【正文】 MEPC 58/23/ 船用柴油機 氮氧化物 排放控制技術(shù)規(guī)則修正案 (2020 年 氮氧化物 技術(shù)規(guī)則 ) 引言 前言 1997 年 9 月 26 日，《經(jīng) 1978 年議定書修正的 〈 1973 年國際防止船舶造成污染公約 〉 》(MARPOL 73/78)當事國 大會以大會決議 2 通過了《船用柴油機氮氧化物排放控制技術(shù)規(guī)則》 (《氮氧化物 技術(shù)規(guī)則 》 )。 《防污公約》 附則 VI－ 《防止船舶造成空氣污染規(guī)則》于2020 年 5 月 19 日 生效后， 該附則第 13 條適用的所有船用柴油機都必須符合 本 規(guī)則的 規(guī)定 。 2020 年 7 月， 環(huán)保會 第 53 屆會議 同意修訂 《防污公約》 附則 VI 和 《 氮氧化物 技術(shù)規(guī)則 》 。 2020 年 10 月， 環(huán)保會 第 58 屆會議 完成 了審議， 本 《 氮氧化物 技術(shù)規(guī)則 》 (以下簡稱本規(guī)則 )就 是 該過程取得的結(jié)果。 作為一般 性的 背景信息， 在 燃燒過程中形成氮氧化物的先決條件是氮和氧 。 這些成分一起構(gòu)成柴油機吸入空氣的 99％。在燃燒過程中氧氣將被消耗，多余氧氣的數(shù)量是空氣 /燃料比的函數(shù)，柴油機在此情況下運轉(zhuǎn)。氮在燃燒過程中大多未起反應(yīng) ； 但有很小一部分將被氧化形成多種形式的氮氧化物。 能 夠 形成的氮氧化物 (NOX)包括一氧化氮 (NO)和二氧化氮 (NO2)，其總量主要是火焰或燃燒溫度的函數(shù)，以及存在于燃料中有機氮 (如果存在 )數(shù)量的函數(shù)， 氮氧化物 的形成還是氮和多余氧氣在柴油機燃燒過程中暴露在高溫下時間的函數(shù)。 換句話說， 燃燒溫度愈高 (如高峰值壓力、高壓縮比、高供油比率等 )，所形成的 氮氧化物 總量就越大。通常低速柴油機所形成的 氮氧化物 量比高速機要大。 氮氧化物 能引起酸化，形成對流層臭氧，營養(yǎng)富集等不良 環(huán)境 影響，對全球人類健康造成危害。 本規(guī)則旨在 為 船用柴油機試驗、檢驗和發(fā)證 規(guī)定 強制性程序，以使柴油機制造廠、船東和主管機關(guān)能夠確保所有適用的船用柴油機符合附則 VI 第 13 條規(guī)定的關(guān)于 氮氧化物排放 限值 。在制定一系列簡單實用的要求 (其中 對確保符合 氮氧化物 排放允許值的措施作了定義 )時，已認識到精確制定船用柴油機實際加權(quán)平均 氮氧化物 排放量的困難。 鼓勵主管機關(guān)在適當受控條件下能進行精確試驗的試驗臺上，對船用推進系統(tǒng)和輔柴油機的排放性能進行評估。本規(guī)則的一個 重要 特點就是在這個初始階段確保符合附則 VI第 13 條。其后的船上試驗將不可避免地受限于范圍和精確度兩方面，其目的應(yīng)為推理或推斷排放性能和證實柴油機的安裝、操作和維護遵循 了 制造廠 的規(guī)范 ，以及任何調(diào)整或改裝 沒有 偏離制造廠初次試驗和發(fā)證確立的排放性能。 MEPC 58/23/ ANNEX 14 Page 2 目錄 頁碼 引言 ……………………………… ……………………………… ……… ..… .. 3 前言 ……………………………………………………………… ……… ..… .. 3 縮寫、 下標 和符號 …………………………………………… ………… .. 6 第 1 章 － 總則 ………………………………………………… ……… … .. 9 目的 ……………………………………………… ……… ..… … . 9 適用范圍 ……………………………………………… ……… ... 9 定義 ……………………………………………… ……… ..… … . 9 第 2 章 － 檢驗和發(fā) 證 ……………………………………… ……… ..… .. 12 通則 ……………………………………………… ……… ..… … . 12 發(fā)動機的 前期 發(fā)證程序 ………………………… ……… ..… … .. 13 發(fā)動機的發(fā)證程序 ……………………………… ……… ..… … . 14 技術(shù) 檔案 和船上 氮氧化物 核實程序 ……………… ……… ....... 16 第 3 章 － 氮氧化物排放標準 …………………………… ……… ..… … . 18 船用柴油機最大允許 氮氧化物 排放 限值 …… ……… ..… .… . … 18 適用的試驗循環(huán)和加權(quán)因數(shù) …………………… ……… ..… .… . 18 第 4 章 － 系列化生產(chǎn)的發(fā)動機認可： 發(fā)動機族和發(fā)動機組的概念 ………………… ……… ..… . 21 通則 ……………………………………………… ……… ..… … .. 21 文件 ……………………………………………… ……… ..… … .. 21 發(fā)動機族概念的 應(yīng)用 …………………………… ……… ..… … .. 21 發(fā)動機組概念的應(yīng)用 …………………………… ……… ..… … .. 25 第 5 章 － 試驗臺 氮氧化物 排放的測量程序 ………… ……… ..… .... 28 通則 ……………………………………………… ……… ..… … .. 28 試驗條件 ………………………………………… ……… ..… … .. 28 試驗燃油 ………………………………………… ……… ..… … .. 30 測量設(shè)備和測量數(shù)據(jù) …………………………… ……… ..… … .. 31 廢氣流量的測定 ………………………………… ……… ..… … .. 31 發(fā)動機相關(guān)參數(shù)和其它基本參數(shù)的 測試儀的允許偏差 ……………………………… ……… ..… … .. 32 MEPC 58/23/ ANNEX 14 Page 3 確定氣體成份的分析儀 ………………………… ……… ..… … .. 32 分析儀的校準 …………………………………… ……… ..… … .. 32 試驗運行 ………………………………………… ……… ..… … .. 32 試驗報告 ………………………………………… ……… ..… … .. 32 氣體排放數(shù)據(jù)評估 ……………………………… ……… ..… … .. 35 氣體排放計算 …………………………………… ……… ..… … .. 35 第 6 章 － 船上驗證符合 氮氧化物 排放 限值 的程序 ……………………… …… ……… ..… …… . 40 通則 ……………………………………………… ……… ..… … .. 40 發(fā)動機參數(shù)檢查方法 …… ……………………… ……… ..… … .. 40 簡化測量方法 …………………………………… ……… ..… … .. 43 直接測量和監(jiān)測方法 …………………………… ……… ..… … .. 46 第 7 章 － 現(xiàn)有發(fā)動機的發(fā)證 …………………………… ……… ..… ..... 52 附錄 附錄 1 － EIAPP 證書格式 ………………………… ……… ..… …… .. 52 附錄 2 － 船用柴 油機檢驗和發(fā)證流程圖 ………… ……… ..… ....… .. 56 附錄 3 － 確定船用柴油機排放氣體 成分的分析儀 的 技術(shù)條件 ……………… ……… ..… …… ……………… .. 60 附錄 4 － 分析和測量儀器的校準 ……………… ……… ..… ……… .. 65 附錄 5 － 母型機試驗報告 ……… …………………………… ...… … . 78 － 第 1 節(jié)－母型機試驗報告 …………… ……… ..… … … 78 － 第 2 節(jié)－技術(shù) 檔案 中包括的 母型機 試驗數(shù)據(jù) …… … .. 86 附錄 6 － 廢氣質(zhì)量流量計算 (碳平衡法 ) ……………………… ........ 89 附錄 7 － 發(fā)動機參數(shù)檢查方法的檢查清單 …………………… ....... 91 附錄 8 － 直接測量和監(jiān)測法的實施 ………………………… ...… … . 94 MEPC 58/23/ ANNEX 14 Page 4 縮寫、 下標 和符號 下表 3 和 4 概述了 整個 規(guī)則 ， 包括附錄 3 中的分析儀器的技術(shù)條件、附錄 4中的分析儀器的校準要求、第 5 章和附錄 6 中的氣體流量計算公式所用的縮寫、 下標 和符號以及第 6 章有關(guān)船上核實檢驗數(shù)據(jù)所用的符號。 .1 表 1：代表本規(guī)則中所述的柴油機氣體排放以及校準和滿量程氣體中的化學成分的符號； .2 表 2：用于本規(guī)則附錄 3 中規(guī)定的柴油機氣 體排放測量的分析儀的縮寫； .3 表 3：用于本規(guī)則第 5 章、第 6 章、附錄 4 和附錄 6 使用的術(shù)語和變量的符號及 下標 ； 以及 .4 表 4：用于本規(guī)則第 5 章 、第 6 章和附錄 6 所 用 的 燃料成分的符號。 表 1 化學成分的符號和縮寫 符號 定義 CH4 甲烷 C3H8 丙烷 CO 一氧化碳 CO2 二氧化碳 HC 碳氫化合物 H2O 水 NO 一氧化氮 NO2 二氧化氮 NOx 氮氧化物 O2 氧 表 2 柴油機氣體排放測量分析儀的縮寫 （參閱本規(guī)則附錄 3） CLD 化學熒光探測器 ECS 電化傳感器 HCLD 加熱式化學熒光探測器 HFID 加熱式火焰離子探測器 NDIR 非擴散紅外分析儀 PMD 順磁探測器 ZRDO 二氧化鋯傳感器 MEPC 58/23/ ANNEX 14 Page 5 表 3 術(shù)語和變量測量方法的符號及 下標 (參閱本規(guī)則第 5 章、第 6 章、附錄 4 和附錄 6) 符號 術(shù)語 單位 A/Fst 空氣與燃料的理想配比值 1 cx 廢氣濃度 (成份的后綴命名， d＝ 干或 w＝ 濕 ) ppm % (V/V) ECO2 NOX 分析儀的 CO2 抑制 % EH2O NOX 分析儀的水抑制 % ENOx NOX 轉(zhuǎn)換器的效率 % EO2 氧分析儀修正系數(shù) 1 λ 過量空氣系數(shù) kg干空氣 /(kg燃料 A/Fst) 1 fa 試驗條件參數(shù) 1 fc 碳系數(shù) 1 ffd 干基廢氣流量計算的燃料特定系數(shù) 1 ffw 濕基廢氣流量計算的燃料特定系數(shù) 1 Ha 吸入空氣的絕對濕度， (g 水 /kg 干空氣 ) g/kg HSC 增壓空氣濕度 g/kg i 代表個別模式的角注 1 khd 柴油機 NOX 的濕度修正系數(shù) 1 kwa 吸入空氣的干對濕修正系數(shù) 1 kwr 原始廢氣的干對濕修正系數(shù) 1 nd 發(fā)動機轉(zhuǎn)速 min1 nturb 渦輪增壓 器轉(zhuǎn)速 min1 %O2I HC 分析儀百分比氧干擾 % pa 發(fā)動機吸入空氣飽和蒸氣壓力，使用在與測量 pb 和 Ra 相同的位置測量的吸入空氣溫度確定 kPa pb 總大氣壓力 kPa pC 增壓空氣壓力 kPa pr 分析系統(tǒng)冷卻槽后的水汽壓力 kPa ps 干燥大氣壓力，由以下公式確定： ps＝ pb－ Ra pa /100 kPa pSC 增壓空氣的飽和蒸氣壓力 kPa P 未修正的制動功率 kW MEPC 58/23/ ANNEX 14 Page 6 符號 術(shù)語 單位 Paux 僅為試驗而安裝但 ISO 14396不要求 的輔機消耗 的總功率 kW Pm 試驗條件下柴油機轉(zhuǎn)速下的最大測量功率或聲明功率 kW qmad 干基吸入空氣質(zhì)量流量 kg/h qmaw 濕基吸入空氣質(zhì)量流量 kg/h qmew 濕基廢氣質(zhì)量流量 kg/h qmf 燃料質(zhì)量流量 kg/h qmgas 個別氣體排放質(zhì)量流量 g/h Ra 吸入空氣的相對濕度 % rh 碳氫化合物響應(yīng)系數(shù) 1 ρ 密度 kg/m3 s 燃料齒條位置 Ta 發(fā)動機進口確定的吸入空氣溫度 K Tcaclin 增壓空氣冷卻器，冷卻劑進口溫度 ℃ Tcaclout 增 壓空氣冷卻器，冷卻劑出口溫度 ℃ TExh 廢氣溫度 ℃ TFuel 燃油溫度 ℃ TSea 海水溫度 ℃ TSC 增壓空氣 /中冷空氣溫度 K TSCRef 增壓空氣 /中冷空氣參考溫度 K u 廢氣成份和廢氣密度比率 1 WF 加權(quán)因數(shù) 1 表 4 燃料成分的符號 符號 定義 wALF 燃料的氫含量， %m/m wBET 燃料的碳含量， %m/m wGAM 燃料的硫含量， %m/m wDEL 燃料的氮含量， %m/m wEPS 燃料的氧含量， %m/m α 摩爾比率 (H/C) MEPC 58/23/ ANNEX 14 Page 7 第 1 章 總則 目的 本《船用柴油機氮氧化物排放控制技術(shù)規(guī)則》 ， 以下稱本規(guī)則，詳細規(guī)定了船用柴油機的試驗、檢驗和發(fā)證要求，以確保其符合附則 VI 第 13 條的氮氧化物 (NOX)排放限值。本規(guī)則中引用的 規(guī)則 條款均指附則 VI。 適用范圍 本規(guī)則適用于所有已安裝或設(shè)計并擬安裝在 附則 VI 和第 13 條 適用的任何船上的輸出功率大于 130 kW 的船用柴油機。就第 5 條關(guān)于檢驗和發(fā)證要求而言，本規(guī)則僅涉及柴油機符合 NOX 排放限值的適用要求。 就本規(guī)則的適用而言，各主管機關(guān)有權(quán)委托經(jīng)授權(quán)的 組織代行本規(guī)則要求的主管機關(guān)的職能 1。在任