中國柴油發電機組排放規范說明
為了控制柴油發電機廢氣排放圬染,許多國家都制訂了相應的環保法規和排放污染物防冶的技術政策,以及控制排放污染物限制的技術監督標準。具有代表性的國際三大排放體系(歐洲、美國、日本)分別制訂了分階段的柴油發電機的排放限值。雖然三個排放法規體系采用了各自的測試方法和階段限值,但不斷嚴格的趨勢是一致的。為滿足越來越嚴的排放法規要求,必須提高燃料質量和采用先進的技術。中國在這方面起步較晚,實施了《db11/184-2013《在用非道路柴油機械煙度排放限值及測量方法》和db11/185-2013《非道路機械用柴油機排氣污染物限值及測量方法》以及《非道路移動機械用柴油機排氣污染物排放限值及測量方法(中國第三、四階段)》(gb 20891-2014)等排放標準,這些強制性的國家標準等效采用了ece有關排放控制標準,歐盟穩態試驗(試驗程序esc)時的排放標準。
圖1 柴油機尾氣排放污染物構成
圖2 柴油機氮氧化物的排放值有效降幅
在柴油發電機的排放標準中分為兩部分,一部分是道路排放標準,道路標準是針對公路用汽車,如轎車、卡車等,它們所用的柴油機稱為道路柴油機。另一部分是非道路(nonroad)排放標準,是針對非道路用柴油機的排放而制定的。所謂非公路用機動設備是各種工程機械設備、工程車輛、艦船和發電機組的總稱。據統計,每年排放的氮氧化合物(nox)、一氧化碳(co)、烴類化合物(hc)和顆粒物(pm)等有害物質的總量幾乎相當于公路用車輛柴油機的年排放總量(以美國為例)。在歐洲非道路柴油機的排放標準中暫不包含柴油發電機組用發動機的排放標準。目前許多國家在非道路柴電機的排放上均參照美國epa的tier系列的標準,包括柴油發電機組用發動機。
一、國際排放標準概述
1、iso標準
國際標準化組織international standard organized(iso)是由各國標準化團體組成的世界性的聯合會。iso標準一樣涉及試驗方法、術語、規格、性能要求等。中國于1978年加入iso,在2008年10月的第31屆國際化標準組織大會上,中國正式成為iso的常任理事國。
iso8178《往復式內燃機排放測量》系列標準目前共有11部分,每一部分對往復式內燃機排放測量做了相應規定。歐洲和美國非道路用柴油機的試驗方法均按照iso8178《往復式內燃機排放測量》制定。iso8178標準作為一項國際通用試驗準則,為一系列標準,適用范疇較寬,同時沒有制訂排放限值。例如對小型柴油機,規定了試驗臺測量方法(iso8178-1《往復式內燃機排放測量第一部分:污染物測量方法》);對那些不能在試驗臺測試的大型柴油機,制定了面向現場的測試方法(iso8178-2《往復式內燃機排放測量第二部分:現場條件下污染物的測量》)。
2、歐盟法規
1998年2月27日,第一個歐洲非道路移動機械用柴油機排放法規以立法形式通過,即97/68/ec指令。該法規分為兩個時期:第i時期于1998年實施;第ii時期于2001~2004年執行,法規的實施時刻因柴油機功率輸出大小不同而不同。排放法規涵蓋的設備有:工業用鉆機、壓縮機、輪式裝載機、推土機、非公路用卡車、挖掘機、叉車、道路養護設備、鏟雪機、機場地面支持設備、塔吊和移動式起重機。該法規不包括輪船、機車、飛行器和發電機組用柴油機。
在2000年12月18日,歐洲委員會對directive 97/68/ec提出了修正案,將功率小于19kw的非道路用汽油發動機納入其中。以com(2000)840文檔出版的該提案,使歐洲與美國現行的小型發動機的排放標準在更大范疇內取得一致。
在2002年12月27日對97/68/ec指令進行第三次修訂為2004/26/ec指令。操縱范疇增加了內河船、機車、輪軌用柴油機,提出了非道路柴油機的iiia、iiib、iv時期的要求。
3、美國法規
美國是世界上執行非道路用柴油機尾氣排放最早的國家。美國國家環保局(epa)從1990年開始著手研究和限制非道路用柴油機的尾氣排放。1998年8月27日,epa簽署了40 cfr part89法規,規定了非道路用柴油機第一、二、三時期排放標準。
40 cfr part 1039是美國非道路移動機械用柴油機第四時期的排放標準,該標準從2008年份功率段逐步開始實施,從2008年到2020年是本標準的過渡期,過渡期內有相應限值要求,2020年以后,正式實施第四時期限值要求。
二、中國排放標準概述
1、標準進程
中國排放標準gb/t8190等同采納iso8178標準,iso8178標準作為一項國際通用試驗準則,為一系列標準,適用范疇較寬,同時沒有制訂排放限值。
中國質量技術監督局于1999年公布的gb/t8190.1-1999《往復式內燃機排放測量第1部分:氣體和顆粒物的試驗臺測量》、gb/t8190.4-1999《往復式內燃機排放測量第4部分:不同發動機的試驗循環》和gb/t8190.2-1999《往復式內燃機排放測量第2部分:氣體和顆粒排放物的現場測量》等標準中的技術要求,都適用于本標準。2003年又連續修訂、公布了gb/t8190系列的其他標準,gb/t8190系列標準等同采納了iso8178系列標準。2010年又對gb/t8190中gb/t8190.1-1999和gb/t8190.4-1999進行了修訂,分別對應gb/t8190.1-2010和gb/t8190.4-2010;同時制定了針對瞬態工況的gb/t8190.9-2010和gb/t8190.10-2010,詳細系列標準名目見表1。
表1 gb/t8190系列標準名目
標準編號
標準名稱
實施日期
gb/t8190.1-2010
往復式內燃機 排放測量 第1部分:氣體和顆粒排放物的試驗臺測量
2011.03.01
gb/t8190.2-1999
往復式內燃機排放測量第2部分:氣體和顆粒排放物的現場測量
2000.03.01
gb/t8190.3-2003
往復式內燃機排放測量第3部分: 穩態工況排氣煙度的定義和測量方法
2003.09.01
gb/t8190.4-2010
往復式內燃機排放測量第4部分:不同用途發動機的試驗循環
2011.03.01
gb/t8190.5-2005
往復式內燃機排放測量第5部分:試驗燃料
2006.01.01
gb/t8190.6-2006
往復式內燃機排放測量第6部分:測量結果和試驗報告
2007.07.01
gb/t8190.7-2003
往復式內燃機排放測量第7部分: 發動機系族的確定
2003.09.01
gb/t8190.8-2003
往復式內燃機排放測量第8部分:發動機系組的確定
2003.09.01
gb/t8190.9-2010
往復式內燃機 排放測量 第9部分:壓燃式發動機瞬態工況排氣煙度的試驗臺測量用試驗循環和測試規程
2011.03.01
gb/t8190.10-2010
往復式內燃機排放測量第10部分:壓燃式發動機瞬態工況排氣煙度的現場測量用試
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