ООО"ФилАвто"   г.Энгельс

8(8453)771368,   8(8453)711439   filavto@yandex.ru

 

 

Требования международных и отечественных стандартов по экологии судовых дизельных двигателей.

На состоявшейся 26.09.97 конференции членов Международной Конвенции по предотвращению загрязнений от судов (MARPOL 73/78) принят разработанный Международной организацией судоводителей (IMO) директивный документ «Технический Кодекс по выбросам окислов азота от судовых дизельных двигателей» (далее Кодекс).
Предполагалось, что эти предложения IMO формально вступят в си­лу спустя год после того, как 15 стран-участниц, представляющих 50% ми­рового тоннажа эксплуатирующихся судов, ратифицируют соглашение. На данный момент соглашение не ратифицировано, однако вступил в си­лу циркуляр 34 IMO MERC, в соответствии с которым дизели, предназна ченные для судов с датой закладки киля после 1 января 2000 г., подлежат экологической сертификации с выдачей промежуточного (или временно


го) сертификата. После вступления в силу правил IMO по ограничению выбросов промежуточные сертификаты будут переоформлены, как это требуется, в международные сертификаты по предупреждению загрязне­ния воздуха судовыми дизелями (EIAPP-Сертификаты).
Правила IMO или, другими словами, «Технический Кодекс по кон­тролю эмиссии окислов азота судовыми дизельными двигателями», как следует из названия документа, накладывает ограничения пока только на эмиссию окислов азота.
Кодекс представляет собой Международный стандарт, устанавлива­ющий порядок и правила сертификации судовых дизелей на предприя- тии-изготовителе и на борту судна на соответствие нормам выбросов NOx организацией, уполномоченной Правительством страны (Регистром РФ).
Под действие Кодекса подпадают судовые дизели мощностью более 130 кВт, предназначенные к установке или установленные на любых су­дах, вместимостью 400 и более регистровых тонн, подчиненных прави­лам по предотвращению загрязнения воздуха от судов, составляющих Приложение IV к MARPOL 73/78.
Его требования должны быть обеспечены прежде всего изготовите­лями судовых дизелей.
Требования Кодекса в части испытательных процедур, методов из­мерений и методов обработки результатов испытаний полностью соот­ветствуют международному стандарту ISO 8178 «ДВС. Измерение эмиссии вредных веществ». Нормированию подлежат удельные средневзвешен­ные выбросы NOx при испытаниях по стандартным четырехступенчатым циклам Cv D2, Е2, Е3.
Выброс окислов азота в атмосферу при сгорании топлива наносит на­ибольший ущерб, нарушая в природе очень хрупкое природное равнове­сие. Именно поэтому, экологи и законодатели настаивают на контроле, в первую очередь, выбросов NOx. IMO на основе проведенных исследова­ний заложило в Кодексе требования по ограничению выбросов окислов азота, которые показаны на рис. 5.2.
Нормы выбросов NOx установлены в зависимости от номинальной частоты вращения коленчатого вала дизелями п и имеют следующие зна­чения:
при п < 130 мин-1, eNOx = 17 г/кВт ¦ ч;
при 130 <п< 2000 мин-1, eNOx = 45п 0-2 г/кВт ¦ ч;
при п >2000 мин1, eNOx = 9,84п г/кВт • ч.
По настоянию EUROMOT (Ассоциация Европейских производителей двигателей внутреннего сгорания) эти нормы уже действуют с 1997 г.
В национальных стандартах ряда стран для судовых дизелей нормы выбросов не связаны с каким-либо техническим параметром дизеля и имеют постоянное значение. Например, в США стандартом ЕРА на 1999 г. установлена норма выбросов NOx 9,2 г/кВт ¦ ч, а в России до 2000 г. - 14 г/кВт ¦ ч, с 2000 г. - 8 г/кВт ¦ ч. Наиболее жесткий и действующий с 1995 г.


[nox, г/кВт-ч
Фильтры,фильтроэлементы,судовые дизеля,двигатели
Рис. 5.2. Требования Кодекса ГМ О по ограничению выбросов окислов азота

стандарт Калифорнии (США) ограничивает выбросы N0X от морских су­дов нормой 2 г/кВт ¦ ч. Таким образом, нормы Кодекса следует считать весьма либеральными, особенно для мало- и среднеоборотных дизелей.
До 2000 г. вредные выбросы оксидов углерода и окислов азота дизе лей нормировались в соответствии с ГОСТ 24585-81 «Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Выбросы вредных веществ с отработан- ными газами. Нормы и методы определения». Дымность ОГ определя­лась и нормировалась в соответствии с ГОСТ 24028-80 «Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Дымность отработанных газов. Нормы и методы измерения». Однако требования этих государственных стандар тов распространялись только на заводские стендовые испытания дизелей и не применялись для дизелей в эксплуатации.
В 1997 г. вместо ГОСТ 24028 и 24585 вступили в силу новые стандар ты, а также дополнительный стандарт «Испытательные циклы», разрабо­танные Техническим комитетом РФ по стандартизации ТК 235 «Дизели судовые, тепловозные и промышленные».
С1 января 2000 г. введен в действие новый государственный стандарт ГОСТ Р 51249-99 «Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Вы­бросы вредных веществ с отработанными газами. Нормы и методы опре­деления», требования, которые допускается распространять на дизели в условиях эксплуатации, в том числе и после капитального ремонта.
При разработке стандартов учтены МС ISO 8178, IS010054, ISO 11б14и UJC-Codex № 623-2 в части терминов и определений, методов испыта­ний, измерений и расчетов. Расширена область применения стандартов на все виды стендовых испытаний дизелей, в том числе, прошедших ка­питальный ремонт. Расширена номенклатура нормируемых выбросов, а также ужесточены нормы.
Действующий ГОСТ 24028 допускал измерения непрозрачности по­тока отработанных газов (ОГ) дизелей при использовании только дымо- меров оптического типа (ДОТ). Вместе с тем, как за рубежом, так и в оте­чественной практике широкое распространение получили дымомеры Фильтрыционного типа (ДФТ), которые, благодаря своей портативности, легко могут быть подключены в любом подходящем месте выпускных си­стем тепловозных и крупных судовых дизелей, в частности, расположен­ном внутри машинного отделения тепловоза или судна.
Таблица 5.1
Нормы дымности отработанных газов


Расход отработанных Ve*p. ДМ3Л

газов

Натуральный показатель ослабления светового потока, Кд, м', не более

Коэффициент ослабления светового потока, приведенный к шкале дымометра оптического типа с L = 0,43, Л/%, не более

Дымовое число Фильтры, приведенное к шкале дымо­метра Фильтры­ционного типа с Lf= 0,405м FSN, уел. ед., не более

до 75 в ключ.

 

1,857

55

4,17

свыше 75 «

85 «

1,707

52

4,01

« 85 «

95 «

1,612

50

3,91

« 95 «

ПО «

1,521

48

3,80

« 110 «

125 «

1,433

46

3,70

« 125 «

140 «

1,348

44

3,59

« 40 «

160 «

1,267

42

3,47

« 160 «

185 «

1,188

40

3,37

« 185 «

210 «

1,112

38

3,26

« 210 «

250 «

1,038

36

3,14

« 250 «

290 «

0,966

34

3,02

« 290 «

350 «

0,897

32

2,89

« 350 «

400 «

0,829

30

2,77

« 400 «

500 «

0,764

28

2,64

« 500 «

600 «-

0.700

26

2.50

« 600 «

700 «

0,638

24

2.34

« 700 «

900 «

0.578

22

2,13

« 900 «

1150 «

0,519

20

2.02

« 1150 «

1500 «

0,461

18

1,84

« 1500 «

2000 «

0,405

16

1.67

« 2000 «

3000 «

0,351

14

1,48

« 3000

 

0.297

12

1,30

Примечание: Данные табл. 5.1 нельзя использовать для пересчета показаний оптичес­кого дымомера в показания Фильтрыционного, за исключением случаев одновремен­ного проведения измерений

Применение на этих объектах эксплуатации полнопоточных и даже частичнопоточных ДОТ осложнено необходимостью размещения на сре зе газовыпускной трубы либо фотометрического узла дымомера, подвер гающегося воздействию атмосферы, либо обогреваемой пробоотборной линии.
Поэтому в новой редакции стандарта, регламентирующего нормы и методы измерения дымности ОГ, допускается использование как ДОТ, так и ДФТ.
В действующем стандарте нормирование показателей дымности ОГ базируется на условном (геометрическом) расходе газов. В новой редак­ции стандарта дымность нормируется в зависимости от действительного расхода отработанных газов, то есть имеет место ужесточение требова ний к дизелям с турбонаддувом.
Значения норм дымности ОГ приведены в табл. 5.1.
Уточнена формула приведения коэффициента ослабления светового потока N, измеренного ДОТ с произвольной эффективной базой L, к ба­зе, равной 0,43 м, характерной для автомобильных дымомеров:

  1. Фильтры,фильтроэлементы,судовые дизеля,двигатели43, ( N V

-exp--------- In 1---------------
L { 100% j
Впервые введена формула приведения показаний ДФТ с Фильтрыци­онной колонкой произвольной эффективной длины Lf к длине, равной

  1. 405 м, также характерной для автомобильных дымомеров:


  1. Фильтры,фильтроэлементы,судовые дизеля,двигатели405, (. FSN

Фильтры,фильтроэлементы,судовые дизеля,двигатели---------- In 1------------
Lf ( 10



где FSN - дымовое число Фильтры в условных единицах десяти балльной шкалы.
Действующий ГОСТ 24585 регламентирует нормы и методы опреде ления удельных выбросов окислов азота (NOx) и окиси углерода (СО).
Новая редакция стандарта дополняет номенклатуру нормируемых веществ суммой углеводородов (ZCH) в приведении к СН,
В действующем стандарте нормы выбросов устанавливаются в функ­ции среднего эффективного давления и удельного расхода топлива при номинальной мощности в условиях стендовых испытаний серийных ди­зелей (табл. 5.2).
В новой редакции стандарта изменяется методический подход к рас чету и нормированию удельных выбросов загрязняющих веществ, осно­ванный на их оценке по стандартным испытательным циклам дизеля.
Испытательный цикл - это совокупность фиксированных по частоте вращения коленчатого вала и мощности (или моменту) режимов работы дизеля, устанавливаемая в соответствии с его назначением и реализуе­мая в процессе стендовых испытаний.


Таблица 5.2
Нормы выбросов загрязняющих веществ

Наименование

Обозначение

Назначение

Норма удельных

и размерность

 

дизеля

средневзвешенных

нормируемого параметра

 

 

выбросов

 

 

 

до 2000 г.

с 2000 г.

Удельный средневзве­

[lPNOx]

Тепловозный

18,0

12,0

шенный выброс окислов

 

Промышленный

16,0

10,0

азота (NOx) в приведении к N02, г/кВт ¦ ч

 

Судовой

14,0

8,0

Удельный средневзве­шенный выброс окиси

[lpCO]

Любое

6,0

3,0

углерода (СО), г/кВт ¦ ч

 

 

 

 

Удельный средневзве­шенный выброс

[1РСН]

 

 

 

углеводородов ICH

Любое

2,4

1,0

в приведении к СН, 85, г/кВт ¦ ч

 

 

 

 

Нормируемым (и расчетным) параметром выброса принимается удельный средневзвешенный выброс загрязняющего вещества - е? кото­рый представляет собой количество вещества, приходящееся на 1 кВт ч эффективной работы дизеля при совершении им полного испытательно­го цикла:
m
Ycv w
^'“ij exp j j
ef = 0,446^ ------------------------  Г/ВТ * 4,
P ype,w,
еном*-^ J j=l
где С, - измеренная при испытаниях концентрация i-ro загрязняюще­го вещества в ОГ, об. %;
j - порядковый номер режима испытаний в испытательном цикле; Vexp - объемный расход ОГ, приведенный к стандартным атмосфер­ным условиям (Т0 =273 К; Р0= 101,3 кПа), нм3/ч (во «влажном» или «су­хом» состоянии в зависимости от условий измерения состава отработан­ных газов);
Pej - отношение эффективной мощности дизеля на данном режиме испытаний к номинальной эффективной мощности;
Реном - номинальная эффективная мощность, кВт; ц, - молекулярная масса любого загрязняющего вещества либо его эквивалента по приведению, кг/моль;


т ~ количество режимов испытаний в испытательном цикле;
Wj - весовой коэффициент режима испытаний.

Весовой коэффициент режима испытаний - это условная величина,

статистически отражающая долю времени работы дизелей данного на­значения в эксплуатации в окрестностях данного режима Значения \Ni за имствованы из международных стандартов.
Испытательные циклы (регламентируются отдельным стандартом) для судовых, тепловозных и промышленных дизелей имеют 5 основных градаций (при общем числе 11) и являются производными от универсаль­ного одиннадцатирежимного цикла (табл. 5.3).
Разбивка циклов по градациям отвечает следующим признакам:
С - промышленные дизели, мощностью более 20 кВт;
D _ дизели для привода генератора (две подгруппы);
Е - судовые дизели (четыре подгруппы);
F - тепловозные дизели,
G - промышленные дизели, мощностью менее 20 кВт (три подгруппы).
По назначению дизелей в новом стандарте различаются и нормы удельных средневзвешенных выбросов NOx (см. табл. 5.2).
Для дизелей, прошедших капитальный ремонт, нормы корректиру­ются соответствующими коэффициентами.
В новом стандарте уточнены требования к газоаналитической аппа­ратуре в части применяемых методов количественного анализа. Так, при
Таблица 5.3


Основные испытательные циклы

Назначение дизеля и индекс испытатель ного цикла

Обозна­
чение
режима

Отношение частоты вращения коленча­того вала к номи­нальной частоте вращения, п

Отношение эффективной мощности к ее
номинальному
значению.

Весовой коэффициент режима. W

Промышленное

1

1,000

1,00

0,30

(дизел ь- генератор)

2

1,000

0,75

0,50

D1

3

1,000

0,50

0,20

Судовые ЕЗ

1

1,000

1,00

0,20

 

2

0,908

0,75

0,50

 

3

0,794

0,50

0.15

 

4

0,630

0,25

0.15

Для железнодорож­

1

1,00

1,00

0,20

ного транспорта F

2

промежуточная

0,50

0,10

 

3

промежуточная

0,25

0,10

 

4

промежуточная

0,05

0,60

проведении сертификационных испытаний дизеля газоанализаторы должны иметь следующие детекторы:

  1. для NOx - хемилюминесцентный (нагреваемый или нет) с преобра­зователем NOx -» NO;
  2. для СО - недисперсионный инфракрасный;
  3. для СН - пламенно-ионизационный, нагреваемый до температуры (453 ± 10) К.

Линия отбора и транспортирования пробы должна быть термостати рована при температуре 180 ± 20°С. Длина пробоотборной линии не должна превышать 20 м, при этом в паспорте должна быть указана до­полнительная погрешность определения состава газов, вносимая пробо­отборной линией и системой пробоподготовки.

 


 

 
 
         
 

 

 

Наши контакты

адрес:

Саратовская обл., г.Энгельс, Промзона

телефоны:

8(8453)77-13-68

89020483620

e-mail:

filavto@yandex.ru

 
Яндекс.Метрика