2017年11月29日,第111期泰山科技论坛在济南市举办。本期论坛由山东省科学技术协会主办,山东内燃机学会承办,山东大学能源与动力工程学院协办。来自全省内燃机企事业单位、高校及科研院所的专业技术人员和学生等近200人参加了本期论坛。
论坛开幕式由山东内燃机学会高洪歌理事长主持。此次论坛特邀清华大学、天津大学、南开大学、北京理工大学、济南市环境保护科学研究院和山东大学等单位的6位教授、专家就大气污染与发动机排放治理做了演讲。
严要求——只为一片蓝天
国家第六阶段排放标准(简称:国六标准)是我国乃至全球现阶段最为严格的轻型车排放标准,国六排放标准,不仅变更了常温下冷起动后污染物排放试验(Ⅰ型试验)测试循环,加严了污染物排放限值,而且增加了汽油车排放颗粒物数量测量的要求,新增实际行驶污染物排放测试(RDE)。国六标准的起草者北京理工大学汽车动力性及排放测试国家专业实验室葛蕴珊教授介绍,我国自2020年7月1日起,所有销售和注册登记的轻型汽车应符合国六标准要求,其中Ⅰ型试验应符合6a限值要求;自2023年7月1日起,Ⅰ型试验应符合6b限值要求。6b相较于6a要求更为严格,以CO为例,6a中限值为700~1000mg/km,而6b中限值为500~740mg/km。葛教授分析了柴油车和汽油车的排放特性,并通过大量的试验分析驾驶行为、燃料、海拔高度等因素对排放的影响,为后续改进标准提供了理论依据。
2016年底,全国机动车保有量达2.9亿,庞大数字的背后是对环保任务的严峻挑战,南开大学城市交通污染防治研究中心毛洪钧教授介绍了国内外防治机动车污染的经验,提出降低机动车污染控制措施:严格新车管理、强化在用车监管,升级油品、采用清洁燃油技术、新能源替代技术,采用空气质量改善效果评估技术。
济南环境监测中心站站长、济南环境保护科学研究院院长张怀成介绍了大气污染成因与形势及济南市环境空气质量,指出硫酸盐和有机物是影响济南市大气细粒子散射消光系数的主要污染组分,灰霾天气下,硫酸盐的分担率明显提升,重污染期间机动车贡献率更高,硝酸盐组分占比明显增加,因此,改善济南市视觉空气能见度首先要控制硫酸盐对散射消光系数的影响。张站长提出,鼓励绿色出行,从城市规划和建设入手减少交通需求,合理控制机动车保有量的增长,从“车、油、路”三方面控制机动车的排放等建议。
高标准——激发技术进步
清华大学汽车安全与节能国家重点实验室帅石金教授认为,我国即将实行国六排放标准,虽然直喷汽油机技术迅速发展,但仍面临颗粒排放的挑战,其中油品对排放的影响问题凸显。油品究竟对颗粒物排放有着怎样的影响?帅教授分析了汽油组分对一次颗粒物的影响机理,芳烃对颗粒物质量和数量排放的影响最大,其次是烯烃和乙醇。气道喷射(PFI)稀薄燃烧和GDI的二次有机气溶胶(SOA)生成机制不同,PFI的SOA生成主要与单环芳香烃类挥发性有机物有关,而GDI的SOA生成主要与多环芳烃等半挥发性有机物有关。根据这些发现帅教授提出了有针对性的建议,降低油品中的芳烃、烯烃含量,使用烷基化汽油,控制汽油机尾气可挥发性有机物排放等。
天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室尧命发教授指出,世界各国相继制定了严格的油耗和CO2排放法规,要求汽车必须同时满足有害排放、油耗和CO2法规的要求,这些排放法规的制定和实施将推动柴油机技术进步,提高热效率成为柴油机技术发展主要趋动力。尧教授指出,高热效率燃烧特征为高稀释、高爆发压力、近等压或定容、低温燃烧过程,高爆发压力燃烧是未来研究的方向。空气系统越来越重要,空气系统方案与氮氧化物NOx控制目标有关,超低NOx原始排放要求更为复杂的空气系统;尧教授认为,采用少量的高控制压力废气再循环系统(HP-EGR)+单级增压是国六柴油机燃烧技术方案,若要进一步满足超低NOx法规要求,带可变截面涡轮增压系统(VGT)两级增压系统+复合EGR可以显著提高热效率。
山东大学能源与动力工程学院李国祥教授详细分析了排放升级过程中面临的主要问题,并针对性的提出了解决措施。李教授认为,柴油机油耗越来越低,导致排温越来越低,而排放法规对NOx排放日趋严格,这对后处理技术是巨大挑战。
本次论坛紧紧围绕大气污染与发动机排放治理主题,既有宏观政策分析,又有具体降低发动机排放措施及所采取的技术路线,为参会的科技工作者搭建了一个高水平的学术交流平台,为降低发动机排放、降低污染提供了重要思路和技术支撑。
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