선박 주 추진기관으로 사용가능한 대형 디젤엔진의 배기가스 특성 분석
Exhaust Emission Characteristics from Heavy-duty Diesel Engine applicable to Prime Propulsion Engine for Marine Vessels
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초록
본 논문은 선박의 주 추진기관으로 사용가능한 육상 운송수단에 탑재되어있는 대형 디젤엔진에서 배출되는 입자상 물질과 질소산화물의 배출특성을 ESC mode에 적용시켜 분석하는데 초점을 두었다. 입자상 물질은 엔진의 고부하 영역에서 다량으로 배출되는 특성을 확인 할 수 있었으며 질소산화물의 경우 배기가스 온도 측정형태와 동일한 경향으로 배출되었다. 매연여과장치를 부착하여 입자상 물질의 배출특성을 분석한 결과 mode별 1/100∼1/1,000배까지 저감되었다. 그러나 급격한 엔진 부하 변동 시 저감효과는 떨어졌으며 고속-고부하 영역에서는 매연여과장치내부의 온도상승으로 일부 재생현상이 발생하여입자상 물질의 배출 증가 결과를 초래하는 현상이 발생하였다. 시험엔진에서 배출되는 입자상 물질의 입경분포를 분석한 결과 대부분 100nm 이하의 크기를 가지는 나노 입자가 배출되었으며 매연여과장치를부착 및 탈착하여 측정한 결과 배출수준에는 차이가 있지만 입자상 물질의 입경분포는 비슷한 경향으로분석되었다.
Abstract
The objective of this work presented here was focused on analysis of particulate matter and nitrogen oxide characteristics in ESC test mode from heavy-duty diesel engine installed on-road vehicles applicable to prime propulsion engine for marine vessels. The authors confirmed that a large quantity particulate matter were emitted in high power density condition, nitrogen oxide characteristics were dependent on exhaust gas temperature. Particulate matters were reduced by 1/100∼1/1,000 times in post DPF with test modes but filtration efficiency was decreased in the engine power fluctuation. In the case of the high speed and power condition, the exhaust level of particulate matters was increased according to increment of temperature of gas flowing into DPF. The orders of magnitude for particle concentration levels from the analysis of size distribution of particulate matters of test engine was different. Both emitting nano-sized particles below 100nm regardless of DPF and non-DPF
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