優化燃燒過程是燃氣發動機實現節能減排的關鍵途徑之一。采用先進的燃燒技術,如稀薄燃燒技術,能夠使燃氣與空氣在更稀薄的混合比例下燃燒。在稀薄燃燒狀態下,燃燒溫度相對較低,可減少氮氧化物(NOx)的生成。同時,通過優化進氣系統,提高空氣的進氣效率和混合均勻性,確保燃氣能夠充分燃燒,降低燃料的不完全燃燒損失,提高熱效率。例如,一些新型燃氣發動機采用可變氣門正時技術,根據發動機的不同工況,準確控制氣門的開啟和關閉時間,優化進氣和排氣過程,進一步提升燃燒效率,從而減少一氧化碳(CO)和碳氫化合物(HC)的排放。
** 廢氣再循環技術(EGR)** 也在燃氣發動機減排中發揮重要作用。該技術將一部分發動機排出的廢氣冷卻后,重新引入到進氣系統中,與新鮮空氣和燃氣混合后進入氣缸燃燒。廢氣中含有大量的二氧化碳(CO?)等惰性氣體,能夠降低燃燒溫度,壓制氮氧化物的生成。同時,廢氣再循環還可以改善燃燒過程的穩定性,減少因燃燒不穩定導致的污染物排放。通過準確控制廢氣再循環的比例,能夠在保證發動機性能的前提下,大限度地降低氮氧化物排放。
有效的后處理技術是進一步降低燃氣發動機污染物排放的重要保障。催化轉化器是常用的后處理設備,它利用催化劑的作用,將發動機排出的一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化物等污染物轉化為無害的二氧化碳、水和氮氣。對于不同類型的污染物,采用不同的催化劑和催化反應原理。例如,三元催化轉化器可以同時處理一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化物,但需要發動機在理論空燃比附近運行才能達到效果。為了提高后處理效率,一些新型燃氣發動機還采用了顆粒捕集器,用于捕捉排放廢氣中的顆粒物,減少對環境的污染。
智能控制與管理系統為燃氣發動機的節能減排提供了技術支持。通過傳感器實時監測發動機的運行參數,如轉速、負荷、溫度、壓力等,結合先進的控制算法,智能調節發動機的燃料供給、點火時間、進氣量等,使發動機始終處于工作狀態。例如,當發動機負荷較低時,智能控制系統可以減少燃料供給,降低發動機的功率輸出,避免不必要的能源浪費和污染物排放。此外,智能管理系統還可以對多臺燃氣發動機進行協同控制,根據實際需求合理分配負荷,進一步提高能源利用效率,實現節能減排的目標。