大容量兆瓦级发电氢内燃机关键技术介绍

为了提升大容量兆瓦级发电氢内燃机的动力性能,防止早燃、回火和爆震等非正常燃烧现象的发生,从氢气喷射技术、燃烧策略和空燃比控制策略、废气再循环技术、涡轮增压技术、氢气喷嘴技术和尾气后处理技术等方面,对氢内燃机的关键技术进行详细的分析。结果表明:大容量兆瓦级发电氢内燃机目前广泛应用的进气道喷射技术存在内燃机动力性差的弊端,采用缸内直喷技术可以有效提升动力性能,降低回火风险;采用稀薄燃烧可以降低爆震的风险;采用成熟的氨(NH_(3))-选择性催化还原(SCR)尾气后处理技术可以降低氮氧化物(NO_(x))的排放。

基于AVL BOOST的氢燃料内燃机稀燃过程研究

应用AVL BOOST软件建立了氢燃料内燃机在稀燃状况下的计算模型,并在不同燃空当量比和点火时刻下,对氢内燃机燃烧过程进行了数值模拟,模拟结果和试验结果吻合较好。在此基础上,进行了点火提前角和燃空当量比对氢内燃机燃烧过程的影响研究,为合理组织氢内燃机的燃烧过程研究提供了依据。

火花塞微孔喷氢对发动机燃烧及排放的影响

在缸内直喷汽油机上加装氢气喷射系统,设计氢气射流引导结构,在火花塞上增加氢气喷射孔,使氢气富集到火花塞附近引燃混合气,实现稀薄混合气的快速燃烧,研究固定转速(1600 r/min)下,掺氢比φ_(h)分别为0、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%和过量空气系数λ分别为1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5对汽油机稀燃特性与排放特性的影响。结果表明:稀燃模式下,掺氢能使缸压峰值升高,峰值相位提前;掺入少量氢气可以抵消稀燃导致的燃烧恶化的影响,使得不同热释放的燃烧持续时间明显缩短;φ_(h)为3.5%时,发动机循环变异系数降低到5%以下;不同λ时,排放中CO、HC的体积分数随φ_(h)增大而降低,但NO_(x)的体积分数随φ_(h)增大而升高;与纯汽油模式相比,稀燃模式下掺氢,排放中CO的体积分数降幅小于0.1%,使NO_(x)的体积分数明显降低。