新聞主題	柴油發(fā)電機排放標準

 

摘要：柴油發(fā)電機排放標準是指柴油發(fā)電機排放物中限定的各種污染物的最高排放限值。它是由國家環(huán)境保護部門(mén)制定的，旨在限制污染物對環(huán)境的影響，并促進(jìn)我們社會(huì )的可持續發(fā)展。由于柴油發(fā)電機是我們社會(huì )中提供能源的主要設備，因此柴油發(fā)電機排放標準至關(guān)重要。

 

一、排放污染物的組成

 

從總體看，由于柴油機的平均混合氣濃度比汽油機稀得多，即使在高負荷區，平均過(guò)量空氣系數也遠大于1，所以柴油機總有足夠的氧氣對已形成的CO和HC進(jìn)行氧化。柴油機的CO和HC排放量要比汽油機低得多。從細節上看，柴油機CO和HC的具體生成原因也與汽油機有所不同。

 

圖1 柴油發(fā)電機排放污染物比例

 

1、CO

柴油機CO主要源于缺氧造成噴注中過(guò)濃部分的不完全燃燒。

2、HC

柴油機HC的生成主要有下述兩個(gè)原因：

（1）滯燃期中，處于噴注前緣（圖2）的極稀混合氣，其濃度遠低于燃燒極限而無(wú)法著(zhù)火便產(chǎn)生HC。滯燃期越長(cháng)，滯燃期中噴油量越多，過(guò)分稀釋的混合氣也越多，HC排放也就增多。

（2）在柴油機中，噴霧質(zhì)量、噴霧貫穿度、與空氣的混合等因素對未燃HC的生成影響很大。噴油器結構不合理，特別是針閥后壓力室容積過(guò)大是形成未燃HC的重要原因。此外，竄機油，起動(dòng)時(shí)不著(zhù)火以及不正常噴射（如二次噴射）也是產(chǎn)生未燃HC的原因。在冷起動(dòng)、怠速、低負荷等條件下，噴注中的大顆粒油滴來(lái)不及蒸發(fā)，嚴重的后燃也會(huì )造成未燃HC的排放。

3、NO_X

柴油機的NO_X生成條件與汽油機相同，也是高溫、富氧和較長(cháng)的作用時(shí)間，但是達到上述條件的具體情況各不相同。

柴油機在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生NO_x的區段有速燃期的稀燃火焰區和緩燃期的擴散燃燒區。因為這兩個(gè)區段具有生成NOx的條件。

4、微粒和碳煙

柴油機中，微粒和碳煙的生成源于高溫和局部混合氣過(guò)濃。

混合氣越濃，其中碳成分就越多。在柴油噴注中，混合氣濃度由芯部的極濃到前緣的極稀，所以噴注在燃燒過(guò)程，芯部總會(huì )有自由碳產(chǎn)生。

混合氣在高于一定溫度條件下，某些燃料分子會(huì )產(chǎn)生熱裂解而分解成許多分子量低而碳比例高的碳氫化合物，如乙炔、乙烯等，其中也有自由碳。以這些裂解產(chǎn)物為核心，會(huì )不斷使表面增和凝聚，尺寸不斷擴大，形成球形粒子。到一定尺寸后，多個(gè)粒子又會(huì )聚成鍵狀的集合體。當燃燒進(jìn)行到末期，缸內溫度下降，一些未燃HC和有機、無(wú)機物凝結和赫附在這些集合體表面，這就成為柴油機排氣中的微粒。

碳煙生成量與溫度和混合氣濃度的關(guān)系見(jiàn)圖3。 1327～1427℃的溫度對碳煙形成的影響最大；混合氣越濃，碳煙值越大。

 

圖2 柴油機滯燃期噴入氣缸的噴注形狀圖

圖3 柴油機碳煙生成量與溫度和混合氣濃度關(guān)系

 

 

二、柴油發(fā)電機排放標準內容

 

1、柴油發(fā)電機的排放中，二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NO_x）是必須控制的主要污染物，其最高排放限值分別為0.25克/升和0.25克/升。

2、柴油發(fā)電機煙氣排放中有害氣體含量也是必須嚴格控制的，一般來(lái)說(shuō)，CO，HC，PM等有害氣體的最高排放限值分別為1.2克/升，0.07克/升，0.01克/升。

3、柴油發(fā)電機的噪聲也是必須進(jìn)行控制的，一般來(lái)說(shuō)，噪聲的最高排放限值為85分貝。

4、柴油發(fā)電機的排放也必須按照一定的標準進(jìn)行控制，如排放必須符合國家環(huán)保法規的要求。

在使用柴油發(fā)電機的過(guò)程中，必須加強污染物檢測，確保機組符合國家排放標準。只有這樣，才能確保柴油發(fā)電機排放物對環(huán)境的影響是可控的，從而實(shí)現我們社會(huì )的可持續發(fā)展。

 

三、最新國四標準的要求

 

“非道路國四”標準于2022年12月1日如期施行，要求所有生產(chǎn)、進(jìn)口和銷(xiāo)售的560kW以下（含560kW）非道路移動(dòng)機械及其裝用的柴油機應符合本標準要求。

1、提升排放控制技術(shù)

選擇性催化還原裝置（SCR如圖4所示）和顆粒捕集器（DPF如圖5所示）等先進(jìn)排放控制技術(shù)在非道路移動(dòng)機械領(lǐng)域的應用大幅度提升，促進(jìn)柴油機及相關(guān)零部件行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

2、提升環(huán)境監管效果

通過(guò)遠程監控排放控制系統運行狀況，保證其在實(shí)際使用過(guò)程中正常發(fā)揮作用，防止污染控制裝置失效或遭到破壞。

3、提升產(chǎn)品國際競爭力

排放控制水平與技術(shù)要求與歐、美現階段標準相當，實(shí)現國際接軌，同時(shí)在整機實(shí)際排放測試等方面更加先進(jìn)。

4、提升空氣環(huán)境質(zhì)量貢獻

NO_x、HC和PM排放限值均有所提升，據中國環(huán)境科學(xué)研究院機動(dòng)車(chē)排污監控中心測算，到2025年將減排NOx 37.5萬(wàn)噸、PM 3.2萬(wàn)噸，減排比例分別達到12.5%和19.3%。

目前現行的排放標準已經(jīng)達到國四標準，原先一般地區使用的柴油發(fā)電機組一般采用國二標準即可。京津冀地區則主要選用國三標準，對于環(huán)保要求高的地區，也建議選擇國三標準，而隨著(zhù)國四標準的發(fā)布實(shí)施，柴油發(fā)電機組必將逐步采取更高的環(huán)保執行標準。

 

圖4 柴油機SCR尾氣處理系統

圖5 柴油機DPF系統工作原理圖

 

 

四、環(huán)保部關(guān)于GB16297-1996 的適用范圍的回復

 

1、來(lái)信：

　　最近幾年來(lái)，隨著(zhù)社會(huì )各方對大氣環(huán)境狀況的越來(lái)越重視，各級環(huán)保部門(mén)的執法力度也逐漸加強，但由于各種原因，也帶來(lái)一些法規適用性方面的困惑。 GB16297-1996 《大氣污染物綜合排放標準》從1997年1月開(kāi)始實(shí)施，對規范各類(lèi)固定式污染源的污染物排放起到了極大的作用。其中適用范圍1.2.1條規定：“按照綜合性排放標準與行業(yè)性排放標準不交叉執行的原則，......，其它大氣污染物排放均執行本標準。” 這里“其他大氣污染物排放”涵蓋了所有的情況，因此，很多地方政府在進(jìn)行項目環(huán)境評審時(shí)，將固定式柴油發(fā)電機組也納入到該標準的適用范圍。 但實(shí)際情況中，固定式柴油發(fā)電機組常常無(wú)法滿(mǎn)足該標準的要求，比如該標準第5章規定一類(lèi)區域禁止新建擴建污染源，但很多新建設施需要安裝應急用發(fā)電機組，另外標準規定排氣筒要高出周?chē)?00米范圍內建筑物5米以上，這對柴油發(fā)電機組來(lái)說(shuō)也是無(wú)法滿(mǎn)足要求的。同時(shí)，該標準規定的氮氧化物和顆粒物排放濃度對于當前市場(chǎng)的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)也是非?？量痰?，無(wú)法滿(mǎn)足要求。 希望能針對該標準的使用范圍做一說(shuō)明，明確是否適用于固定式柴油發(fā)電機組產(chǎn)品。

2、回復內容：

　　目前，我國還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的固定式柴油發(fā)電機污染物排放標準，柴油發(fā)電機污染物排放控制應參照《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）執行。該標準除對污染物排放濃度有明確要求外，對排氣筒高度和排放速率也有具體規定?？紤]到加高固定式柴油發(fā)電機排氣筒高度會(huì )導致燃料燃燒不充分、增大污染物排放等現象，以及大功率柴油機存在無(wú)法滿(mǎn)足排放速率限值的情況，建議目前固定式柴油發(fā)電機污染物排放濃度按照《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）中的最高允許排放濃度指標進(jìn)行控制，對排氣筒高度和排放速率暫不作要求。待《固定式壓燃式發(fā)動(dòng)機及設施排放標準》出臺后，固定式柴油發(fā)電機污染物排放按此標準執行。

 

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