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歐洲船用柴油發(fā)電機排放法規(guī) |
一、概述
歐洲船用柴油機排放法規(guī)包括歐盟商用內(nèi)河船用柴油機排放法規(guī)2004/26/EC,娛樂用船用柴油機和個人游艇用船用柴油機排放法規(guī)94/25/EC,和三個區(qū)域性船用柴油機排放條例萊茵河條例、博登湖條例和勃蘭登堡(德國東北部一城市)航運條例,見表33。
表33歐洲船用柴油機排放法規(guī)
法規(guī)
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適用范圍
|
2004/26/EC
|
商用內(nèi)河船用柴油機
|
94/25/EC
|
娛樂用船用柴油機和個人游艇用船用柴油機
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Central Commission for Navigation on the
Rhine[CCNR]Regulation萊茵河條例
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在區(qū)域水域行駛的船舶裝用的船用柴油機
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Bodensee Regulation博登湖條例
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|
Brandenburg Shipping Order勃蘭登堡(德國東
北部一城市)航運條例
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更新后的歐盟排放法則
二、歐盟商用內(nèi)河船用柴油機排放法規(guī)
(1)概述
2004年4月21日,歐洲議會和歐盟理事會發(fā)布2004/26/EC法規(guī)《關于協(xié)調(diào)各成員國采取措施防治非道路移動機械用發(fā)動機氣態(tài)污染物和顆粒物排放的法律》,將97/68/EC法規(guī)適用范圍擴大到內(nèi)河船、鐵路軌車裝用的柴油機。
法規(guī)適用范圍:
適用于裝用在船長不小于20m并且排水量不小于100m3,在內(nèi)河區(qū)域(包括河川湖泊,入海口等)航行的船舶上裝用的柴油機;
但不包括裝用在以下類型的船舶上的船用柴油機:
—載客量不超過12人的客船(包括船長在內(nèi));
—船長小于24m的娛樂船只(指令94/25/EC控制);
—隸屬于海監(jiān)局的服務船只;
—救火船只;
—海軍艦艇;
—遠洋船只。
(2)限值
歐盟商用內(nèi)河船用柴油機排放法規(guī)限值見表34。
表34排放限值
類型
|
功率P(kW)
(單缸排量)
|
實施日期
|
CO(g/kW.h)
|
HC+NOX(g/kW.h)
|
PM(g/kW.h)
|
V1:1
|
P≥37〔SV<0.9L〕
|
2006.12.31
|
5.0
|
7.5
|
0.40
|
V1:2
|
〔0.9L≤SV<1.2L〕
|
2006.6.30
|
5.0
|
7.2
|
0.30
|
V1:3
|
〔1.2L≤SV<2.5L〕
|
2006.6.30
|
5.0
|
7.2
|
0.20
|
V1:4
|
〔2.5L≤SV<5L〕
|
2007.12.31
|
5.0
|
7.2
|
0.20
|
V2:1
|
〔5L≤SV<15L〕
|
2008.12.31
|
5.0
|
7.8
|
0.27
|
V2:2
|
P<3300〔15L≤SV<20L〕
|
2008.12.31
|
5.0
|
8.7
|
0.50
|
V2:3
|
P≥3300〔15L≤SV<20L〕
|
2008.12.31
|
5.0
|
9.8
|
0.50
|
V2:4
|
〔20L≤SV<25L〕
|
2007.12.31
|
5.0
|
9.8
|
0.50
|
V2:5
|
〔25L≤SV<30L〕
|
2007.12.31
|
5.0
|
11.0
|
0.50
|
(3)試驗循環(huán)
(a)對于推進式船用柴油機,使用ISO 8178-4的E2或E3循環(huán);(b)對于輔助船用柴油機,使用ISO 8178-4的C1或D2循環(huán)。
(4)認證試驗用基準燃油,見表35
表35認證試驗用基準燃油
|
單位
|
限值
|
試驗方法
|
|
最小
|
最大
|
|||
十六烷值
|
-
|
52
|
54
|
EN ISO 5165
|
15℃下密度
|
kg/m3
|
833
|
837
|
EN ISO 3675
|
餾程-50%點
-95%點
-終餾點
|
℃
|
245
|
-
|
EN ISO 3405
|
℃
|
345
|
350
|
||
℃
|
-
|
370
|
||
40℃下粘度
|
mm2/s
|
2.5
|
3.5
|
EN ISO3104
|
硫含量
|
mg/kg
|
-
|
300
|
ASTMD 5453
|
閃點
|
℃
|
55
|
-
|
ISO 2719
|
多環(huán)芳烴
|
%(m/m)
|
3.0
|
6.0
|
IP39
|
銅腐蝕
|
-
|
-
|
1
|
EN ISO 2160
|
10%蒸余物殘?zhí)?/div>
|
%(m/m)
|
-
|
0.2
|
EN ISO 10370
|
灰份
|
%(m/m)
|
-
|
0.01
|
EN ISO6245
|
水份
|
%(m/m)
|
-
|
0.05
|
EN ISO12937
|
中和數(shù)(強酸)
|
mg KOH/g
|
-
|
0.02
|
ASTM D 974
|
氧化安定性
|
mg/ml
|
-
|
0.025
|
EN ISO1205
|
(5)耐久性的相關內(nèi)容及實施方式在歐盟指令2004/26/EC的Annex III Appendix 5“DURABILITY REQUIREMENTS”中規(guī)定了船用柴油機耐久性的相關內(nèi)容。在指令中,對船用柴油機耐久性的相關要求和對非道路用發(fā)動機耐久性的相關要求是一致的,只是耐久性時間的差異,對船用柴油機是10000小時,對工程機械發(fā)動機是8000小時。
1)對于指令中耐久性的具體實施,可以采用如下方法獲取劣化系數(shù)(DF)值:
—臺架試驗累積時間;
—實際使用累積時間;
—燃油加速試驗方法,通常耐久性時間在1300~1700小時;
—因船用柴油機和非道路用發(fā)動機在同一個EU指令中進行排放控制,因此只要有其他非道路發(fā)動機可比的DF值,就可以直接采用,不用專門做船用柴油機的DF了,該情況適用船用柴油機生產(chǎn)企業(yè)同時生產(chǎn)非道路發(fā)動機;
—如果發(fā)動機生產(chǎn)企業(yè)同時生產(chǎn)道路發(fā)動機和非道路發(fā)動機,可以用道路發(fā)動機的DF值代替,該情況適用船用柴油機生產(chǎn)企業(yè)在同時生產(chǎn)道路發(fā)動機;
—美國和歐盟對船用柴油機的DF試驗值相互認可。
2)雖然以上方法使船用柴油機耐久性試驗得到了一定的簡化,但有些船用發(fā)動機很大,并且由專門的船用柴油機生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn),這些企業(yè)不生產(chǎn)非道路發(fā)動機或道路發(fā)動機,甚至有些船用柴油機是單臺生產(chǎn)的,過去沒有做過相關的DF值試驗。對這種情況,也必須確定DF值,但在法規(guī)中規(guī)定了許多變通方法來確定DF值,如:
—在合理的技術分析基礎上,不同缸徑和沖程、不同構造、不同進氣管理系統(tǒng)、不同燃油系統(tǒng)的發(fā)動機可以看作排放劣化特性相同。
—如果有一個合理的基礎,如:考慮到與排放劣化相關的技術相同,并根據(jù)特定的要求進行試驗來證明,可以使用另外一個生產(chǎn)商的DF值。
—在型式核準機構同意的情況下,如果某發(fā)動機系族使用已成熟的技術,
則可以使用建立在好的工程經(jīng)驗的分析方法替代耐久性試驗確定劣化系數(shù)。
三、歐盟商用內(nèi)河船用柴油機排放法規(guī)排放控制要求的趨勢
據(jù)了解,歐盟正在研究制訂下一階段的船用柴油機排放法規(guī),排放限值要求將會等同于美國船用柴油機排放法規(guī)Tier IV階段的排放限值要求。
歐盟排放趨勢圖
四、娛樂用內(nèi)河船用柴油機排放控制指令94/25/EC
(1)概述
適用于新生產(chǎn)的2.5~24m的娛樂船上裝用的柴油和汽油推進式發(fā)動機。
(2)限值,見表36
表36排放限值
船用柴油機類型
|
CO(g/kW.h)
|
HC(g/kW.h)
|
NOx(g/kW.h)
|
PM(g/kW.h)
|
壓燃式船用柴油機
|
5.0
|
1.5+2.0/(PN)0.5
|
9.8
|
1.0
|
(3)試驗循環(huán)
使用ISO 8178-4的E5循環(huán),對于凈功率大于130kW的娛樂船用柴油機,也可以采用E3循環(huán)進行試驗。
如果某一類船用柴油機適用94/25/EC指令,則不適用2004/26/EC指令。
五、萊茵河條例(CCNR)
(1)概述
萊茵河管理委員會始建于1815年,由5個國家(包括:比利時、法國、德國、瑞士和荷蘭)組成。管理萊茵河從巴塞爾到鹿特丹之間550英里長的水域。委員會制訂了萊茵河條例,限制在萊茵河上航行的船舶的排放。分兩個實施階段,第1階段從2003年1月1日開始實施,第2階段從2007年7月1日開始實施。
(2)限值
CCNR第1階段排放限值,見表37。
表37 CCNR第1階段排放限值
PN(kW)
|
CO
(g/kW.h)
|
HC
(g/kW.h)
|
NOX
(g/kW.h)
|
PM
g/kW.h)
|
37≤PN<75
|
6.5
|
1.3
|
9.2
|
0.85
|
75≤PN<130
|
5.0
|
1.3
|
9.2
|
0.70
|
PN≥130
|
5.0
|
1.3
|
N≥2,800rpm=9.2
(-0.2)
500<N≤2,800rpm=45*N
|
0.54
|
CCNR第1階段排放限值,對于小于130kW的船用柴油機,排放要求和97/68/EC
法規(guī)第1階段的要求是相同的;對于大于130 kW的船用柴油機,排放要求和IMO TierⅠ的要求是相同的。
CCNR第2階段排放限值,見表38。
表38 CCNR第2階段排放限值
PN(kW)
|
CO |
HC(g/kW.h)
|
NOx(g/kW.h)
|
PM |
37≤P<75
|
5.0
|
1.3
|
7.0
|
0.4
|
75≤P<130
|
5.0
|
1.0
|
6.0
|
0.3
|
130≤P<560
|
3.5
|
1.0
|
6.0
|
0.2
|
P≥560
|
3.5
|
1.0
|
n≥3150 rpm:6.0
345≤n<3150 rpm:45×n(-0.2)−3
n<345 rpm:11.0
|
0.2
|
CCNR第2階段排放限值,對于小于560kW的船用柴油機,排放要求和97/68/EC法規(guī)第2階段的要求是相同的;對于大于560 kW的船用柴油機,排放要求比2004/26/EC的嚴格。CCNR同意接受EU StageIIA的認證作為CCNR stage II。未來的船用柴油機法規(guī)由歐盟主導,CCNR不再單獨出法規(guī)。
六、博登湖條例(Bodensee Regulation)
(1)概述
博登湖周圍接壤3個國家,奧地利、德國和瑞士,由于船舶造成的過度污染,瑞士政府決定制訂博登湖條例降低船舶的廢氣排放。
博登湖條例適用于在博登湖航行的船舶的排氣污染物的控制,適用于以下船上裝用的壓燃和點燃式船用柴油機
1)新船裝用的船用柴油機
2)新改裝船裝用的船用柴油機
3)船雖不是新船,但是首次簽發(fā)證書在博登湖使用。但下列船用柴油機除外,
1)1993年1月1日前簽發(fā)證書的船上裝用的船用柴油機;
2)1993年1月1日前裝船的船用柴油機,并且航海日記已經(jīng)被修改。
(2)排放限值及實施日期,見表39
第1階段排放法規(guī)1993年1月1日實施,第2階段排放法規(guī)1996年1月1日實施。試驗采用5工況循環(huán)。
表39排放限值
|
NOx
(g/kW.h)
|
HC
(g/kW.h)
|
CO
(g/kW.h)
|
實施日期
|
第1階段
|
15
|
取決于發(fā)動機轉
速,見圖6
|
取決于發(fā)動機轉速,見圖7
|
1996年1月1日前
生產(chǎn)的發(fā)動機
|
第2階段
|
10
|
1996年1月1日后
生產(chǎn)的發(fā)動機
|
煙度限值,見表40:
表40煙度限值
階段
|
船用柴油機類型
|
煙度限值(BOSCH)
|
1階段
|
自然吸氣船用柴油機
|
4.0
|
增壓船用柴油機
|
3.0
|
|
2階段
|
自然吸氣船用柴油機
|
3.5
|
增壓船用柴油機
|
2.5
|
該條例與歐盟2004/26/EC法規(guī)不同,該條例限制點燃式船用柴油機的排放,并且有煙度的限值要求。
七、勃蘭登堡航運條例(Brandenburg Shipping Order)
1997年德國勃蘭登堡州(德國東北部一城市)對船用柴油機引入排放和噪聲限值要求,從2003年1月實施。該條例的排放和噪聲限值和娛樂用內(nèi)河船用柴油機排放控制指令94/25/EC的限值相同,但噪聲限值只適用最大功率小于40kW的發(fā)動機。
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