燃气发动机驱动热泵烟气排放影响因素的试验研究

doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.04.005

综合智慧能源 ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (4): 35-40.doi: 10.3969/j.issn.2097-0706.2023.04.005

燃气发动机驱动热泵烟气排放影响因素的试验研究

莫继杭¹^,²(), 苗艳姝¹^,², 陈昌瑞³(), 张晓萌¹^,², 倪龙¹^,²^,^*()

1.哈尔滨工业大学建筑学院，哈尔滨 150006
2. 寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室（哈尔滨工业大学），哈尔滨 150006
3.南京天加环境科技有限公司，南京 210046

收稿日期:2022-10-26 修回日期:2022-12-26 接受日期:2023-04-25 出版日期:2023-04-25 发布日期:2023-05-06
通讯作者: 倪龙
作者简介:莫继杭（1999），男，在读硕士研究生，从事热泵低碳供热方面的研究，137162441@qq.com；
陈昌瑞（1988），男，工程师，从事热泵制冷设备研发方面的研究，chenchangrui@ticachina.com；
张晓萌（1998），女，在读博士研究生，从事热泵低碳供热方面的研究；
基金资助:
国家重点研发计划项目(2021YFE0116100)

Experimental study on factors influencing flue gas emissions of gas engine-driven heat pumps

MO Jihang¹^,²(), MIAO Yanshu¹^,², CHEN Changrui³(), ZHANG Xiaomeng¹^,², NI Long¹^,²^,^*()

1. School of Architecture, Harbin Institute of Technology, Harbin 150006, China
2. Key Laboratory of Cold Region Urban and Rural Human Settlement Environment Science and Technology（Harbin Institute of Technology）, Ministry of Industry and Information Technology, Harbin 150006, China
3. Nanjing TICA Climate Solutions Company Limited, Nanjing 210046, China

Received:2022-10-26 Revised:2022-12-26 Accepted:2023-04-25 Online:2023-04-25 Published:2023-05-06
Contact: NI Long
Supported by:
National Key R&D Program of China(2021YFE0116100)

摘要/Abstract

摘要：

随着燃气热泵的大力推广，有关燃气热泵排放的标准愈发严格。通过燃气热泵烟气排放试验，研究在燃气热泵稳定运行工况下，燃气消耗量、过量空气系数、发动机转速对燃气热泵烟气排放的影响。结果表明：w（NO_x）和烟气温度整体随燃气消耗量的增加呈上升趋势，提升过量空气系数可以降低w（NO_x），并使w（CO）维持在较低水平。从降低污染物排放的角度来说，过量空气系数宜维持在1.40左右。随着发动机转速的增加，w（NO_x）和w（CO）都呈先降后升的趋势，最小值均出现在转速为1 250 r/min左右时，而且烟气温度与发动机转速呈线性正相关。

关键词: 燃气热泵, 烟气排放, 燃气消耗量, 过量空气系数, 发动机转速, 减排

Abstract:

With the popularization of gas engine-driven heat pumps, their emission standards are becoming more and more strict. Thus, the influences of gas consumption, excess air coefficient and engine speed on the flue gas emissions from gas engine-driven heat pumps under steady operation condition are studied in a flue gas emission experiment. The results show that the w（NO_x）and flue gas temperature show upward trends with the increase of natural gas consumption, while increasing excess air coefficient can reduce the w（NO_x）and keep the w（CO）at a low level. From the point of view of reducing pollutant emissions, the excess air coefficient should be kept at around 1.40. With the increase of engine speed, both w（NO_x） and w（CO） decrease at first and then increase with their minimum values occurring at a speed of 1 250 r/min or so, and the flue gas temperature shows a positive linear relationship with the engine speed.

Key words: gas engine-driven heat pump, flue gas emission, gas consumption, excess air coefficient, engine speed, emission reduction

中图分类号:

TK01：X511

莫继杭, 苗艳姝, 陈昌瑞, 张晓萌, 倪龙. 燃气发动机驱动热泵烟气排放影响因素的试验研究[J]. 综合智慧能源, 2023, 45(4): 35-40.

MO Jihang, MIAO Yanshu, CHEN Changrui, ZHANG Xiaomeng, NI Long. Experimental study on factors influencing flue gas emissions of gas engine-driven heat pumps[J]. Integrated Intelligent Energy, 2023, 45(4): 35-40.

图/表 9

图1

表1

表2

表3

图2

图3

图4

图5

图6

参考文献 18

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参数	数值
气缸数	4
缸径/mm	88
行程/mm	90
排气量/L	2.189
启动方式	电启动
额定制热转速/(r·min^-1）	1 850

组分	数值/%	组分	数值/%
φ（CH₄）	95.20	φ（C₅H₁₂）	0.03
φ（C₂H₆）	2.24	φ（N₂）	1.16
φ（C₃H₈）	0.24	φ（CO₂）	0.86
φ（C₄H₁₀）	0.10	φ（O₂）	0.09

测量仪器	型号	测量参数	量程	精度
燃气流量计	TYLZ-G6	燃气流量/（m³·h^-1）	0.250~10.000	±0.150(1.5级)
电磁流量计	LDG-SUP	水侧流量/（m³·h^-1）	1.400~14.000	±0.063(0.5级)
铠装热电偶	SIN-WZPK	水侧温度/℃	0~200.0	±0.3
烟气分析仪	testo 350	φ（O₂）/%	0~25.0	±0.2
		w（CO）/%	0~1.00	读数±5%
		φ（CO₂）/%	0~50	±0.3+读数1%
		w（NO₂）/%	0~0.05	±0.000 5
		w（NO）/%	0~0.40	读数±5%
		烟气温度/℃	-200.0~1 370.0	±0.4

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Experimental study on factors influencing flue gas emissions of gas engine-driven heat pumps

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