MAN B&W 推出符合Tier III 排放標準的柴油機
航海技術
作者：陳新
摘要：最近，IMO通過MARPOL公約修正案，修訂MARPOL附則VI第13條和14條以及附錄VII的修訂案。具體規定：增加加勒比海域為NOx及SOx排放控製區。2020年1月1日之前，在北美海域、加勒比海域內航行時可以不滿足第14.4條規定的硫含量限值。所有前往這些排放控製區的船舶，需要實施Tier III NOx排放標準及更低的燃油硫含量標準。隨著越來越多的區域被指定為排放控製區（ECA），意味著越來越多的船舶需要安裝符合Tier III標準的柴油機，所以最近MAIN B&W 柴油機生產廠商推出符合Tier III NOx排放標準的柴油機。
關鍵詞：Tier III NOx排放標準排氣再循環（EGR）燃油添加水技術（WIF）
1簡介
為了應對Tier III NOx排放標準，世界主要柴油機生產廠商 MAN B&W 推出符合Tier III排放標準的柴油機並在一些船舶進行試驗。從2008年8月到2010年3月在馬士基公司的
1 092TEU集裝箱輪“ALEXANDER MAERSK”進行柴油機排氣再循環（Exhaust Gas Recirculation）試驗，取得了滿意的結果。由於目前世界上隻是應對Tier II標準，靠柴油機本身技術改造，如電噴，燃氣燃燒技術等柴油機本身改造就能夠達到。對於Tier III NOx排放標準，目前單靠柴油機本身技術改造已無能為力。所以，MAN B&W生產廠家推出符合Tier III NOx排放標準的兩種柴油機：排氣再循環柴油機（Exhaust Gas Recirculation）、排氣NOx催化劑處理器柴油機（Selective Catalyst Reduction），目前世界上已經生產和應用。本篇主要介紹排氣再循環柴油機（Exhaust Gas Recirculation）。
2排氣再循環柴油機（Exhaust Gas Recirculation）簡介
船舶柴油機燃燒排放有害物主要是柴油機排氣排出的CO（一氧化碳）、HC、NOx（碳氫化合物和氮氧化物）、臭氧、PM（微粒，碳煙）等有害氣體。為控製船舶對大氣汙染，IMO對於不同的柴油機提出不同的標準和要求。IMO Tier III排放標準“對於轉速低於130轉/分鍾大型低速柴油機氮氧化物排放不能超過3.4克/千瓦”。
IMO Tier II已經實施（氮氧化物排放不能超過14.4克/千瓦）。對於在2016年1月1日安放龍骨的船舶實施IMO Tier III標準，雖然目前離實施還有一段時間，但已經引起各大柴油機廠商重視，著手準備。目前全球所有生產的柴油機都不符合新排放標準，不管是電噴還是液化氣燃燒技術等都無法滿足新要求。因此MAN B&W生產廠商在2009年推出和試驗全新設計概念的柴油機：符合Tier III NOx排放標準的全新概念的排氣再循環大型低速二衝程柴油機。從實際試驗、測試來看，完全能滿足IMO Tier III標準及要求。
3氮氧化物NOx的生成機理和降低生成方法
氮氧化物包括NO、NO2等，在燃料的燃燒過程中生成的氮氧化物主要是NO和NO2，其中，以NO為主。NO占90%以上， NO2占5%～10%。燃燒過程中NOx來源於燃料中的氮化合物和空氣中的氮氣的氧化過程，氮氧化合物NOx形成主要是受溫度和氧的濃度因素影響。隨溫度和氧濃度的增加，熱力型NOx的濃度在增加。因此，降低熱力型NOx的基本原理就是降低柴油機掃氣中的氧的含氧濃度、降低柴油機氣缸燃燒爆炸溫度以及縮短燃燒期高溫區的停留時間等，降低柴油機燃燒溫度和含氧量，就能降低氮氧化合物NOx形成。采用煙氣再循環（EGR）、燃油參水（WIF）等技術都是利用上述原理來控製熱力型氮氧化合物NOx的生成措施，達到減少熱力型氧化氮NOx排放目的。