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    柴油机NOx排放技术修订概要

    放大字体  缩小字体 发布日期:2022-09-05 16:42:49    来源:船舶网    作者:蓝品汇    浏览次数:15    评论:0
    导读

    MARPOL附则VI于2005年5月19日生效,自其通过时间历经8年,在2005年7月的MEPC53次会议上,委员会同意启动MARPOL附则VI的修订程序

    MARPOL附则VI于2005年5月19日生效,自其通过时间历经8年,在2005年7月的MEPC53次会议上,委员会同意启动MARPOL附则VI的修订程序。至今,IMO就MARPOL附则VI及NOx技术规则的修订工作已召开两次会议,对部分问题已经达成一直意见,但大部分焦点问题仍在激烈的讨论中。

    下面就柴油机NOx未来排放标准以及NOx技术规则关于柴油机检验发证方面的内容,汇报如下:

    1. 新柴油机NOx未来排放标准-Tier II和Tier III标准:

    初步制定了[2010年(Tier II)/2015年(Tier III)]减排目标如下,适用于新柴油机。Tier II目标采用柴油机内部改造技术达到NOx排放减少目的,并对二冲程低速残余燃料油的新柴油机通过柴油机内部控制技术达到10-15%的减排量,对四冲程残余燃料油的新柴油机达到20%的减排量,使用馏出燃油的四冲程柴油机的NOx排放量降低25%至30%。Tier III目标主要通过机外处理技术达到减排目的。

    Tier II减排目标

    二冲程低速

    四冲程

    NOx减排目标

    (相对于现行MARPOL附则VI标准而言)

    10-15%

    20%

    25-30%

    所需燃油类型

    残余燃油

    残余燃油

    馏出燃油

    燃油消耗增加

    1-2%

    1-3%

    Tier III减排目标

    废气再循环(EGR)技术

    SCR技术

    其他柴油机技术

    注水技术

    燃油乳化

    向气缸内直接喷水

    向进气管喷水

    NOx减排目标,%

    (相对于现行MARPOL附则VI标准而言

    二冲程低速

    30-40%

    80-85%

    15-25%

    40%

    40%

    所需燃油类型

    低硫燃油(硫含量不超过500ppm)

    硫含量不超过1.5%的燃油或其他替代措施

    残余燃油

    硫含量不超过1.5%的燃油

    硫含量不超过1.5%的燃油

    四冲程

    80-85%

    50%

    15-25%

    40%

    40%

    所需燃油类型

    硫含量不超过1.0%的燃油;

    或馏出燃油

    馏出燃油(硫含量不超过500ppm)

    残余燃油

    硫含量不超过1.5%的燃油

    硫含量不超过1.5%的燃油

    目前还讨论了符合IMO标准的柴油机的型号以及在尺寸、结构、速度和使用途径等方面的变化对不同的柴油机的NOx排放影响,初步确定了两个基本方法:第一个方法是仍沿用现行MARPOL附则VI中的方法,即根据柴油机转速确定单一的排放限制曲线;第二个方法是按柴油机设计燃料类型制定3个不同的排放标准:

    (1) 船用蒸馏油(汽油):硫含量小于2000ppm(常规定义的燃油);

    (2) 船用柴油:硫含量小于2%(20,000ppm) DM级(根据ISO8217)

    (3) 残余燃料油:硫含量小于4.5%(45,000ppm) RM级(根据ISO8217)

    因此每种类型都将根据柴油机转速确定具体的排放曲线。

    2.对现有柴油机的NOx排放追溯要求

    (1) 会议讨论了对现有柴油机建立一个NOx排放标准的可行性。支持对现有柴油机进行追溯的观点有:

    a. 对现有柴油机也采用类似于单壳油船淘汰的方法逐步淘汰现有柴油机,丹麦制定了一个对老柴油机的具体淘汰时间表:

    实施日期

    柴油机交付日期

    2009年

    1994年-1999年

    2010年

    1988-1993

    2011年

    1982-1987

    2012年

    在1982年以前

    b. 通过对现有柴油机某些部件的改造或某些参数的调整,以达到减排目的,但目前尚没有任何具体调整措施。

    由于对现有柴油机制定NOx排放标准将对柴油机检验发证以及NOx技术规则带来重大改变,许多问题如排放标准适用的柴油机范围、如何获得柴油机数据、如何制定现有柴油机标准以及船上验证程序、对现有柴油机的改造措施的可行性及成本效益比等,都是制定实际可行的排放标准所面临的关键问题。

    影响分析:对现有柴油机追溯满足NOx排放要求,或者通过柴油机本身构件、参数等的调整和改造满足,或者通过安装NOx后处理装置将柴油机排放的废气进行净化。但根据实际情况,大部分船舶特别是老旧船舶根本没有足够的机舱空间条件安装后处理装置,因此更多地将倾向于通过对柴油机本身内部构件的调整和改造来达到。但目前尚未有任何柴油机商或机构(如专利机厂商)承诺,目前已经存在一种普遍通行的改装技术可用于降低现有柴油机的NOx排放。而且即使可以改装,由谁进行改装?而且由于某些老柴油机根本没有相关技术案卷,或无法提供足够的资料制定技术案卷,这给改装与检验发证都将带来很大的难度。对改造的现有柴油机是否达到排放标准的验证将更多地通过船上试验来进行,船上试验本身又有着极大的挑战性,对试验仪器、试验条件的要求制约着船上试验的顺利进行。

    另外,现有一些柴油机的制造厂家都不存在了,对于这些柴油机,由谁负责改造?难道必须全部换新?有些柴油机的改造技术虽然可以降低NOx的排放,但从船舶来说,对于推进系统在安全方面又会造成不利(对部件如凸轮定时的调整,可能在扭振方面对轴系造成影响)。同时,对于现有柴油机,很多涉及NOx排放的部件现在是可以互换的,对于这些通用性部件(按现有NOx规则的规定,需要有NOx标识),又该如何处理?

    有些现有柴油机虽然是同一个型号,但可能会根据所装的不同的船作最终调整,而这些调整按目前的NOx规则,可能导致这些柴油机不能按目前所划分的组/族来进行认可,那么,就意味着可能对现有柴油机的认可,可能是必须进行单台船上试验,从实际操作、船上认可来说,是不现实的。

    3.制定NOx特殊排放控制区

    制定类似于SOx排放控制区,在这些区域(一般为港区和靠近海岸线一定距离范围内的区域,以及一些需要特别保护的区域)内实施更加严格的NOx排放标准。

    在不同区域内实施不同的NOx排放标准,意味着柴油机操作方面必须发生一些改变以符合更加严格的NOx排放要求。改变什么?如何改变?对柴油机的设计、操作会有哪些影响?

    3. NOx技术规则修订

    NOx技术规则是IMO依据1996版的ISO 8178标准制定了,距今10年之多。ISO 8178已经修订,最新版为2006年8月份的版本。现有一些柴油机生产厂提出,根据最新版的ISO标准修订NOx技术导则。同时根据船舶检验发证实践中发现的一些问题,需要对一些技术条款进行修订。现在的修订工作主要集中在IACS对附则VI制定的统一解释以及NOx技术规则条款制定的统一解释上。(柴油机NOx技术案卷清单需载明)具体讨论结果如下:

    (1)Reg.13 替代柴油机免除问题:MPC20

    当柴油机发生特大故障时,可能用另一柴油机替代该故障柴油机,且当该故障柴油机是与另一柴油机并行工作时,可能要求完全一直的性能要求。同意对替代柴油机给予免除,但需进一步定义;

    (2)柴油机组/族

    同意用柴油机组/族中速度最低且排放量最大的那个值来确定柴油机组/族的NOx排放限值。

    (3)小于400GT的小船的EIAPP证书

    由于附则VI中值规定对400GT及以上的船舶进行检验发证,但附则VI适用范围又是对所有船舶,因此对于小于400GT的船舶是否需要持有EIAPP证书问题,代表们意见不一,工作组同意对于小船上安装的柴油机的EIAPP证书问题由主管机关自己决定。

    (4)系列生产的柴油机的EIAPP证书

    对系列生产的柴油机族中的成员机的型式认可,不需要EIAPP证书和单独的技术案卷。

    (5)用计算值代替母型机测量值

    EUROMOT建议对不在试验台上试验的母型机,可以用计算值代替测量值验证符合NOx排放标准。一些代表表示可以与现有柴油机的简化发证程序一起考虑。

    (6)双燃料柴油机试验用油:对双燃料柴油机,其试验用燃油应单独规定,但对使用“双燃料柴油机”还是“用柴油点火的天然气发动机”(diesel pilot natural gas engines)尚不明晰;

    (7)可变螺距螺旋桨的试验循环:将“可变螺距螺旋桨”(variable)改为“可控螺距螺旋桨”(controllable) ,但对于应该使用哪个试验循环没有定论。

    (8)仍需进一步审议的问题:

    -安装到船上的柴油机定义:IACS制定了MPC16,对“安装到船上的柴油机”给出了统一解释,但得到不同意见。对tender craft、移动式柴油机以及临时安装到船上短时间工作的柴油机是否适用的问题,工作小组同意由主管机关自己决定。

    IACS提出干预,认为由主管机关自己决定将导致PSC检查以及船旗发生变更时执行上的困难。所以建议制定更加具体的定义以便工业界统一实施该条规定。另外,还对第19条中“安装在钻井平台或平台上的柴油机免除NOx排放要求”要求进一步澄清。

    -使用不同于在柴油机技术案卷中注明的柴油机零部件问题:应允许使用非柴油机制造商制造的零部件,但这将导致对技术案卷的修改,IACS的做法是仅对可替换的部件签发修正文件(amendment letters)。但对如何保证这些零部件能获得同样的NOx排放结果,工作小组让IACS向BLG11提交对MPC45的建议修正案。

    (9)对MEPC.130(53)-SOx废气清洁系统导则的建议修正案

    有国家提出对上述决议的修正案,主要包括以下内容:

    1)允许用接近1.5%硫含量的燃油进行符合性试验;或允许用低于4.5%硫含量的燃油进行验证。

    2)测量精度要求建议与NOx技术规则中对测量仪器的精度要求一致;

    3)洗涤水监控要求对于方案A和B应该是一致的;

    4)对于SECA内SOx的排放限制,只要船舶排放的SOx平均值是可接受的,应允许总体要求有短时间的偏移;

    5)洗涤水排放标准问题,等。

    上述修订建议尚没有定论,但这些建议对我国柴油机生产厂家会带来多少影响,需要柴油机厂家进行研究和技术支持。

     
    (文/蓝品汇)
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