。

 

三、氮氧化物的生成
在柴油发电机机排放物中，NOx一般被称为氮氧化物。在直喷式柴油发电机尾气中，一氧化氮是最主要的氮氧化物，一氧化氮占柴油发电机尾气氮氧化物比例的70%-90%。二氧化氮主要是维持氮氧化物平衡。
氮氧化物生成的主要区间是在扩散燃烧阶段，预混燃烧阶段由于燃油混合气过浓、氧气浓度低、燃烧温度低等因素，几乎没有氮氧化物生成，因此在扩散燃烧阶段是氮氧化物生成的主要区域。
氮氧化物形成的另一个比较重要的原因，是在燃烧过程中生成的一氧化氮通过反应形成二氧化氮。在燃烧过程中，一氧化氮有很多潜在生成机理，影响这些生成机理比较重要的因素有温度、压力、火焰传播、关键反应停留时间以及浓度等。
降低氮氧化物生成的主要技术手段是缸内净化，通过标定手段使柴油发电机原始燃烧产生的氮氧化物降低，例如降低燃烧过程中的燃烧温度，降低燃烧过程中氧气的含量。
缸外净化通过增加SCR后处理喷射系统将燃烧过程产生的NOx，在后处理载体催化作用下产生无害的氮气排放到大气中。其总量反应方程式为：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
6NO+4NH3→5N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O

 

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