（船舶与海洋工程专业论文）基于marpol7378附则vi的船用柴油机排放控制研究.pdf

摘要 随着全球环境的日益恶化和人们环保意识的逐渐加强，控制发动机有害气体排放 的要求日益强烈，船舶柴油机排放废气中的s o 。和n o 。等对大气环境造成的污染己 引起国际社会广泛的关注。如何保护我们赖以生存的地球环境是目前人类面临的重要 课题。为了防止、减少和控制船舶造成的大气污染，国际海事组织( i m o ) 近年来加 紧了有关法规的制定，最终于1 9 9 7 年9 月1 5 至2 6 日在i m o 总部伦敦召开的 姒r p o l 7 3 7 8 缔约国大会上，批准了修订i a r p o l 7 3 7 8 的1 9 9 7 年议定书，该议定书 新增了 l a r p o l 7 3 7 8 公约附则v i 一防止船舶造成空气污染规则，附则v i 已于2 0 0 5 年5 月1 9 目起生效。 本文以 m a r p o l 7 3 7 8 公约附则v i 全面生效为背景，分析了今后对船用柴油 机的排放限制必将越来越严格的趋势。通过对船用柴油机废气排放中n o x 生成机理的 讨论，从柴油机结构、燃油和进气条件这三方面分析了其对船用柴油n o x 排放特性 的影响。介绍了g 6 3 0 0 z c l 6 b 船用柴油机废气排放测试的过程，在此基础上，分析了 改进型g 8 3 0 0 z c 3 0 b 船用柴油机n o x 排放控制改进措施。根据试验测得的数据，对两 种船用柴油机废气排放的规律进行比较，分析两者之间的相互关系，为以后船用柴油 机废气排放的控制研究提供实例依据和研制参考。通过对实船检测的要点和优点分 析，得出实船检测是控制船用柴油机废气排放的必然趋势。 i ) 讨论了船用柴油机n o x 排放的影响因素、生成机理以及相应的排放控制技术， 总结了当前进行柴油机排放控制的主要思路和方法。并且，在已有的排放控制技术的 基础上，分析了重要零部件对柴油机排放特性的影响，为装船柴油机的维护、保养以 及更换零部件后的发证检验提供了相关依据。 2 ) 通过对c , 6 3 0 0 z c l 6 b 船用柴油机采用的测试原理、仪器的校准以及试验过程、 台架要求和测试规范等作了详细的说明，全面地介绍了附则v i 实施的内容和要求， 并对c , 6 3 0 0 z c l 6 b 船用柴油机废气排放测试结果进行了分析。 3 ) 介绍了改进型g 8 3 0 0 z c 3 0 b 船用柴油机n o x 排放控制改进措施。通过对 g 8 3 0 0 z c 3 0 b 船用柴油机废气排放测试结果的分析，验证了在设计时为了减少柴油机 n o x 的排放量，所采用的思路是合理可行的。 4 ) 分析了随着世界环境状况的不断恶化，以及人们对环境保护意识的增强，国际 上对船用柴油机的排放限制有愈来愈严格的趋势。通过对实船检测的要点和优点介 绍，得出了船用柴油机进行实船测试具有不容回避的必然性的结论。 5 ) 通过对g 3 0 0 船用柴油机废气排放的规律进行比较、分析，发现不论是在满负 荷还是在部分负荷的条件下，随着喷油提前角的减小，n o x 的排放量都有明显减少； 同时柴油机性能对s o x 排放的影响较小，燃油中的含硫量是影响s o x 排放的主要因素。 g 8 3 0 0 z c 3 0 b 船用柴油机废气排放中n o x 排放量的降低主要是由于减小喷油提前角所 致，而s 0 2 的排放量的降低主要是由于燃油中含硫量的减小所致。为以后船用柴油机 废气排放的控制研究提供实例依据和研制参考。 关键词m a r p o l 7 3 7 8 附则v i ，船舶柴油机，排放控制，机内处理，n o x 上海海事大学硕士学位论文基于m , _ r p o l 7 3 7 8 附则v i 的船用柴油机排放控制研究 a b s t f 认c t a l o n gw i t ht h ew o r l d e n v i r o n m e n t a l w o r s e n i n g a n de n v i r o n m e n t a i p r o t e c t i o ne n h a n c i n g t h er e q u e s t st h a tc o n t r o ih a 丌n 缸fe m i s s i o n sf r o me n g i n e s a r es t r o n g l yi n c r e a s i n g a tt h es a m et i m e e n v i r o n m e n tp o l l u t i o np r o b l e m c a u s e db yh a r m 仙le m i s s i o n se s p e c i a l l yt h en o xa n ds o xf r o mm a r i n ed i e s e l e n g i n ea l s or e m a i n sav i t a ic o n s i d e r a t i o n h o wt op r o t e c tt h ew o r l de n v i r o n m e n t i sa ne m p h a s i st a s kw h i c hh u m a ni sf a c e dw i t ha tp r e s e n t i no r d e rt op r e v e n t r e d u c ea n dc o n t r o la i r p o l l u t i o n f r o ms h i p s t h ej n t e m a t i o n a im a r i t i m e o r g a n i z a t i o n ( i m o ) a d o p t e dt h e p r o t o c o io f1 9 9 7a n da n n e xv it o m a r p o l 7 3 ，7 8 n19 9 7 。a n da n n e xv i r e g u l a t i o n sf o rt h ep r e v e n t i o no fa i r p o l l u t i o nf r o ms h i p sb e c a m ee f f e c t i v eo nm a y1 9 2 0 0 5 b a s e du p o na n n e xv it om a r p o l 7 3 7 8 。t h i sp a p e ra n a l y s e st h et r e n do f e m i s s i o nc o n t r 0 1 w h i c hw i l ib em o r ea n dm o r er e s t r i c t e di nf u t u r e a c c o r d i n gt o t h ef o r m a t i v em e c h a n i s mo fn o xe m i s s i o nf r o mm a r i n ed i e s e ie n g i n e n o x e m i s s i o nc h a r a c t e ro fm a r i n ed i e s e ie n g i n ei sa n a l y z e di na s p e c t so fe n g i n e s t r u c t u r e f u e io i ia n da i ri n - t a k i n gc o n d i t i o n b a s e do nt h eg 6 3 0 0 z c l 6 bm a r i n e d i e s e ie n g i n ee m i s s i o nt e s t t h i sp a p e ra n a l y s e st h en o xe m i s s i o nc o n t r o i m e t h o d so fi m p r o v e dg 8 3 0 0 z c 3 0 bm a r i n ed i e s e ie n g i n e a tt h es a m et i m et h e e m i s s i o nt e s tr e s u l t so fg 3 0 0m a r i n ed i e s e le n g i n e sa r ea n a l y z e di nt h ei n t e r e s t o fe m i s s i o nc o n t r o lr e s e a r c hf o rm a r i n ed i e s e le n g i n ej nt h ef u t u r a t h e e s s e n t i a ia n dv i r t u eo fm a r i n ed i e s e ie n g i n ee m i s s i o nt e s to nb o a r di s i n t r o d u c e d a n dt h em a r i n ed i e s e ie n g i n ee m i s s i o nt e s to nb o a r dw i l ib ef o r c e d i nt h ef u t u r e 。 1 ) t f l ef n f l u e n c , ef a c t o r s ，g e n e r a t i n gm e c h a n i s ma n dr e l e v a n te m i s s i o n c o n t r o lt e c h n i q u e so fn o xe m i s s i o nf r o mm a r i n ed i e s e ie n g i n ea r ea n a l y z e d a t t h es a m et i m et h em e a n sa n dm e t h o d so fn o xe m i s s i o n 什o mm a d n ed i e s e i e n g i n ea r ea n a l y z e d n o xe m i s s i o nc h a r a c t e ro fm a r i n ed i e s e le n g i n ei s a n a l y z e di na s p e c t so fm a n yi m p o r t a n tp a n sa n dc o m p o n e n t s 。f o rt h ep u r p o s e o fs u r v e yo nb o a r dw h i l et h em a r i n ed i e s e le n g i n ei sm a i n t a i n e do rt h e i m p o r t a n tp a r t so rc o m p o n e n t sa r ec h a n g e d 2 ) t h ec o n d i t i o no ft h es t a n dt e s t ，t h es t a n d a r do fi n s t r u m e n i sa n dt h e m e a s u r e m e n to fg 6 3 0 0 z c l 6 bm a r i n ed i e s e fe n g i n ee m i s s i o nt e s ta r ec l e a r l y d e s c r i b e d a n dt h er e q u e s t so fm a r p o l 7 3 7 8a n n e xv la r ea l s od e s c r i b e d t h ee m i s s i o nt e s tr e s u l t so fg 6 3 0 0 z c l 6 bm a d n ed i e s e le n g i n ea r ea n a l y z e d 3 1t h en o xe m i s s i o nc o n t r o lm e t h o d so fi m p r o v e dg 8 3 0 0 z c 3 0 bm a r i n e d i e s e ie n g i n ei sp r e s e n t e d i tj sv e r i f i e d a f t e rt h ee m i s s i o nt e s tr e s u l t so f g 8 3 0 0 z c 3 0 bm a r i n ed i e s e je n g i n ei sa n a l y z e d 4 la l o n gw i t ht h ew o r l de n v i r o n m e n t a lw o r s e n i n ga n de n v i r o n m e n t a i p r o t e c t i o ne n h a n c i n gi n c r e a s i n g l y , t h ee m i s s i o nc o n t r o if r o mm a r i n ed i e s e i e n g i n ew i b em o r ea n dm o r er e s t r i c t e di nt h ef u t u r e t h ee s s e n t i a la n dv i r t u eo f m a r i n ed i e s e le n g i n ee m i s s i o nt e s to nb o a r di si n t r o d u c e d 。a n dt h em a r i n e 4 上海海事大学硕士学位论文基于淞r p o l 7 3 7 8 附则张的船用柴油机排放控制研究 d i e s e le n g i n ee m i s s i o nt e s to nb o a r dw 川b ef o r c e di nt h ef u t u r e 5 1t h ee m i s s i o nt e s tr e s u l t so fg 3 0 0m a d n ed i e s e ie n g i n e sa r ea n a l y z e d ；n t h ei n t e r e s to fe m i s s i o nc o n t r o lr e s e a r c hf i o mm a n n ed i e s e le n g i n ei nt h ef u t u r e 。 a tt h es a m et i m ef o u n dt h a tt h en o xe m i s s i o nw i l ib er e d u c e da l o n gw i t ht h e j n j e c t i o na d v a n c ea n g l ed e c r e a s i n ga n dt h es o xe m i s s i o nw i l ib e r e d u c e d a l o n gw i t ht h es u l f u rc o n t e n ti nf u e io i id e c r e a s i n g t h em a i ni n f l u e n c ef a c t o ro f n o xe m i s s i o nr e d u c e d 仟o mg 8 3 0 0 z c 3 0 bm a d n ed i e s e ie n g i n ei st h ei n j e c t i o n a d v a n c ea n g l ed e c r e a s e da n dt h es o xe m i s s i o nr e d u c e di st h es u l f u rc o n t e n t i nf u e io i id e c r e a s e d w ux i a o m i n g ( m a r i n ee n g i n e e r i n g ) k e yw o r d s n o x ，e m i s s i o nc o n t r o l 。t r e a t m e n ti n s i d ee n g i n e ，m a d n e d i e s e le n g i n e ，m a r p o l7 3 7 8a n n e xv i 5 上海海事大学硕士论文 散货船船体结构损坏分析及强度评估 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 论文除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经 发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已 在论文中作了明确的声明并表示了谢意。 储垆隅趔 论文使用授权声明 本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以上网公布 论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。 保密的论文在解密后遵守此规定。 作者签够导师签名：地日期： 沪6 ，气。 街海事丈学颂l ：学位论文摹于m a r p o l 7 3 7 8 附则v i 的船用紫油帆 j 放挣制研究 第一章绪论 1 1 本文研究的背景、意义和目的 1 1 1 本文研究的背景旧 从上个世纪六十年代起，在陆地上，一些发达国家就已经制定了限制汽车尾 气排放的相关法规和标准，带动了有关减少和控制发动机排气有害气体处理技术 的研究。对船舶柴油机而言，由于其在海上的营运活动具有流动性强、扩散性大、 持续时间长的特点，船舶柴油机废气排放对生态环境造成的严重危害已经受到了 国际海事组织、国际海事环保委员会、世界卫生组织及其他机构和各国政府的高 度重视，并已制定了严格的排放措施来限制船舶柴油机的废气排放。在世界经济 贸易持续发展的过程中，由于船舶运输具有的安全、低价和大运量等优点，其运 输量不断扩大，船舶的数量或吨位逐年增加，船用柴油机造成的排放污染也不断 加剧。船舶柴油机功率大，其排放的有害物的数量是巨大的。而且，船用柴油机 一般燃用重质的燃料油，成份复杂，有害物含量高，在同样的情况下，其产生的 有害物较多。因此加强船用柴油机有害物排放量的限制，强化立法工作，对于保 护环境是必要的。 如何保护我们赖以生存的地球环境是目前人类面临的重要课题。为了防止、 减少和控制船舶造成的大气污染，国际海事组织( i m o ) 近年来加紧了有关法规的 制定，在1 9 8 8 年召开的第2 6 届m e p c ( 国际海事组织下属的海洋环境保护委员会) 会议上，国际海事组织( i m o ) 同意将挪威提出的防止船舶排放污染大气的问题作 为m e p c 研究的课题：在1 9 9 0 年召开的第3 0 届m e p c 会议上，达成了减少n o x 、 s o x 的目标值和期限，即到2 0 0 0 年n o x 降低到基准值7 0 、s o x 降低到基准值5 0 ， 并将防止船舶大气污染列为m a r p o l7 3 7 8 公约的新附则。经过国际海事组织( i m o ) 各成员国相互合作和对船舶排放技术要求的不断研究和讨论，最终于1 9 9 7 年9 月1 5 至2 6 日在i m o 总部伦敦召开的m a r p o l 7 3 7 8 缔约国大会上，批准了修订 m a r p o l 7 3 7 8 的1 9 9 7 年议定书，该议定书新增了姒r p o l 7 3 7 8 公约附则v i 一 防止船舶造成空气污染规则( 以下简称附则v i ) 。附则v i 中包括大会决议2 船 用柴油机氮氧化物排放控制技术规则( 以下简称n o x 技术规则) ，决定“n o x 技术 规则”的规定应作为强制性要求；同时审议和通过了7 3 7 8 m a r p o l 公约1 9 9 7 年缔 约国大会决议7 一船上使用过氟碳化合物的限制和决议8 一船上c 0 2 排放。 附则v i 一防止船舶造成空气污染规则己于2 0 0 5 年5 月1 9 日起生效。附则v i 规定每一台安装在2 0 0 0 年1 月1 日或以后建造的船舶上，输出功率超过1 3 0 k w 的柴油机，以及每一台在2 0 0 0 年1 月1 曰或以后经过重大改装的、输出功率超过 1 3 0 k w 的柴油机，均应使其废气排放达到附则v i 第1 3 条( 3 ) ( a ) 款的标准：柴油 机额定转速n 1 3 0 r m i n ，n o x 1 7 o g ( k w h ) ；柴油机额定转速1 3 0 r m i n n 2 0 0 0 r m i n 时，n o x 。 4 5 0 n ”g ( k w h ) ；柴油机额定转速n 2 0 0 0 r m i n 时， n o x 9 8 9 ( k w h ) ，其n o x 排放的最高限制标准见表1 - 1 。同时，附则v i 第1 2 条要求禁止消耗臭氧层物质的任何故意排放。尽管已生效的附则v i 未对船上c 0 2 排放处理作出要求，但考虑到c 0 2 排放，作为一种主要的“温室效应气体”对环 海海事大学顾 学位论文幕十m a r p o l 7 3 7 8 附则v i 的船用柴油扫l 捌放 卒制研究 境造成不利影响，大会敦促各i m o 成员国参加对c 0 2 排放的研究并向海上环境保 护委员会提议任何适当的策略。不难预见，c 0 2 排放也将很快成为i m o 要求的排 放控制物： 表卜1 附则v i 芙y - n o x 排放的最高限制标准 转速( r m i n ) n o x 排放率g k f f h 1 3 0 r m i n 1 7 1 3 0 n 2 0 0 0 r m i n 4 5 x n l 2 n 2 0 0 0 r m i n 9 8 1 1 2 本文研究的意义和目的“” 随着全球环境的同益恶化和人们环保意识的逐渐加强，控制发动机有害气体 排放的要求r 益强烈，船舶柴油机有害排放对大气环境造成的污染己引起国际社 会广泛的关注。国际海事组织( i m o ) 的统计表明全球以柴油为动力的船舶每年向 大气排放的n o x 约为1 0 0 0 万t ，占n o x 排放的总量的2 0 ，s o x 约为8 5 0 万t ，被 污染的海洋大气可通过气候作用飘散到1 0 0 0k m 以外的地区，对全球环境造成影 响。掘统计，全球注册船舶中一半以上的船舶使用二冲程的柴油发动机，每吨柴 油产生n 0 x0 0 8 7t 。 柴油机有害的废气排放物主要为：n o x ( 其中n 0 为9 5 ，n o ：+ 0 为5 ) 、s o x ( 其 中s o ：为9 5 ，s o ；为5 ) 、h c 、c 批、c o 、c o ? 等气体和颗粒排放物( p m ) 等，它们对 环境造成不同程度的损害。船舶产生n o x 是由于空气中的氮气在柴油机燃烧过程 中被氧化而产生，n o x 包括n o 、n ：o 。n o ：等。n o x 是促成酸雨和雾形成的主要因 素，对人体健康也楣当不利，如易引起肺水肿等。其中，n 0 是无色并具有轻度刺 激性气味的气体，高浓度能造成中枢神经系统障碍，且n o 在大气中与臭氧反应生 成剧毒的n 0 ：，n o ? 是赤褐色刺激性气体，吸入人体后与血红蛋白反应，降低血液 吸氧能力，对心肝肺有毒害作用；n ：o 则对臭氧层有很强的破坏作用。s o x 是燃油 燃烧产生的，燃油中的硫和硫化物如硫化氢( h 。s ) 和硫醇( r s h ) 等，在燃烧后产 生二氧化硫( s o ：) 和三氧化硫( s o 、) ，是造成酸阿的罪魁祸首，严重地破坏自然 界的生念平衡。c o ，包括c 0 和c 0 ：，c o 是无色、无臭的有毒气体，为燃油的非完 全燃烧产物；c o ，作为燃油燃烧的最后产物之一，危害性主要在于产生温室效应 ，使全球气候将变暖，在世界范围内造成反常的气候变化，破坏自然界的 生态平衡。h c 、c 也等碳氢化合物与氮氧化物在阳光紫外线的作用下，经过光化 学反应产生一种毒性很大的浅蓝色刺激性烟雾光化学烟雾。颗粒排放对人的 呼吸系统有害，易被人体吸入并沉积在肺泡中。可见，船舶柴油机的废气排放是 影响全球空气质量和环境的重要因素之一。随着国际贸易和船舶运输的发展，以 石油产品为燃料的船舶柴油机的废气排放对当静环境的污染越来越严重。如果不 及时地对柴油机的废气排放进行有效的控制，将对地球的生态环境造成严重的破 坏。因此，如果说在过去的2 0 多年中柴油机经济性以及可靠性是其发展的主要趋 势的话，减少船舶柴油机对环境的污染将是今后一段时蒯的又一主题。 由于m a r p o l7 3 7 8 公约附则v i 一防止船舶造成空气污染规则己于2 0 0 5 年5 月1 9 同起生效，船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则也相应生效；同时可 以预见，c 0 2 排放也将很快成为i m o 要求的排放控制物，由于控制柴油机n o x 排 放对c 0 2 排放的减少呈现不利的关系，如何在控制n o x 排放的酊提下采用什么样 2 海海事人学硕i ：学位论义击于m a r p o l 7 3 7 8 附则v i 的船用柴油审【捕放挡制研究 的策略减少c 0 2 排放也是目前急需解决的课题。 本文以姒r p o l7 3 7 8 公约附则v i 全面生效为背景，分析了今后对船用柴油 机的排放限制必将越来越严格的趋势，讨论了船用柴油机n o x 排敖的影响因素、 生成机理和控制方法，介绍了g 6 3 0 0 z c l 6 b 船用柴油机废气排放测试的过程，通过 对实船检测的要点和优点分析，得出实船检测是控制船用柴油机废气排放的必然 趋势。在此基础上，分析了改进型g 8 3 0 0 z c 3 0 b 船用柴油机n o x 排放控制改进措旖。 根据试验测得的数据，对两种船用柴油机废气排放的规律进行比较，分析两者之 间的相互关系，为以后船用柴油机废气排放的控制研究提供实例依据和研制参考。 1 2 本文研究的主要内容 本文以船用柴油机为研究对象，主要研究内容如下： 1 ) 讨论了船用柴油机n o x 排放的影响因素、生成机理以及相应的排放控制技 术，总结了当前进行柴油机排放控制的主要措旎和方法。并且，在己有的排放控 制技术的基础上，分析了重要零部件对柴油机排放特性的影响，为装船柴油机的 维护、保养以及更换零部件后的发证检验提供了相关依据。 2 ) 通过对g 6 3 0 0 z c l 6 b 船用柴油机采用的测试原理、仪器的校准以及试验过 程、台架要求和测试规范等作了详细的说明，全面地介绍了附则v i 实施的内容和 要求，并对g 6 3 0 0 z c l 6 b 船用柴油机废气排放测试结果进行了分析。 3 ) 介绍了改进型g 8 3 0 0 z c 3 0 b 船用柴油机n o x 排放控制改进措施。通过对 g 8 3 0 0 z c 3 0 b 船用柴油机废气排放测试结果的分析，验证了在设计时为了减少柴油 机n o x 的排放量，所采用的措施是合理可行的。 4 ) 分析了随着世界环境状况的不断恶化，以及人们对环境保护意识的增强， 国际上对船用柴油机的排放限制有愈来愈严格的趋势。通过对实船检测的要点和 优点分析，得出了船用柴油机进行实船测试具有不容回避的必然性的结论。 5 ) 通过对g 3 0 0 船用柴油机废气排放的规律进行比较、分析，为以后船用柴油 机废气排放的控制研究提供实例依据和研制参考。 沏向事人学f i ! j ii ：学位论文 苹于i a r p o l 7 3 7 8 附则v i 的船用柴油甘l 排被挣制倒f 究 第二章船舶柴油机排放的控制技术 2 1 附则vi 一防止船舶造成空气污染规则的基本要求 21 1 船舶排放控制要求 2 1 1 1 消耗臭氧层物质的控制 消耗臭氧层物质系指在应用或解释本附则时有效的1 9 8 7 年消耗臭氧层物质 蒙特利尔议定书第1 条第4 款定义的并在该议定书附件a ，b ，c 或e 中所列的受控 制物质。 在船上可能有的“消耗臭氧物质”包括但不限于下列各项： h a l o n l 2 1 l 溴氯二氟甲烷 h a l o n l 3 0 1 溴三氟甲烷 h a l o n 2 4 0 2l ，2 一二溴化物一1 ，1 。2 ，2 一四氟乙烷( 办称作h a l o n l l 4 b ? ) c r c 一1 l三氯氟甲烷 c f c 1 2 二氯二氟甲烷 c f c 一1 1 3l ，1 ，2 一三氯一1 ，2 ，2 一三氟乙烷 c f c 1 1 41 ，2 一二氯一1 ，1 ，2 ，2 一四氟乙烷 c f c 1 1 5 氯五氟乙烷 附则v i 第1 2 条要求禁止消耗臭氧层物质的任何故意排放，由消耗臭氧层物 质泄露引起的排放，无论此泄露是否属于事故，可由1 9 9 7 议定书各缔约国进行管 理；同时除2 0 2 0 年1 月l 闩前允许含有氢化氯氟烃( h c f c 。) 的新装置以外，所 有船上应禁止使用含有消耗臭氧层物质的新装置一如船上使用的固定灭火装置、 手提灭火器、空调、冰箱、冰柜和冷冻机等。 2 1 1 2s o x 的排放控制 附则v i 第1 4 条规定任何船舶使用燃油的硫含量不应超过4 5 m m ，并且在 世界范围内供船上使用的残余燃油的平均硫含量应作监测。对于在附则v i 第1 4 条规定的s o x 排放控制区域( e c a s ，s o xe m i s s i o nc o n t r o la r e a s ) ( 如波罗的海 b a l t i cs e a ) 内运营的船舶要求更加严格，规定硫含量不得大于1 5 m m ，废气中 的s o x 含量不得大于6 o g ( k w h ) 。s o x 排放控制区域有增加的趋势，所以船舶 必须选择安装废气净化系统或者采用其他的技术方法来限制硫氧化物的排放。 2 1 1 3 挥发性有机化合物的控制 附则v i 第1 5 条规定在1 9 9 7 议定书各缔约国管辖的港口或装卸站对液货船产 生的挥发性有机化合物( v o c ，) 排放加以控制，为了满足此款要求，港口或装卸 站应安装符合m s c c i r c 5 8 5 号通函关于蒸汽排放控制系统标准的蒸汽排放控 制系统，液货船应安装符合m s c c i r c ，5 8 5 号通函关于蒸汽排放控制系统标准 的蒸汽收集系统。上述己满足附则v i 第1 5 条规定的港1 3 或装卸站在3 年内可以 4 上海海事大学硕士学位论文基于戤l i p o l 7 3 7 8 附则￥i 的船用柴油机捧放控制研究 制系统，液货船应安装符合m s c c i r c 5 8 5 号通函关于蒸汽排放控制系统标准 的蒸汽收集系统。上述已满足附则v l 第1 5 条规定的港口或装卸站在3 年内可以 接纳没有安装蒸汽收集系统的现有液货船。目前，许多缔约国管辖的港口或装卸 站正在建设安装符合m s c c i r c 5 8 5 号通函关于蒸汽排放控制系统标准的蒸汽 排放控制系统。不难预见，液货船安装蒸汽收集系统将是必然的趋势。 2 1 1 4 船上焚烧 附则v i 第1 6 条规定船上焚烧只允许在船上焚烧炉中进行，并在第1 6 条第( 4 款) 中列明了禁止在船上焚烧的物质，同时要求在2 0 0 0 年1 月1 日及以后安放龙 骨或处于相似建造阶段的船舶上安装焚烧炉应满足m e p c 7 6 ( 4 0 ) 及其修正案 m e p c 9 3 ( 4 5 ) 决议的要求? 2 1 1 5 氮氧化物( n o x ) 附则v i 第1 3 条规定每一台安装在2 0 0 0 年1 月1 日或以后建造的船舶上，输 出功率超过1 3 0 k w 的柴油机，以及每一台在2 0 0 0 年1 月1 日或以后经过重大改装 的、输出功率超过1 3 0 k w 的柴油机( 应急柴油机，应急用设备或装置上的发动机 除外) ，均应使其废气排放达到附则v i 第1 3 条( 3 ) ( a ) 项的标准：柴油机额定转速 n 1 3 0 r m i n ，n 0 x 1 7 o g ( k w h ) ；柴油机额定转速1 3 0 r m i n n 1 9 0 ，推荐较商的效率是：9 5 。 z 幻，巧事人学填卜学位沧立t甚j + ”r p o l ? ：j ，7 9 m 划、j 的黔j j ) 磐汕觇押坡弦删i j j j 宠 4 ) c o 、c o ：、n o x 和吼分析仪干扰核查：c 0 、c o j 分析仪：水和c 0 ：下扰；n 0 x 分析仪：c 0 j 和水蒸汽干扰。 j ) 取样与测量 取样之f j 应按制造厂的要求对取样管进行泄漏试验。对废气取样时，应使用 与校准时相同的气流流量。各种分析仪的取样状态是不同的。c 0 1 、c o 、0 7 分析仪 以t ：冷状态为基础进行测量，而h c 分析仪，n o x 分析仪则可以在热湿状态f 直接 测鼍。凶此，对于测量数掘应按公约规定对干湿气体进行修i l i 计算。 在按卜述要求完成测试之后，即可计算氮氧化物的单位制动功率的质量流量。 3 14 试验循环和加权因数 1 ) 用于船舶主推进包括柴油机电力驱动的恒速船用发动机，根掘表3 1 应采 用e 2 试验循环。对于可变螺距螺旋桨装置，根掘表3 一l 采用e 2 试验循环。 表： - i 廊j h 丁“恒速土推进”的试验循环( 包括柴油机i 也力驱动和町变螺距螺旋桨装置) 速率 1 0 0 j ( j o 1 0 0 1 0 0 e 2 塑试验循 功率 1 0 0 7 5 5 0 2 5 环 加权因数 o 2o 5o 1 5o 】5 2 ) 按推进器原理运转的主、辅发动机，根据表3 - 2 应采用e 3 试验循环。 表3 2 麻h j 丁“按推进器原理运转的土、辅发动机”的试验循环 速率1 0 0 9 1 8 0 6 ：j 3 掣试验循功率1 0 0 7 5 5 0 2 5 环 加权因数 o 2o 5o 1 50 j5 3 ) 恒速辅发动机，根据表3 - 3 应采用试验循环d 2 。 表3 3 麻川丁“恒速辅发动机”的试验循环 速率 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 d 2 型试验循环功率1 0 0 7 5 5 0 2 5 l o 加权因 o 0 5o 2 5o 30 3o 1 数 4 ) 于不包括上述发动机的变速，变载荷辅发动机，根据表3 - 4 应采用试验循 环c l 。 表3 - 4 庶埘丁“变述，变载荷辅发动机”的试验循环 速率额定过渡空转 d 2 刮试验循功率 1 0 0 7 5 5 0 2 5 1 0 0 7 5 5 0 0 环 加权因 o ，1 50 1 5 0 1 jo 10 1o 1o 1o 1 5 数 ( 1 ) 试验循闫= c 1 中给出的扭矩值为代表一给定的试验模式下在给定速率的要 向；4 事人学坝【学位论文 婊十m a r p o l 7 3 ，7 7 8 附则的船用柴油机捌破拧制研究 求的扭矩和最大可能扭矩的百分比。 ( 2 ) 试验循环c l 的过渡速率应由制造厂考虑到下列要求申报： 对于设计在满载扭矩曲线下的整个速率范围中运行的发动机，过渡速率如 果处于额定速率的6 0 至7 5 之间，则其应为申报的最大扭矩速率。 如果申报的最大扭矩速率小于额定速率的6 0 ，则过渡速率应为额定速率 的6 0 。 如果申报的最大扭矩速率大于额定速率的7 5 ，则过渡速率应为颧定速率 的7 5 。 对十未设计成在稳定状态下的满载扭矩曲线下的整个速率范围运行的发动 机，过渡速率将典型地处于最大额定速率的6 0 至7 5 之i 目j 。 3 2g 6 3 0 0 z c l 6 b 船用柴油机废气排放测试实例分析 3 2 1g 6 3 0 0 z c l 6 b 船用柴油机主要参数 表3 - 5g 6 3 0 0 z c l 6 b 船川柴油机主要参数 序项目规格或参数 号 l 型号 g 6 3 0 0 z c l 6 8 2 型式四冲程、水冷、直列式、直接喷射、增压中 冷、非逆转 3 气缸数 6 4 气缸直径，n 【i l 3 0 0 0 活塞行狸，m m 3 8 0 6 标定功率，k w 1 4 7 1 7 标定转速，r m i n 6 0 0 8 超负荷功率转速，k w r m i n 1 6 1 8 6 1 8 9 最低工作稳定转速，r m i n 2 4 0 1 0 燃油消耗率，g k w h 2 】3 5 l l 机油消耗率，g k w h 2 3 孙培廷，黄连中， m a r p o l ) ) 公约的实施及对船舶动力装置发展影响懂得 探讨( i - ) ，交通标准化，2 0 0 0 ，( 3 ) 1 2 4 张余庆，崔文彬，船舶柴油机n o x 排放控制授术现状与展帮，航海技术， 2 0 0 6 ，( 0 1 ) 5 7 海湘事人学坝i ：学位论文 綦千m a r p o l 7 3 7 8 附刚v i 的舟特用柴油冉【柳腋斡删嘶究 ：! j 范金宇，黄加亮，m a r p o l 7 3 7 8 附则v 1 和鼢 9 n 柴油机排放污染控制，天津 航海，2 0 0 0 ，( 4 ) ：2 6 洪敦麟，内燃机排放控制标准简介，柴油机，2 0 0 0 ，( 4 ) 1 2 7 丁河清，吕林等，船舶柴油机n o x 的排放法规与控制，武汉交通科技大学学 报，2 0 0 0 ，( 8 ) 2 8 杨树森，船舶柴油机排放物控制措施及前景分析，江苏船舶，2 0 0 3 ，( 4 ) 2 9 张凌，王忠俊，刘良勇，船用柴油机氮氧化物n o x 排放测试与分析，交通科 技，2 0 0 4 ，( 4 ) ：3 0 李瑞通，船用柴油机排放污染物的控制，天津航海，2 0 0 1 ，( 】) ： 1 钱作勤，船舶柴油机排放测试与控制措施。航海技术，2 0 0 4 ，( 6 ) ： 2 e 忠俊，张继辉，张凌，船用柴油机n o x 排放洲试有关参数的调整与分析， 肌海工程，2 0 0 5 ，( 2 )、 ： 3 武占华，许乐平，陈刚，降低船舶柴油机n o x 的排放，大连海事大学学报， 2 0 0 l ，( 3 ) 3 4 罗述健，船用柴油机与环境保护，柴油机设计与制造，2 0 0 2 ，( 3 ) 3 5 g u i d e l i n e sf o ro n b o a r dn o xv e r i f i c a t i o np r o c e d u r ed i r e c tm e a s u r e m e n t a n dm o n i t o r i n gm e t h o d 3 6 u n i t e ds t a t e sm a r l t i m ea d m i n i s t r a t i o n v e s s e lo p e r a t o re n g i n e f m f s s i o n sm e a s u r e m e n tg u i d e b yj a m e sj c o r b e t t ：3 7 h ej ih y v a t t i n e n ，m i k a e ih i i d e n e n y i r o n i e n t a ip 0 1 i c i e sa n d 埘a r f n e e n g i n e s e f f e c t so nt h ed e v e l o p m e n ta n da d o p t i o no f1 n n o v a t j o n s m a r i d e p o l i c y2 8 ( 2 0 0 4 ) 3 8 c o n s i d e r a t i o no f i a c su n i f i e di n t e r p r e t a t i o n sb ye u r o m o t 3 9 u p d a t e de m i s s i o n sf r o mo c e a ns h i p p i n gj o u r n a lo fg e o p h y s i c a l r e s e r c h ，v o l ，1 0 8 ，n o d 2 0 ，4 6 5 0 4 0 e m i s s i o nm e a s u r e m e n tc e n t e rg u i d e l i n ed o c u m e n t ( g d - 0 4 3 ) 4 1 i m os t u d yo fg r e e n h o u s eg a se m i s s i o n sf r o ms h i p sa p p e n d i c e si s s u e n o 2 3 lm a r c h2 0 0 0 q 2 u nj j ，e ds t a t e so fa m e r i c ae n v i r o m e n t a lp r 0 1 e c 7 o na g e n c y c o m m e n t s o ft h ee n g i n em a n u f a c t u r e r