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          綠色航空動力 收獲純凈藍天

          發布時間:2019-04-17 點擊次數:4121

           發動機的污染來自哪里?
          民用航空發動機的主要污染物有一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、未完全燃燒碳氫化合物(UHC)等,其中氮氧化物對生態環境的影響最為嚴重,它會破壞臭氧層,引發酸雨、酸霧和灰霾等污染。
          燃燒室是航空發動機污染物排放的主要來源,燃燒室高溫高壓的惡劣環境,反而成了NOx 的溫床。隨著發動機技術進步,燃燒室溫度越來越高,當燃氣溫度超過1600℃ 時,氮氧化物的生成量就會顯著增加。
          如何降低排放?
          在燃燒室中,溫度、油氣比與NOx 的生成量存在對應關系,因此,可通過調節油氣比降低排放。當燃料少于空氣時,燃燒過程稱為貧油燃燒,燃料過量時稱為富油燃燒。
          在低排放燃燒技術研究中主要有三種技術:針對貧油燃燒的貧油預混預蒸發燃燒技術(LPP)、貧油直接混合燃燒技術(LDM)和針對富油燃燒的富油燃燒—快速焠熄—貧油燃燒技術(RQL)。
          LPP
          將燃料完全蒸發并與空氣混合均勻供入燃燒區,在燃燒區是貧油燃燒,越是貧油,溫度越低,NOx 的排放越少,但過少的燃料會導致熄火,因此燃油和空氣的比例必須在熄火極限以內。
          LDM
          燃油直接噴入或預先與空氣有一定程度混合后噴入燃燒區進行燃燒,使得燃燒區處于貧油狀態。相比于LPP,LDM 燃燒時間短,不容易產生自燃和回火,但由于少了預混預蒸發段,燃油和空氣的混合效果較差,因此通常采用多點噴射方法,增加與空氣的接觸面積。
          RQL
          先進行富油燃燒,然后噴入大量空氣,空氣與燃燒區的產物迅速摻混后進入貧油燃燒狀態,從而減少NOx 生成。
          除了對低排放燃燒技術的研究,燃燒不穩定性研究也逐漸成為低排放燃燒技術的關注重點。
          綠色動力,我們在努力
          近年來,我國逐步推進低排放燃燒技術研究,從基礎模擬到試驗研究再到產品研制,國內低排放燃燒室技術逐漸成熟,主要以貧油燃燒技術為主、富油燃燒技術為輔。
          目前,多所高校和研究院所積極開展低排放燃燒室關鍵技術研究,北京航空航天大學獲得了多項低排放燃燒室專利,低排放燃燒室基礎研究不斷深入,研制出了低排放攪拌旋流燃燒室。中國航發渦輪院將LPP和LDM 兩種貧油燃燒技術結合,自主設計了部分預混預蒸發低排放燃燒室,取得了多項專利;中國航發動力所針對燃氣輪機需求開展低排放燃燒技術研究,也取得了重要突破。
          在實現綠色航空的旅途中,我們一直在努力。根據預測,到2030 年,全球民用飛機數量將超過40000 架,要想在快速發展的過程中盡可能減少污染排放對環境的影響,就必須堅持航空可持續發展。清潔、環保、綠色的航空動力將助力生態文明建設,保衛純凈藍天。

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