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非道路柴油機如何爭取煙度排放達標

返回列表 來源:人閱讀 發布日期:2017-06-19 16:28:12

 國家環境保護部為貫徹《中華人民共和國環境保護法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》,防治污染,保護和改善生態環境,保障人體健康,發布了《非道路移動機械用柴油機排氣污染物排放限值及測量方法(中國第三、四階段)》的公告。

國家環境保護部為貫徹《中華人民共和國環境保護法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》,防治污染,保護和改善生態環境,保障人體健康,發布了《非道路移動機械用柴油機排氣污染物排放限值及測量方法(中國第三、四階段)》的公告。

 

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緊隨著,北京、天津、上海、深圳相繼出臺了當地地方的《在用非道路移動機械用柴油機排氣煙度排放限值及測量方法》,其目的以消除非道路移動機械排氣冒黑煙問題,爭取實現PM2.5下降,降低在用非道路移動機械排放導致霧霾形成的排放物數量。

 

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這說明在用非道路移動機械環保政策逐漸走向成熟:各地在初級階段的政策主要是發展經濟,內燃機業也是大干快干,對發展的考慮重于排放的要求;而高級階段的政策則重于“發展與治理并舉”。逐漸實現把環保的理念生根于企業與每一個人心中。

按照深圳市《在用非道路移動機械用柴油機排氣煙度排放限值及測量方法》要求,開展對非道路移動機械排氣煙度的治理顯得尤為重要,今后在深圳市的建筑工地、工廠、機場、港口碼頭的非道路移動機械排氣的光吸收系數要小于或等于0.5m-1,超限值排放的非道路移動機械不得進入深圳的建筑工地、工廠、機場、港口碼頭承攬業務。否則,根據有關大氣污染防治的規定,將面臨1萬~10萬元的罰款。其他立法城市也有類似的要求。

非道路移動機械按照設備工作場地可分為以下幾類:1)常用、備用發電機組;2) 建筑工程機械(裝載機、推土機、挖掘機壓路機、非道路用卡車等);3)港作機械(起重機械、吊塔機械等);4)企業場(廠)內機械(叉車、廠內運輸車輛、材料裝卸機械等);5)農林機械(包括大型拖拉機、聯合收割機、木材切割運輸機械等);6)機場地勤設備;7)鐵路機車;8)船舶發動機;。

不同地方標準分別采用啟動煙度、自由加速和自由加載以及以無量綱林格曼黑度表示的林格曼煙度法等測量方法,不透光煙度(單位:m -1 )作為計量單位,制定的檢測方法有不小差異。

 

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北京地標DB11/ 184-2003以及2013年修訂版中提出的測量方法有以量綱m -1 為計量單位的自由加速法、自由加載法以及以無量綱林格曼黑度表示的林格曼煙度法等三種測量方法。2013 年 12 月 31 日以前注冊登記或銷售的非道路移動機械,執行舊車排氣煙度的光吸收系數都應不超過1.6m -1限值。2014 年 1 月 1 日以后登記注冊或銷售的非道路移動機械,執行排氣煙度的光吸收系數都應不超過0.5m -1。相對而言,北京地標出臺早,規范起草單位是北京理工大學,為其它城市的非道路移動機械用柴油機排氣污染治理提供政策、技術等方面的有效借鑒。

深圳市對非道路移動機械排氣煙度的治理要求較高,雖然僅采用自由加速和自由加載兩種測量方法,但要求在用非道路移動機械只要在正常工作狀態下,無論發動機新舊排氣煙度的光吸收系數都應不超過0.5m -1,只有采用在排氣管安裝顆粒物捕集器等措施才能確保排氣達標。深圳地標的規范起草單位是深圳市環境科學研究院、北京理工大學。因此,總體深圳地標的設計思路與北京地標一致(都有北京理工大學參與),但由于出臺時間晚于北京地標,因而要求更加嚴格,在此要求條件下,國三柴油非道路發動機在使用半年后能夠達標的只有采用合適的后處理系統才可以確保煙度排放無憂。柴油發動機在使用1年后,很難再達到深圳市的政策標準。

上海則采用了相對變通的方法:分階段法,在2017年1月1日之前,采用“新機新標準,老機老標準”原則予以實施,而在2017年1月1日(含)之后,采用“新機老機統一標準”原則予以實施。同時標準采用啟動煙度、自由加速和自由加載三種測量方法,不透光煙度(單位:m -1 )作為計量單位。2015年10月1日以前注冊登記或銷售的非道路柴油機械限值,執行排氣煙度(自由加速煙度法或自由加載煙度法)的光吸收系數都應不超過1.6m -1限值;啟動煙度法的光吸收系數不大于3.0 m -1。2015年10月1日(含)以后登記注冊或銷售的非道路柴油機械限值,執行排氣煙度(自由加速煙度法或自由加載煙度法)的光吸收系數都應不超過1.0m -1限值;啟動煙度法的光吸收系數不大于2.0 m -1。從2017年1月1日(含)開始,所有非道路移動機械執行該限值要求排氣煙度(自由加速煙度法或自由加載煙度法)的光吸收系數都應不超過0.5m -1限值;啟動煙度法的光吸收系數不大于1.0 m -1。

 

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上海市結果判定合格與否的依據是:根據各非道路用柴油機械的實際情況,可以選擇自由加速煙度和自由加載煙度兩種方法其中之一作為檢測,并加做啟動煙度測量,如任一測量結果超過規定限值,均可判定該機械煙度排放檢驗不合格。雖然看起來上海市地標的限值低于其他地區特別是深圳市,但上海市要求的啟動煙度測量對非道路用柴油機械來說是比較高的(啟動煙度測量是其他城市所沒有強制要求的,特別于其他城市的地標要求,需要引起柴油車輛制造廠家的高度關注),這塊更多的要求在于發動機制造廠家自身加強機內控制技術的研發與推廣來實現排放水平的提高,除了采用DPF技術(易堵塞,推廣困難)可以達到啟動煙度的限值要求外,其它顆粒捕集技術都無法實現捕捉效果。

國內非道路移動機械排放標準實施日期與歐美國家相比較晚,與我國車用發動機相應排放階段標準實施也相對滯后。因此我國現針對排氣煙度不合格的非道路移動機械,應當鼓勵采用合適的技術改造方案治理(從成本與可技術實現角度來看,道路車輛適用的不一定是非道路車輛可以適用),萬不可技術方案未經驗證之前就一擁而上,導致社會資源浪費,挫傷企業的改造積極性和增大企業負擔。

由于非道路移動機械的價格相對較高,老舊產品的剩余價值也相對較高。如果強行報廢的話,企業的經濟損失相對比較大,特別是當今經濟持續下行的大環境下更加需要保護好企業利益。通過對其排放水平進行治理要采用一種相對經濟可行的排放治理措施,實現企業、地區、百姓的三方利益共贏的方案才是佳的。

根據目前的技術水平和排放治理的目標,有以下三種治理措施:

1)對噴油泵進行調整或更新;

2) 加裝顆粒捕集器/DPF/DOC等后處理產品;

3)更換同型號的燃氣發動機或者滿足國四及以上排放要求的柴油發動機。

采用第一種方法——對噴油泵進行調整或更新,產品的采購費用大約在 2000 元左右,費用較低但實際作用效果有限,由于舊發動機的調校代價遠遠大于采購產品的費用,且大部分舊發動機由于磨損程度不一無法得出滿意的一致性和排放效果,得不償失。

采用第二種方法——加加裝顆粒捕集器/DPF/DOC等后處理產品,分為主動式與被動式。其中主動式治理的費用大約在 22000-45000 左右,主要應用在產值較高的道路車輛上面,非道路車輛特別像叉車之類產品的自身貨值較低(3噸柴油叉車不及5萬)以及安裝空間有限,不太適宜。

而被動式后處理產品的售價不等,基本只有主動式后處理產品的10-20%之間,企業及個人比較容易接受,但堇青石陶瓷濾芯結構的產品非常容易堵塞,導致背壓過大,發動機無法正常工作(因此相當數量的后處理制造企業使用直接在產品的出氣端打孔方式來改變濾芯的真實功能,從而起到稍微延遲堵塞的時間周期,但煙度治理的實際效果大大降低),幾乎每周都需要定期拆卸下來拿去專門的高溫電爐進行長達4小時的高溫焚燒(溫度必須控制在550-650度之間),花費較為高昂的時間與電力成本進行再生,經過再生以及清洗干凈后重新再裝配,因此對DPF/DOC產品的推廣需要更多的對比了解。對干式顆粒捕集器進行技術改革是一個切實可行的技術方案,綠谷凈化干式顆粒捕集器解決了該痛點(根據發動機排量不同,費用不同),費用與性能效果相比,屬于可接受價格范圍。

采用第三種方法——更換先進的國四排放柴油發動機,治理費用大約在 20000-60000 元(先進噴油控制技術以及后處理技術),因此更換先進的柴油發動機價格比較昂貴;還有一種方案就是應用柴改氣產品。采用柴改氣(柴油發動機改型為同款LPG、CNG等型號發動機)產品后,煙度幾乎降低為零,但是適用范圍有限。

 

綜上所述,第二種方法加裝合適的柴油煙度凈化器后處理產品,是在用非道路移動機械用柴油機排氣煙度排放限值達標的經濟有效治理方案。

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