1 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

2 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 NO X 和 CO 占流动污染 源产生 NO X 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 NO X 排放量将翻一倍

3  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 NO X 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 NO X 的排放。

4 指标 EI g/Kg 排放指数 EPAP g/KN 排气污染物参数 Ｄ ｐ ／Ｆ SN 发烟指数 η 燃烧效率

5 EPA 航空发动机的排放标准（ g/kn ） Emission standards of aviation engines of US EPA CONO X HC 烟度 n 1) n 2) （ m ） 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）

6 污染物的生成

7 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

8 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

9 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

10 NOx 的生成

11 NOx 的生成 燃料当量比

12 NOx 的生成 燃气温度

13 NOx 的生成

14 NOx 的生成 停留时间

15 冒烟 微小炭粒 ( μm) 缺氧、高温

16 冒烟

17 冒烟

18 冒烟

19 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

20 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

21 减少 CO 排放

22 减少 HC 排放

23 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

24 油气比

25 喷水

26 先进低污染燃烧室

27 可变几何燃烧室

28 可变几何燃烧室

29 分级燃烧室 径向 轴向 径 / 轴向

30 径向分级燃烧室

31 双头部燃烧室

32 径向分级燃烧室

33 轴向分级燃烧室

34 轴向分级燃烧室

35 径 / 轴向分级燃烧室

36 可变几何形状燃烧室

37 催化燃烧室

38 贫油预混预蒸发燃烧室