轻烃柴油混合燃料动力船舶燃料储存系统的设计与研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

目的及意义

在科技飞速发展、经济生活水平快速提高的同时,能源危机和环境污染也不断加重。今天,越来越多的人已经意识到,能源和环境问题都是直接决定着人类能否实现可持续发展的关键,节约能源和保护环境的呼声随之日益高涨。根据国际能源署(IEA)的最新预测显示,到 2030 年,全球已知石油能源储备产量将下降到 40%到 60%[1]。全球对石油能源的需求不但没降低反而在不断增加。人类对化石燃料的依赖将会导致一系列的国际争端和潜在冲突。

目前,我国正处于经济发展与环境污染两大问题之中苦苦挣扎。经济高速发展的同时面临着越来越严重的环境污染问题,对继续加快城市化和工业化进程产生严重的阻碍。当今的中国城市面临着严重的环境污染问题,这个环境污染类型主要呈现为煤烟型污染和发动机尾气排放的污染特征。针对中国的环境污染国家环保部的重视程度越来越高,并加强了对污染物排放的严格控制。为了缓解我国石油资源匮乏和需求之间的矛盾,实现我国长期可持续的经济发展和环境保护,发展内燃机代用清洁燃料以部分取代化石燃料是有重大意义的。

轻烃燃料的来源主要是石油化工产业在炼油环节中产生的废料,但是与传统燃料相比,轻烃作为发动机的替代燃料具有一定的优势:排放性好;热值高;轻烃能源储备丰富。因此,轻烃燃料在发动机上应用的可行性研究具有重要的意义。目前轻烃在发动机上的应用一般是:以液态的方式与柴油混合经油泵进入气缸进行发火燃烧。但轻烃/柴油混合燃料目前在船舶柴油机上尚未广泛应用,在船舶上对混合燃料的储存也没有相应简单可行的措施。由于轻烃的特殊的物化特性,在常温下易挥发,造成燃料的浪费和对环境的污染。目前,液态轻烃的储存有常温高压法和低温常压法,前者的防火防爆要求高,且燃料柜内不允许有压力,因此并不适用于船舶上。后者是通过冷凝回收轻烃挥发气体,适用于大量液态轻烃的储存,对于船舶这样的燃料柜来说其不经济。

通过轻烃燃料在柴油机运行上的进一步研究, 发现轻烃燃料能够代替柴油,并且其经济性和动力学明显优于柴油,另外,在排放方面也有所下降。但是轻烃燃料的储存没有一个系统的、完整的储存方案。通过设计一套轻烃燃料储存系统,使轻烃燃料在船舶上得到合理有效的保存,使轻烃燃料大规模的能够运用于船舶发动机成为可能.

国内外在该方向的研究现状及分析

轻烃燃料的国内外研究现状

华中科技大学杜一庆等人通过分析轻烃燃料在我国的发展现状,轻烃燃料的燃烧方式目前主要采用气化燃烧,该方式对轻烃品质和安全检测有严格的要求,且存在残液的问题。对轻烃燃料的燃烧技术进行了展望,初步提出一种崭新的两相燃烧方式。由于我国目前在液体轻烃的两相流动及洁净燃烧的基础研究方面还是空白,在液体的储存、运输及燃烧方面的规范及规程还不健全,影响了轻烃燃料的应用和推广。

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