1、毕业论文 文献综述 电气工程及自动化 EGR 率对柴油热风炉加热机理的影响分析 摘要 ： 文中介绍了 EGR 率对柴油热风炉影响存在的必要性， EGR 的发展过程， EGR 的结构，排气再循环式柴油热风炉在工业生活中的各方面应用，拥有排气再循环结构的柴油热风炉及其存在的必要性。 关键词 ： 软件控制；自动控制； 1 引言 当前，在世界市场中工业产品的竞争相当激烈，各生产企业都力求降低制造成本和产品价格，保护生态环境，节能减排，通过提高生产效率，增强自身的竞争能力。为此而采取的最有效的措施之一是实现资源利用率最大化，这样不仅缩减了生 产成本，降低成本费用，同时也提高了产品质量的稳定性和可靠性。另
2、外 的氮氧化物（ NOx） 是一种有害、有毒的废气，降低排放废气显得更为迫切，因此，使 EGR 应用于柴油热风炉在各种工况下都可实现 EGR 燃烧既能，满足加温的要求，又能提高了柴油热风炉的热利用率，符合高效低耗、节能降污的现代控制要求，有其重要意义。 2、排气再循环在柴油热风炉中的作用 2.1 数字化控制 数字化控制 12不仅用于电子控制型的电源 还用于机械控制型电源设备，对 引入的废气量最好为总进气量 进行精细调节， 该方法引入的废气量最好为总进气量的 50 70，当 EGR 率为 60时，与无 EGR 率比较时，可提高热利率率 17 6，节约了能源，并且还降低了排放污染，它是替代传统柴热
3、风炉加温方式的理想系统用于大多数柴油热风炉上。 2.2 排气再循环系统的作用 废气再循环系统 (Exhaust Gas Rec irc ulation)简称 EGR，是将柴油机产生的废气的一小部分再送回气缸。再循环废气由于具有惰性将会延缓燃烧过程，也就是说燃烧速度将会放慢从而导致燃烧室中的压力形成过程放慢，这就是氮氧化合物会减少的主要原因。另外，提高废气再循环率会使总的废气流量 (mass flow) 减少，因此废气排放中总的污染物输出量将会相对减少。 EGR 系统的任务就是使废气的再循环量在每一个工作点都达到最佳状况，从而使燃烧过程始终处于最理想的情况，最终保证排放物中的污染成份最低。由于废
4、气再循环量的改变会对不同的污染成份可能产生截然相反的影响，因此所谓的最佳状况往往是一种折衷的，使相关污染物总的排放达到最佳的方案。比方说，尽管提高废气再循环率对减少氮氧化物（ NOx）的排放有积极的影响 , 但同时这也会对颗粒物和其他污染成份的增加产生消极的影响。 11从宏观汽车排放管理法规、污染评估及治理技术 路线，有害污染物的生成机理及机内净化技术，三效催化转化器等排气后处理技术三个方面，介绍了降低汽车排放的理论和实用技术，以及国外一些很有应用前景的排放控制技术研究前沿。书中综述了发达国家和地区对大城市机动车污染防治的管理对策和技术路线，结合我国典型城市的情况，对宏观管理和综合控制进行分析
5、对比；从社会和经济的角度对不同治理技术，包括电子控制燃油喷射系统、三效催化转化器及其评价和匹配技术、催化剂的研制和试验室评价等排放治理中的重大问题和关键技术进行了详细论述；对缸内直喷式稀燃汽油机、柴油机微粒捕集器、混合动力电动 车等国内外排放控制的最新技术进展也作了介绍。 9 此系统以往一直作用在汽车发动机上，如今我们研究这个课题把 废气再循环系统 作用在柴油热风炉来降低资源浪费、提高柴油热风炉的热效率并且降低了排出 NOX 含量。 2.3 EGR 在柴油热风炉应用 针对目前使用的温室柴油热风炉存在的热利用率低和排放污染问题，提出了利用废气再循环（ EGR）技术来提高柴油热风炉热效率的方法，并
6、研制出一种适用于温室内应用的全数字式智能监控柴油热风炉 EGR 热交换设备，并阐明了其结构及工作原理，试验结果表明，该方法引入的废气量最好为总进 气量的 50 70，当 EGR 率为 60时，与无 EGR 率比较时，可提高热利率率 17 6，节约了能源，并且还降低了排放污染，它是替代传统柴热风炉加温方式的理想系统，适用于大多数柴油热风炉上。 5 一种提高柴油热风炉热效率的方法，将柴油热风炉的尾气引入进气中，一种采用该方法的柴油热风炉，包括柴油热风炉、热交换器、进气管和排气管，柴油热风炉的进气管上安装气体混合器，气体混合器和排气管之间安装一根废气再循环管，并在排气管上装一只废气再循环阀，废气再循
7、环阀由微电脑控制开度或开闭间歇时间。本发明的优点在于通过增加柴 油热风炉废气再循环的方法及相应的设备，在成本增加不多的条件下，使柴油热风炉在各种工况下都可实现废气再循环，从而提高柴油热风炉的热效率，降低污染排放，并且方法简便、柴油热风炉结构简单、价格低廉，使用、拆装和维修方便。 10 根据南方冬冷春湿的气候特点，建立了一套成本大大低于国内外大型温室自动化控制成套设备（投资大）的废气再循环技术柴油热风炉 ,由 89C51 单片机与数字式温、湿度传感器 LTM8901 组成系统实现智能控制。微电脑控制的废气再循环（ EGR）技术应用在柴油热风炉中，设计出最佳的循环热交换系统，自动控制 废气再循环阀
8、的最佳状态。与温、湿度自动控制装置联合使用，能控制的温度范围 0 50 ，湿度范围 0 100%RH，有 12 个输入键实现人机对话，根据专家已定的最佳控制算法，智能发出各种控制信号，并有大于 8 个输出控制端，如控制柴油热风炉、鼓风机、天窗、遮阳幕、通风机、废气再循环阀和加湿控制阀等。能任意设定、修改、查看 100 天内任意一小时大棚内理想温、湿度值，并能在任何时间点开始启动程序，具有手动、自动控制功能，实时显示温、湿度值（精度 0.1）和时间，每五分钟一个循环（可修改设定），能将一百天内每一小时记录各一个温 湿度平均值 (224100=4800)。提高热利用率达到 17.6%以上，降低了
9、NOX 等排放污染。任何塑料大棚以及汽车的烘漆箱和孵化箱的柴油热风炉都可以应用该废气再循环技术柴油热风炉，该装置不仅能单独或联网控制在连片的塑料大棚内任何加热和加湿装置，而且还可以应用在家庭、宾馆等对环境要求较高的房间的温、湿度控制。该系统具有高性能、低成本（微计算机控制性价比高），能联网控制多个大棚，温差影响小，抗干扰能力强，小型、便携式，现场使用，用后很方便拆下妥善保管。并且结构简单、价格低廉，使用、拆装和维修方便。有一定的适 应性、实用性及推广价值，使用前景十分广阔。 6 2.5 EGR 率对柴油热风炉加热机理的影响分析 EGR 率 ; 柴油热风炉的功率、结构和使用情况； 燃料的质量；
10、热风 (废气 )流量、流速、压力和温度； 温室的材料、结构、大小和使用情况，如有无作物、作物的种类、大小、密度、栽培方式和无性繁殖系； (温室内外 )环境的温度、湿度和大气压力； 环热交换管道直径、长度、材料、厚度、形状和广使用情况，如管壁结垢； 对流、传导、辐射、凝结和渗透。 对各种类型、型号的柴油热风炉使用 EGR 技术，当 以上影响 热效率因素变 化时，它的热效率和 NOx排污指标的 因素都有影响。 5 3 总结 无论从全国市场还是浙江市场看，设施农业的发展对温室的需求是巨大的，尤其是随着温室作物栽培、动物饲养和水产养殖技术研究水平的提高，可以对作物生长、动物饲养和水产养殖环境实现智能化
11、控制的先进温室及使用 EGR 技术的柴油热风炉加热系统将具有十分巨大的市场前景。研究EGR 柴油热风炉燃烧机理、为节能型、低污染的 EGR 柴油热风炉系统的 设计、 生产和使用，提供理论性依据。创建节能 -高效 -低成本 -环保型的绿色柴油热风炉” 燃烧机理与控制理论 。并研制基于现场总线 技术的温室群环境智能化控制该系统 ,填补该领域内的空白。 这是浙江省经济和社会实现可持续发展所迫切需要解决的科技问题。 4所以我认为 EGR 式柴油热风炉加热影响的研究更具有发展和现实的意义。 参 考 文 献 1 唐遵峰 高峰 燃油热风炉的改进设计 J. 农业机械学报 2000.31(3):122-123
12、2 韩小良 21 世纪的绿色加热炉 J. 工业加热 1999(2):15-18 3 曲明辉 贺宇 姚广涛等采用废气再循环降低柴油机排放 J. 小型内燃机 2000.29(2):29-32 4 Wang Yongbin, Lu Ang, Sun Ronggao ,et al. A Technique for Automatic Control of the Temperature and Humidity in Field Polyethylene Film Greenhouses for Growing Rice Seedlings. C. Proceedings of the Interna
13、tiional Workshop 2001 Agricultural Mechanization Issues of Priorities in the New Century, 11-12 December 2001 Hanoi, Vietnam 5 汪永斌，吕昂，孙荣高等 . 温室群全数字温度和湿度综合控制系统 J.农业机械学报 ,2002， 33（ 5）： 71-74 6 汪永斌 . 一种提高柴油热风炉热效率的方法及其柴油热风炉 P中国 : 发明专利申请号为02110947.8, 2002.3.4. 7 汪永斌 . 柴油热风炉废气再循环装置 P中国 : 实用新型专利号为 02216029
14、.9, 2002.3.4. 8 J. J. Hanan, W. D. Holley, K. L. Goldsberry. Greenhouse Management. M Springer-Verlag Berlin Heidelberg. New York,1978: 53-247. 9 王建昕等 . 汽车排气污染合理及催化转化器 . M 北京 : 化学工业出版社 ,2000. 153-187. 10 汪永斌 , 吕昂， 施已平等 . 废气再循环技术在温室柴油热风炉中的应用 J. 农业工程学报 ,.2002。 18(4):104-107 11 排气再循环（ Exhaust Gas Recirculation） EB/OL.http:/ 12 李士勇 .智能控制理论与应用 M.哈尔滨刘峰 . 哈尔滨工业大学出版社 ,1992 年 ,198-210。
