柴油机nox排放量实船测试和误差研究

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1、柴油机NOx排放量实船测试和误差研究　　【摘要】如若对在航船的柴油机实施NOx排放量的测试，需进行必要的系统改造和测试仪器安装。测试参数根据其特性分成了大气环境参数、柴油机运行参数、柴油机排气参数和燃油成份参数等四类。本文分别就测取精度要求、测取方法选择、及测量误差等环节对柴油机NOx排放量测取结果的影响进行了阐述和分析。【关键词】NOx排放量；实船测试；在航船功率超过130kW的柴油机在装船前需进行相关的NOx排放量认证工作[1][2]，并获取EIAPP证书。其NOx排放量测试工作一般是在柴油机台架上进行的，相关的测量仪器及其精度都是按照实

2、验室标准配置，能满足船舶柴油机NOx排放量测量的相关要求。由于使用用途、航行区域、机损故障、关键部件调整等因素，需要对在航船的柴油机进行NOx排放量的实船测量。要想在船舶上实施柴油机的NOx排放量测试，目前船舶柴油机的系统组成及测试仪器精度等环节不能满足《MARPOL》公约的相关要求，必须进行系统改造和测试仪器的安装或更换。8在进行柴油机氮氧化合物（NOx）质量排放量的测试工作时，依据公约及其计算方法的要求，并根据其各自的性质，可以将测取的参数分为四类，分别为大气环境参数、柴油机运行参数、排气参数和燃油成份。具体如表1所示：表1所示的第四项参

3、数为燃油成份，需在试验过程中对柴油机燃用的燃油进行现场取样，之后送到有资质的专业燃油成份分析服务机构，按照ISO9001的要求对燃油成份进行分析，并出具正式的燃油成份分析报告；其它三项参数（大气参数、柴油机运行参数和排气成份）都需在现场使用符合要求的测试仪器进行实时测量。在实船上，现有测试仪器的数量及精度一般都不能满足要求，需根据船舶的实际情况进行相应的系统调整和测试仪器安装。下面结合大连海事大学排放测试中心实施的某轮发电副机实船NOx排放量测试项目的试验情况，就系统调整、测试仪器及其安装、及各类测量误差对NOx排放量测试结果的影响等问题进行

4、阐述：1.大气环境参数的测量及影响大气环境参数的测量仪器由测试者自带，其摆放位置，需靠近运行柴油机增压器的压气机侧，距离应控制在0.5～1.0米为宜，如为表盘式仪表应注意适当的固定，避免运行柴油机的震动影响其测量精度；由于船舶机舱一般为封闭空间，柴油机消耗的空气由机舱风机提供，随着柴油机工况点的变化，应调整运行风机数量，保持机舱大气压力在100kpa左右，并避免较大的波动。8大气环境参数测量精度对柴油机NOx测试工作的影响包括两方面，其一直接决定柴油机NOx排放试验的大气环境因子fa是否满足公约的要求，按照NOx技术规则（2008）TierI

5、I的要求，fa应满足的条件为（0.93≤fa≤1.07）；其二影响柴油机的NOx排放量的计算结果。除大气压力外，其他参数对NOx计算结果的影响均为正向，即：随着大气温度、大气相对湿度、大气CO2的体积含量测量数值的增加，柴油机NOx排放量的计算值随之增加。具体情况如表2所示：2.柴油机运行参数的测量及影响影响柴油机NOx排放量计算值的参数主要包括：扫气的温度和压力、柴油机的轴功率、燃油质量流量。2.1柴油机扫气温度和压力的测量及影响船上原有的扫气温度表与压力表一般为工业级，其精度较低，试验时需更换。扫气温度表应选用精度等级为0.5级的实验室用

6、表，类型应选用电阻式或压力式，安装位置可利用原扫气温度表（本地表）位置；测量扫气压力时宜选用外接的U型管压力计，安装位置可利用原扫气温度传感器位置（远程传输用传感器），也可在温度表附近开一个临时的扫气压力测量孔。扫气温度对柴油机NOx排放量计算值的影响为正向，即随着扫气温度测量值的增大，柴油机NOx排放量的计算值随之增加；而扫气压力的影响相反。具体情况如表3所示：2.2柴油机的功率测量及影响8实船柴油机功率测量的精度直接影响柴油机NOx质量排放量的测量精度。除特种船舶外，服务于船舶的柴油机主要包括主机（推进用途）、副机（常规发电用途）及应急发

7、电柴油机，需持有EIAPP证书的仅为主机与副机。由于主机与副机其工作负载特征不同，在船上实现功率测量的方式方法也不同。柴油机作为船舶的主机时，由于船、机、桨组成了船舶能量转换三角关系的三个支点，其中主机作为船舶推进装置的功率提供单元，推进器作为船舶推进装置功率的转换单元，船舶作为船舶推进装置功率的消耗单元。主机发出的功率最终转化为船舶的航速，要想使船舶以一定的航速航行，须使主机发出一定的功率。根据螺旋桨的形式不同，主机的工作方式分两种，即定距桨模式和变距桨模式。以定距桨模式工作时，主机需按照E3工况运行；以变距桨模式工作时，主机需按照E2工况

8、运转。其工况点分别如表4所示：8船舶主机遥控系统包括油门和转速两方面的控制要素。对于直接传动的定距桨船舶来说，其遥控信号一般为速度信号和（或）油门信号，其机旁操作信