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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 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 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。 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Ｄｐ／Ｆ SN 发烟指数 η 燃烧效率 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 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 污染物的生成 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 CO的生成 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 HC的生成 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 HC的生成 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 NOx的生成 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 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 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 NOx的生成 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 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 冒烟 微小炭粒(0.01-0.06μm) 缺氧、高温 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 冒烟 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 冒烟 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 冒烟 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 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 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 减少CO排放 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 减少HC排放 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 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 油气比 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 喷水 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 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 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 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 分级燃烧室 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 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 双头部燃烧室 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 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 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 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 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 第五章燃气涡轮发动机的排气污染与控制 催化燃烧室 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 * 南京航空航天大学能源与动力学院 * 南京航空航天大学能源与动力学院 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） 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 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