Спецфлотсервис

Методические указания по определению вредных выбросов судовых дизелей


При проведении измерений выбросов вредных веществ с отработавшими газами судовых дизелей необходимо пользоваться следующими документами:

1. ГОСТ Р-51249-99 «Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения».
2. ГОСТ-30574-98 «Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Измерения вредных веществ с отработанными газами. Циклы испытаний».
3. «Временным руководством по техническому наблюдению за судовыми двигателями при их изготовлении, капитальном ремонте и эксплуатации в целях предотвращения загрязнения атмосферы с судов». Руководство Р.031-2009.
Методическое руководство по проведению замеров вредных выбросов судовыми дизелями осуществляет ООО «Спецфлотсервис», г. Москва.
Тексты ГОСТ Р-51249-99 ГОСТ-30574-98 можно найти на сайте 
www.techlit.ru. Инструментальное оснащение переносного поста контроля за вредными выбросами с отработанными газами судовых дизелей разработано ООО НПО «ЭКО-ИНТЕХ».

 

Метод упрощенных измерений


Упрощенные измерения на двигателе в условиях эксплуатации выполняются, как правило, на одном режиме, указанном в Техническом паспорте. Метод упрощенных измерений базируется на следующих процедурах:
- документальной проверке комплектации двигателя по формуляру или журналу регистрации конструктивных изменений в объеме требований Технического паспорта;
- фактической проверке соответствия комплектации и регулируемых элементов двигателя, находящихся на объекте применения, их первоначальным значениям, полученным на испытательном стенде в объеме требований Технического паспорта;
- упрощенных измерениях выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов для одного из режимов испытательного цикла, выбранного по согласованию между Речным Регистром и организацией, проводящей измерения, или назначенного изготовителем.
При проведении упрощенных измерений допускается вместо измерения удельных средневзвешенных выбросов вредных веществ ограничиться измерением концентрации этих веществ в отработавших газах. Измеренные на стенде и на месте установки двигателя концентрации вредных веществ при сравнении должны быть приведены к концентрации кислорода, равной 15 %, для уравнивания степени разбавления продуктов сгорания избыточным воздухом.
Приведение к концентрации кислорода 15 % выполняют по формуле:

где х – измеренное значение концентрации кислорода в отработавших газах при работе двигателя на контролируемом режиме, %;
Ci(O2=x%) - измеренное значение концентрации вредного вещества газоанализатором типа "Инфралайт-11П" в отработавших газах при работе двигателя на контролируемом режиме, ppm;
20,8 – среднестатистическое содержание кислорода в атмосферном воздухе, %.

Предельно допустимые значения технических нормативов выбросов вредных веществ с ОГ при испытаниях двигателей на месте установки по упрощенной процедуре приведены в таблице 1. При проведении контрольных проверок (освидетельствований) двигателей методом упрощенных измерений, кроме Технического паспорта, в состав эксплуатационной документации должен входить журнал регистрации параметров двигателя для записи всех конструктивных изменений, комплектации и регулировок, если они имели место в процессе эксплуатации. 

 

Таблица 1
Нормируемый параметр Обозначение Назначение двигателя Предельно допустимые значения концентрации вредного вещества, приведенного к концентрации кислорода O2 = 15 %, млн-1
Концентрация оксидов азота (NOx), приведенная к концентрации O2=15%, млн-1 CNOx
(O2-15%)
Вспомогательный 700
Главный 1300* при частоте вращения n ≤ 130 мин-1;
0,32 n * в диапазоне 130 < n ≤ 2000 мин-1;
700* при n > 2000 мин-1
Концентрация оксида углерода (СO), приведенная к концентрации O2=15%, млн-1 CCO
(O2-15%)
Любое 1000
Концентрация углеводородов (С H 1,85 ), приведенная к концентрации O 2 =15%,млн -1 CCH
(O2-15%)
Любое 200

* концентрация оксидов азота СNOx(O2=15%)
Примечание: предельно допустимые значения технических нормативов при испытаниях двигателей на месте установки по упрощенной процедуре назначаются как временные и действуют до 2010 г. После накопления репрезентативных данных по фактическим выбросам вредных веществ в эксплуатации предельно допустимые значения могут быть уточнены. 

Метод прямых измерений.
Проведение и обработка результатов измерений
.

 

Требования к горюче-смазочным материалам


При испытаниях двигатель должен работать на топливе и маслах, указанных в технических условиях изготовителя двигателя. Если двигатель испытывают с использованием концепции семейства или группы, то для сравнения показателей экономичности двигателей – членов семейства (группы) измеренный расход топлива приводится к стандартным условиям в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 3046-1. Если двигатель должен отвечать специальным требованиям по выбросам на месте его установки, испытания проводят на том топливе, которое будет использоваться на месте установки. Технические характеристики топлива и смазочного масла, используемых при проведении испытаний, должны быть зарегистрированы в протоколе испытаний.

Атмосферные условия при проведении измерений


На месте проведения испытаний должны быть измерены температура атмосферного воздуха на всасывании в двигатель Тa, К, полное атмосферное давление воздуха рa, кПа, а также относительная и абсолютная влажность воздуха, по которым вычисляют давление сухого атмосферного воздуха Рa, кПа. По результатам измерений рассчитывают параметр атмосферных условий F по формулам: 
- для двигателей без наддува, с наддувом от приводного нагнетателя или с комбинированным наддувом:

- для двигателей с наддувом от свободного турбокомпрессора:

где Рa рассчитывается по формуле
Pa=pa-pw pw- парциальное давление водяных паров в атмосферном воздухе при Ta, кПа.

Результаты испытаний считают достоверными, если в течение испытаний F остается в пределах:
0,93 – 1,07 - для двигателей, установленных на судах;
0,98 – 1,02 - для двигателей при стендовых испытаниях.

Измерения состава отработавших газов


Измерение состава ОГ должны выполняться Речным Регистром или организацией, имеющей Свидетельство о признании, выданное Речным Регистром.
Измерение состава ОГ проводят для режимов работы двигателя, представленных в таблице 2, в зависимости от его назначения. Рекомендуется начинать измерения с режима номинальной (полной) мощности и далее последовательно снижать нагрузку до минимальной.

Таблица 2
Назначение двигателя Обозначение режима Номер режима Отношение частоты вращения коленчатого вала к номинальной частоте вращения n Отношение эффективной мощности к ее номинальному значению Pe Крутящий момент, % Весовой коэффициент режима W
Главные двигатели (кроме дизельных двигателей СПК), работающие по винтовой характеристике E3 1
2
3
4
1,000
0,908
0,794
0,630
1,00
0,75
0,50
0,25
  0,20
0,50
0,15
0,15
Главные двигатели для судов длиной менее 24 м (кроме буксиров и толкачей), работающих по винтовой характеристике Е5 1
2
3
4
5
0.1
0.91
0.8
0.63
холостой ход
0.1
0.75
0.5
0.25
0
  0,08
0,13
0,17
0,32
0,30
Вспомогательные двигатели с переменной нагрузкой и постоянной частотой вращения (дизель-генераторы) D2 1
2
3
4
5
    100
75
50
25
10
0,05
0,25
0,30
0,30
0,10
Главные двигатели, работающие по винтовой характеристике на швартовном режиме   1
2
3
4
    100
83
63
39
0,55
0,15
0,15
0,15


Перед началом измерений газоанализаторы прогревают в соответствии с инструкцией изготовителя.
Отсчет показаний газоанализаторов проводят для каждого режима трижды с интервалом не менее 1 мин, причем первый отсчет выполняют не ранее чем через 2 мин после установления температурного состояния двигателя на режиме испытаний. Результаты трех последовательных отсчетов не должны различаться более чем на ±3,5%. За результат измерений принимают среднеарифметическое значение трех отсчетов.
Одновременно с измерениями состава отработавших газов регистрируют значения показателей двигателя, необходимые для определения нормируемых параметров.
По результатам испытаний двигателя оформляется протокол испытаний двигателя на соответствие техническим нормативам выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов.

Обработка результатов измерений


Массовый часовой расход топлива измеряют для каждого режима проведения испытаний методами, обеспечивающими необходимую точность. В случаях, когда невозможно измерить расход топлива при испытании на месте установки двигателя, допускается применение расчетных методов с использованием исходных данных, заимствованных из протокола стендовых испытаний двигателя. При использовании расчетных методов, в особенности в тех случаях, когда применяют тяжелое топливо, должна быть проведена оценка возможной погрешности расчета.
Объемный расход «влажного» отработавших газов Vвл измеряют с помощью дифференциального манометра типа 
ДМЦ-01М с каналом ввода температуры и напорной трубки типа НИИОГАЗ с термопарой с последующим приведением к стандартным атмосферным условиям и пересчетом на «сухое» состояние.
Vexh=Vвл+(Fсух- Fвл)*Bf

где Vexh - объемный расход воздуха, приведенный к нормальным атмосферным условиям (Т0=273 К, p0=101,3 кПа), м3/ч; Bf - массовый часовой расход топлива, кг/ч;
Fсух, Fвл – коэффициенты приведения к нормальным атмосферным условиям расхода неразбавленных продуктов сгорания различных топлив (м3/кг), принимаемый по таблице 3 для «cухого» или «влажного» состояния отработавших газов (или коэффициент состава топлива).

Таблица 3
Вид топлива
Значение коэффициента состава топлива F, для состояния отработавших газов, м3/кг
Fвл влажного
Fсух сухого
Дизельное
0,75
-0,77
Моторное
0,72
-0,74
Мазут
0,69
-0,71


Примечание: в случае применения в судовых двигателях импортного топлива допускается использование соответствующего коэффициента F из данной таблицы для дизельного топлива, моторного топлива или мазута в зависимости от вязкости применяемого топлива.

«Влажное» состояние отработавших газов принимают для случаев, когда измерение концентрации вредного вещества осуществляется при температуре выше 298 К. 
Для остальных случаев принимают «сухое» состояние отработавших газов. Эффективная мощность двигателя определяется для каждого режима проведения испытаний методами, обеспечивающими необходимую точность. Определение удельных средневзвешенных выбросов i-ого вредного вещества с отработавшими газами рассчитывают по формуле:

где ui – молекулярная масса i-го загрязняющего вещества, либо его эквивалента по приведению:

 кг/кмоль; m – число режимов испытаний в испытательном цикле;
j – порядковый номер режима испытаний в испытательном цикле;
i – индекс загрязняющего вещества;
Cij – измерения при испытаниях в j-м заданном режиме концентрация i-го загрязняющего вещества в отработавших газах, %; для СН и NO2 (если концентрация измеряется в ррм) для пересчета в % показания прибора следует помножить на 10-4;
Vexh j – объемный расход отработавших газов, приведенный к нормальным атмосферным условиям (Т0=273 К, p0=101,3 кПа), нм3/ч, в «сухом» состоянии;
- отношение эффективной мощности двигателя для данного режима испытаний к номинальной эффективной мощности;
P – номинальная эффективная мощность двигателя, кВт;
Wj – весовой коэффициент режима.

Результаты измерений и вычислений выбросов вредных веществ и дымомности отработавших газов заносят в 
акт замеров, форма которого приведена по ссылке

Измерение дымности отработавших газов оптическим методом


Измерение дымности ОГ проводят на тех же режимах работы двигателя, что и измерение состава ОГ. Схема установки дымомера оптического типа приведена на рис. 1


Рис. 1 Схема установки дымомера оптического типа

Перед началом измерений дымомер прогревают и калибруют по эталонному светофильтру, входящему в комплект прибора, в соответствии с инструкцией изготовителя. Измерение параметров дымности для каждого режима работы двигателя проводят не менее трех раз с промежутком между двумя последующими измерениями не менее 1 мин. После каждого измерения проверяют нулевые показания и при необходимости приводят коррекцию. Измерения считают действительными, если расхождения между двумя последними показаниями по шкале N не превышают ± 2 %, а результаты трех измерений не образуют монотонно убывающей или возрастающей последовательности. Если эти условия не выполняются, то серию измерений продолжают до получения трех последовательных показаний, удовлетворяющих поставленным условиям. За результат измерения принимают среднеарифметическое значение трех показаний. Результаты измерений включают в протокол о результатах испытаний.

 

Реклама

The Best in Business  Volvo Dometic International Marine Excellence Я зарегистрирован на Портале Поставщиков

Сертификаты | Услуги | Оборудование | Контакты

© 2010 «СпецФлотСервис»