新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)

 

摘要：柴油發(fā)電機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)是指柴油發(fā)電機(jī)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(hù)部門制定的，旨在限制污染物對環(huán)境的影響，并促進(jìn)我們社會的可持續(xù)發(fā)展。由于柴油發(fā)電機(jī)是我們社會中提供能源的主要設(shè)備，因此柴油發(fā)電機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。

 

一、排放污染物的組成

 

從總體看，由于柴油機(jī)的平均混合氣濃度比汽油機(jī)稀得多，即使在高負(fù)荷區(qū)，平均過量空氣系數(shù)也遠(yuǎn)大于1，所以柴油機(jī)總有足夠的氧氣對已形成的CO和HC進(jìn)行氧化。柴油機(jī)的CO和HC排放量要比汽油機(jī)低得多。從細(xì)節(jié)上看，柴油機(jī)CO和HC的具體生成原因也與汽油機(jī)有所不同。

 

圖1 柴油發(fā)電機(jī)排放污染物比例

 

1、CO

柴油機(jī)CO主要源于缺氧造成噴注中過濃部分的不完全燃燒。

2、HC

柴油機(jī)HC的生成主要有下述兩個原因：

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

（2）在柴油機(jī)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(jié)構(gòu)不合理，特別是針閥后壓力室容積過大是形成未燃HC的重要原因。此外，竄機(jī)油，起動時不著火以及不正常噴射（如二次噴射）也是產(chǎn)生未燃HC的原因。在冷起動、怠速、低負(fù)荷等條件下，噴注中的大顆粒油滴來不及蒸發(fā)，嚴(yán)重的后燃也會造成未燃HC的排放。

3、NO_X

柴油機(jī)的NO_X生成條件與汽油機(jī)相同，也是高溫、富氧和較長的作用時間，但是達(dá)到上述條件的具體情況各不相同。

柴油機(jī)在燃燒過程中產(chǎn)生NO_x的區(qū)段有速燃期的稀燃火焰區(qū)和緩燃期的擴(kuò)散燃燒區(qū)。因為這兩個區(qū)段具有生成NOx的條件。

4、微粒和碳煙

柴油機(jī)中，微粒和碳煙的生成源于高溫和局部混合氣過濃。

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，所以噴注在燃燒過程，芯部總會有自由碳產(chǎn)生。

混合氣在高于一定溫度條件下，某些燃料分子會產(chǎn)生熱裂解而分解成許多分子量低而碳比例高的碳?xì)浠衔铮缫胰?、乙烯等，其中也有自由碳。以這些裂解產(chǎn)物為核心，會不斷使表面增和凝聚，尺寸不斷擴(kuò)大，形成球形粒子。到一定尺寸后，多個粒子又會聚成鍵狀的集合體。當(dāng)燃燒進(jìn)行到末期，缸內(nèi)溫度下降，一些未燃HC和有機(jī)、無機(jī)物凝結(jié)和赫附在這些集合體表面，這就成為柴油機(jī)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(jī)滯燃期噴入氣缸的噴注形狀圖

圖3 柴油機(jī)碳煙生成量與溫度和混合氣濃度關(guān)系

 

 

二、柴油發(fā)電機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容

 

1、柴油發(fā)電機(jī)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(jī)煙氣排放中有害氣體含量也是必須嚴(yán)格控制的，一般來說，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(jī)的噪聲也是必須進(jìn)行控制的，一般來說，噪聲的最高排放限值為85分貝。

4、柴油發(fā)電機(jī)的排放也必須按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，如排放必須符合國家環(huán)保法規(guī)的要求。

在使用柴油發(fā)電機(jī)的過程中，必須加強(qiáng)污染物檢測，確保機(jī)組符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。只有這樣，才能確保柴油發(fā)電機(jī)排放物對環(huán)境的影響是可控的，從而實現(xiàn)我們社會的可持續(xù)發(fā)展。

 

三、最新國四標(biāo)準(zhǔn)的要求

 

“非道路國四”標(biāo)準(zhǔn)于2022年12月1日如期施行，要求所有生產(chǎn)、進(jìn)口和銷售的560kW以下（含560kW）非道路移動機(jī)械及其裝用的柴油機(jī)應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)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)在非道路移動機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用大幅度提升，促進(jìn)柴油機(jī)及相關(guān)零部件行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

2、提升環(huán)境監(jiān)管效果

通過遠(yuǎn)程監(jiān)控排放控制系統(tǒng)運行狀況，保證其在實際使用過程中正常發(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(xiàn)階段標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)，實現(xiàn)國際接軌，同時在整機(jī)實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(xiàn)

NO_x、HC和PM排放限值均有所提升，據(jù)中國環(huán)境科學(xué)研究院機(jī)動車排污監(jiān)控中心測算，到2025年將減排NOx 37.5萬噸、PM 3.2萬噸，減排比例分別達(dá)到12.5%和19.3%。

目前現(xiàn)行的排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)達(dá)到國四標(biāo)準(zhǔn)，原先一般地區(qū)使用的柴油發(fā)電機(jī)組一般采用國二標(biāo)準(zhǔn)即可。京津冀地區(qū)則主要選用國三標(biāo)準(zhǔn)，對于環(huán)保要求高的地區(qū)，也建議選擇國三標(biāo)準(zhǔn)，而隨著國四標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實施，柴油發(fā)電機(jī)組必將逐步采取更高的環(huán)保執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

 

圖4 柴油機(jī)SCR尾氣處理系統(tǒng)

圖5 柴油機(jī)DPF系統(tǒng)工作原理圖

 

 

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

 

1、來信：

　　最近幾年來，隨著社會各方對大氣環(huán)境狀況的越來越重視，各級環(huán)保部門的執(zhí)法力度也逐漸加強(qiáng)，但由于各種原因，也帶來一些法規(guī)適用性方面的困惑。 GB16297-1996 《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》從1997年1月開始實施，對規(guī)范各類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(guī)定：“按照綜合性排放標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)性排放標(biāo)準(zhǔn)不交叉執(zhí)行的原則，......，其它大氣污染物排放均執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)。” 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，將固定式柴油發(fā)電機(jī)組也納入到該標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍。 但實際情況中，固定式柴油發(fā)電機(jī)組常常無法滿足該標(biāo)準(zhǔn)的要求，比如該標(biāo)準(zhǔn)第5章規(guī)定一類區(qū)域禁止新建擴(kuò)建污染源，但很多新建設(shè)施需要安裝應(yīng)急用發(fā)電機(jī)組，另外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定排氣筒要高出周圍200米范圍內(nèi)建筑物5米以上，這對柴油發(fā)電機(jī)組來說也是無法滿足要求的。同時，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的氮氧化物和顆粒物排放濃度對于當(dāng)前市場的產(chǎn)品來說也是非?？量痰?，無法滿足要求。 希望能針對該標(biāo)準(zhǔn)的使用范圍做一說明，明確是否適用于固定式柴油發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品。

2、回復(fù)內(nèi)容：

　　目前，我國還沒有專門的固定式柴油發(fā)電機(jī)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，柴油發(fā)電機(jī)污染物排放控制應(yīng)參照《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）執(zhí)行。該標(biāo)準(zhǔn)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(guī)定?？紤]到加高固定式柴油發(fā)電機(jī)排氣筒高度會導(dǎo)致燃料燃燒不充分、增大污染物排放等現(xiàn)象，以及大功率柴油機(jī)存在無法滿足排放速率限值的情況，建議目前固定式柴油發(fā)電機(jī)污染物排放濃度按照《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）中的最高允許排放濃度指標(biāo)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)動機(jī)及設(shè)施排放標(biāo)準(zhǔn)》出臺后，固定式柴油發(fā)電機(jī)污染物排放按此標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

 

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