阐述柴油中的硫含量对发电机组燃烧品质及排放的影响

导读：由于柴油发电机具有燃料多样性和可燃用劣质燃料的优点，长期以来人们存在着误解：柴油发电机对燃料性质要求不严，但是，随着环保问题目益突出，人们逐步认识到柴油性能与质量对柴油发电机燃烧品质和排放性能的重要影响。其中，柴油的硫含量受到特别关注。
柴油硫含量对柴油发电机排放及排放后处理系统的影响以及硫含量对柴油发电机及柴油发电机机油的影响主要有：
1)硫含量高直接加剧柴油发电机排气烟度和PM排放物的浓度；对CO和NOx的排放也有累积影响，硫含量越大，两者的排放增加越多；
2)硫含量对排放后处理系统也有重大影响，氧化催化剂(DOC)、NOx选择催化还原法(SCR)、NOx吸附还原催化法(LNT)和微粒捕集器(DPF)使用效果均与柴油硫含量有直接或间接的关系，并有限值要求；
3)柴油中的硫化物，其含量高低并不会影响柴油或柴油发电机油的腐蚀性，也不会破坏发电机活塞清净性；高硫含量柴油的燃烧产物中强酸性物质含量大，可加剧燃烧室、汽缸和排气系统部件的腐蚀与磨损；
4)因特殊原因使用高硫含量柴油，应选用高总碱值、清净分散性好的柴油发电机油，定期检测用油剩余总碱值，相应缩短机油更换周期。由此可见，硫含量对柴油发电机使用的有害影响是多方面的。低硫或无硫柴油是未来世界范围内对柴油品质的必然要求。
柴油发电机的工作粗暴与柴油的发火性为使大家对柴油的发火性能有一个更为全面的理解，在此先介绍一下柴油在柴油发电机气缸内燃烧的工况。柴油发电机在压缩终了时，缸内温度可达500℃一600℃，压力达3～4MPa。这时柴油以高压呈细雾状喷入燃烧豆内，由于燃烧的温度己超过柴油和自燃点，故从理论上而言，柴油喷入燃烧，便具各了着火燃烧的基本条件。但从柴油喷入至自燃，往往还有一定的时间间隔，这是因为在这一时间间隔内，柴油需完成与空气的充分混合、先期氧化及形成局部着火点等物理化学的进一步准各，我们将从喷油开始到柴油开始燃烧的时间间隔称还为着火延迟期。如果着火延迟期长，则喷入燃烧的柴油量增多，着火前形成的混合气数量就多，一旦着火，就有过量的柴油着火燃烧，这会造成缸内压力剧增，气缸内便将产生强烈的震击作用，通常把这种震击作用称为柴油发电机工作粗暴。柴油发电机工作粗暴的后果与柴油机爆震一样，会使发动机曲柄连杆机构承受过大的冲击力作用，产生强烈的金属敲击声，加速零件的磨损并且使柴油发电机起动困难，造成柴油发电机功率下降，油耗增大。

影响着火延迟期的因素较多，其中柴油的发火性是主要因素还一。柴油的发火性是指柴油自燃的能力，发火性好的柴油，着火延迟期短，着火燃烧后缸内压力上升平缓，柴油发电机工作柔和。另外需要指出的一点是柴油发电机的工作粗暴与爆震在本质上是有很大区别的。而柴油发电机工作粗暴却是由于柴油的发火性芒使得着火延迟期过长而致、一般发生在燃烧的初期。因此，柴油发电机工作粗暴的因素也完全不同。若提高压缩比或增高气缸温度会促发爆震，而柴油若提高压缩比或增高气缸温度却能减轻其工作粗暴的倾向。
柴油硫含量对柴油发电机油的影响：考虑到柴油的硫含量对柴油发电机油的影响，,其《液体与润滑剂规范》中明确要求，当所用柴油硫含量高于0.5％(5000mg/L)时，所用的柴油发电机油的总碱值不得低于8mgKOH/g。《液体与润滑剂规范》中规定的可用机油总碱值与柴油硫含量的关系曲线。总碱值是柴油发电机润滑油特别是柴油发电机润滑油的一项十分重要的性能指标，表示润滑油中所含的碱性物质的多少，这些碱性物质主要是氨基化合物、弱酸盐，如皂类、多元酸的碱性盐和重金属的盐类引。机油普遍添加有超碱值清净分散剂，用以中和燃烧产物所生成的酸。因此总碱值可间接表示为所含清净分散剂的多少，也能表示用油的剩余清净分散能力。
当柴油发电机无法选用符合要求的较低硫含量柴油时，只能相对应的选用总碱值较高、清净分散性好的机油。如果机油无法满足要求时，应相应缩短机油更换周期以满足保护柴油发电机的要求。缩短的机油更换周期可以通过测定机油的剩余总碱值来确定。一般，当剩余总碱值降低到新油总碱值的50％时，就需要更换机油了。传统的总碱值测定通常采用SH/T0251“石油产品碱值测定法(高氯酸电位滴定法)”，由于种种原因，此方法只能在实验室进行，而不能做现场测定。循环伏安法为人们提供了一种有效的适合于现场进行的测定办法。