热动力装置的排气污染与噪声-南京航空航天大学精品课程.ppt

南京航空航天大学能源与动力学院热动力装置的排气污染与噪声第五章 燃气涡轮发动机的排气污染与控制1南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制航空发动机排气污染严重美国EPA公布的数字指出：在美国，航空发动机产生的NOX和CO占流动污染源产生NOX和CO总量的2%，但在一些机场地区，这个比例就上升到了4%。商用航空发动机的排放增长最快，在洛杉矶，预计到2010年，商用航空发动机的NOX排放量将翻一倍2南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制主要污染物CO，Nox，烟，Sox，HC随着其他流动污染源（如汽车）和固定污染源排放指标的显著改善，航空发动机的排放将显得尤为突出。过去20年，通过研究低污染燃烧的发动机，航空发动机的碳氢化合物减少了90%，CO和NOX分别减少了80%和30%。因此，目前航空发动机排放的控制目标是降低NOX的排放。3南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制指标EI g/Kg排放指数EPAP g/KN排气污染物参数 SN 发烟指数燃烧效率4南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制EPA航空发动机的排放标准（g/kn）Emission standards of aviation engines of US EPA CO NOX HC 烟度 118 40+2n1)32+1.6n2)19.6 83.6（m）-0.274 或50 1)适用于1995年12月31日以前的定型发动机和1999年12月31日以前生产的发动机。2)适用于1995年12月31日以后的定型发动机和1999年12月31日以后生产的发动机。n为海平面静态起飞推力额定值时的压比 m为海平面静态正常起飞的最大额定输出（功率）5南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制污染物的生成6南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制CO的生成低功率时较大：（喷油量减少）1）燃油雾化不好，停留时间太短，燃烧不完全2）混合不好，局部富燃料燃烧3）壁面冷却空气相对太大，导致猝熄燃烧，使反应不完全7南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制HC的生成低功率时较大：（喷油量减少）1）燃油雾化不好2）壁面猝熄HC的氧化速度快，所以HC浓度比CO低8南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制HC的生成空气进口压力增加导致燃烧速度增加另外还可以提高进气温度和改善燃油雾化9南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制NOx的生成10南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制NOx的生成燃料当量比11南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制NOx的生成燃气温度12南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制NOx的生成13南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制NOx的生成停留时间14南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制冒烟微小炭粒(0.01-0.06m)缺氧、高温15南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制冒烟16南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制冒烟17南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制冒烟18南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制影响因素主燃区温度和当量比主燃区燃烧过程的均匀程度在主燃区的停留时间火焰筒壁面骤熄特性中间区的作用19南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制减少CO排放低功率时采用空气雾化喷嘴来改善燃油雾化对燃烧室内各部分空气量重新分配，使主燃区的当量比接近于最佳值(0.7)增加主燃区容积或停留时间减少气膜冷却空气量压气机放气分级供油，分区燃烧20南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制减少CO排放21南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制减少HC排放22南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制减少NOx排放贫油主燃区均匀燃烧减少停留时间喷水喷NH3更换燃油排气回流23南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制油气比24南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制喷水25南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制先进低污染燃烧室26南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制可变几何燃烧室27南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制可变几何燃烧室28南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制分级燃烧室径向轴向径/轴向29南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制径向分级燃烧室30南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制双头部燃烧室31南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制径向分级燃烧室32南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制轴向分级燃烧室33南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制轴向分级燃烧室34南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制径/轴向分级燃烧室35南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制可变几何形状燃烧室36南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制催化燃烧室37南京航空航天大学能源与动力学院第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制贫油预混预蒸发燃烧室38