控制船用柴油机废气排放

１ 前
言
３ 船 用柴 油 机排放 法规 及 其监 管
为 了 限 制 船 用 柴 油 机 的排 放 ， 界 各 国 世 都 纷 纷 制 订 各 自排 放 标 准 ，国 际 海 事 组 织
（ＭＯ） 在这 基 础 上 协 同 一 致 ，提 出了 通 用 Ｉ
随 着 船 舶 运 输 业 的 发 展 ， 舶 柴 油 机 废 船
４ 废 气排 放 的控 制
柴 油 机 专家 认 为 ， 如 果 在 ８ Ｏ年 代 ，降
低 油 耗 提 高 经 济 性 是 柴 油 机 设 计 者 的 研 究
重 点 ．那 么 ９ Ｏ年 代 将 是 柴 油 机 排 放 造 成 对 环 境污 染 的控 制 ， 待 研 究 突 破 的 难题 。历 急
美 国 Ｃ ｔ ３６ Ｂ Ｉ ａ 、３ ０ Ｄ ＴＡ 高速 柴 油 机 ， 使 喷油 咀 流 通 面 积 碱 少 ２ ．提 高 喷 射 压 ７
力 ， 由 ６０ ｇ ｈ ＮＯ ． ８ ／ ｐ ｈ下 降 至 ４ ７ ｇ ｈ ． ８ ／ ｐ・ ｈ ，颗 粒 由 ０ ２／ ｐ・ｈ降 至 ０ １ｇ ｈ ｈ ． １ｈ ． ｌ ／ ｐ・ ， ＣＯ、 ＨＣ也 得 到 改 善 ， 经 济性 下 降 ３ ８ 。 但 ．
催 化 还 原 （Ｃ Ｓ Ｒ）系统 。一 般 情 况 下 ，Ｓ Ｒ Ｃ 系 统 可 降 低 ＮＯ 摊 放 的 ８ ． 甚 至 可 达 ５ ９ ， 此 得 到 广 泛 的 应 用 。 系 统 以 氨 或 ５ 因 该 尿 素 为 催 化还 原 剂 ， 柴 油 机 运 转 时 ， 接 在 直 向 排 气 管 的 催 化 器 中 喷 入 适 量 的 浓 度 约
等 组 成 。 油 在 气 缸 内高 温 燃 烧 ， 油 中 的 燃 燃 氮 及 空 气 中 的 氮 分 子 被 氧 化 形 成 ＮＯ 。燃 ）
烧 温 度 越 高 ， 生 的 ＮＯ。 度 越 大 ， 用燃 产 浓 燃
料 油 时 ，产 生 的 ＮＯ 占 ２ ３ 。它 的危 Ｏ Ｏ 害 眭最大 ， 引起 肺 气 肿 、 雨和 烟 雾 的 主 是 酸 要 原 因 ， 会 影 响 臭 氧 的 浓 度 ， 植 物 生 长 也 对 有 害 。燃 油 中 的 硫 在 燃 烧 过 程 中 产 生 Ｓ ， Ｏ
７ ％ Ｏ
燃 油 价 格 比 含 硫 量 ３ ５ 的 燃 油 贵 １ ～ ． Ｏ ２ ， 且 硫 具 有 很好 的 润 滑性 ， Ｏ 而 如果 减 少 燃 油 中 的 含 硫 量 ， 油机 就 处 于潜 存 着 寿命 柴 和 安 全 问 题 ； 采 用 后 一 途径 ，园船上 场 地 若 狭 小 ，洗 涤 器 体 积 大 ，安 装 困难 ，且 维 护 费 用 也较 高 ，这 些 问题 有 待 进 一 步 改进 。
４ 的 尿 素水 溶 液 ，尿 素 中 的 氨 （ ０ ＮＨ。 ）与
ＮＯ 反 应生 成 氮 和 水 蒸 气 ， 无 毒 物 质 。当 是 排 气 温 度 在 ３ ｏ ４ ０３时 ，系 统 的 效 率 最 。～ ０１
力及最 高燃 烧温度 ， ＮＯ 约可降 低 ３ ， ｎ 但
燃 油 消 耗 量 约增 加 ５ 。
种 练 台 措 施 时 ， 况 更 加复 杂 ， 特 别 谨 重 。 工 应 ４ ２ 机后处理 （ － 控制 ） ， －级
（） １ 目前 最 佳 的机 后 处理 方 法 是 选 择 陛
控 制 方 法 可 归 纳 为 二大 类 ， 其 是 研 究改 善 气 缸 内 的燃 饶 过 程 （ 级 技 术 控 制 ） 初 ，二 是 对废 气 进行 进 一 步 的 处 理 （ 级 控制 ） － ，两 者 一 般 不 同 时使 用 ， 同时 使用 时 ， 者 的 若 两 作 用很 难 同 时 发挥 ， 但 费 用 为 两者 之和 。 ４ １ 燃烧 控制 （ 级 技 术 控 制 ） ． 初 （ ） 迟 喷 油定 时 ，可 降 低 最 大 爆 发 压 １延
降。
（） 低 进 气 温 度 ，（ 低环 境 温 度 ， ６降 降 提 高 玲 却效 率 ） 。燃 烧 温 度 降 低 ，ＮＯ 下 降 。 （ ） 提高 喷 油 压 力 ，也 可 降低 ＮＯ ７ 。 另外 ， 高 压 缩 压 力 ， 用部 分 废 气 再 提 采 循 环 ， 变配 气 定 时 ， 用 着 火 性能 良好 的 改 燃 燃 油 ，改进 燃 烧 室 几 何 形 状 和 流 型 等 措 旋 ， 均 能 对 降 低 ＮＯ 有 一定 的 效 果 在 动 力 装 置 设 计选 型 时 ， 采 用 电力拖 动 或 可变 距 螺 若 旋 桨 ， 油机 处 于 恒转 下运 行 ， 值 也 可 柴 ＮＯ 下降 。 选 用 上 方 法 在 降 低 ＮＯ 排放 ，其 多
冷 态 起 动 ； 些 方 法 虽 然 降 低 ＮＯ 放 ， 有 排 但
会 引 起颗 粒 、Ｃ Ｏ、ＨＣ 排放 增 加 ； 选 用 几 若
经十余年 的研 究和试 验 ， 已取得突破性的 现 进 展 。世界 上绝 大 部 分 柴 油 机 制 造 商 认 为 ，
目前 控 制 排 放 污 染 的 研 究 重 点 应 集 中解 决 减 少 ＮＯ 的 排 放 。 据 现 阶段 研 究 成 果 ， 根 其
降低 ， ＮＯ 也相 应降低 。 种方 法仅对 中高 这
速 机在 部分 负荷 时 效 果 较 好 ， 有 时 会 引 起 但
混 台燃 烧 压 力突 然 升 高 。
（ ）提 高 增 压 压 力 。可 使 油耗 及排 气 温 ５ 度 下 降 ，柴 油 机 性 能 也 得 到 改 善 ， Ｎ０ 下
２
（） 目前 对 降 低 Ｓ ２ Ｏ 的 两 条 主 要 途 径
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是 降 低 燃 油 中 的 含 硫 量 和通 过 洗 涤 器 水 洗
废 气 的 脱 硫 法 ， 园 市场 上 硫 含 量 １ ｏ 但 ． Ｈ的
ＮＯ 下 降 ８ ，Ｃ 下 降 ７ ，ＨＣ 下 降 ５ Ｏ ０
６ 排放 控制 费 用举 例
国际 内燃 机会 议 （ ＴＭ ＡＣ）排 故 管 制 Ｃ 工 作 小组 ，根 据 目前控 制 排放 的 技术 水平 ， 对 船 上 新 安 装 的柴 油 机 为 降 低 ＮＯ 排 放 所 需 费用 问题 进 行 了 一 系 列 研 究 ， １及 表 ２ 表
次 国 际 海 事 环 保 委 员会 （ Ｐ 会议 上 ， ＭＥ Ｃ） 又
的 大 气 污 染 约 占 ５ １ ，局 部 地 区 （ 挪 一 ０ 如 威） 已达 到 ３ 一 ４ 船 用 柴 油 机 废 气 对 内 Ｏ Ｏ 河 和 沿 海 港 口的大 气 污 染 和 温 室 效 应 已 引 起 了世 界 性 的 重 视 ， 制船 用 柴 油 机 的 废 气 控 排 放 ，已成 为刻 不 容 缓 的 问 题 。
气 排 放 对 大 气 环 境 的 污 染 日益 加 剧 。 东为 船 提 高 经 济 效 益 ，普 遍 燃 用 高 粘 度 的 低 质 燃 油 ，废 气 排 放对 大 气 环 境 的 污 染 更 趋 严 重 ， 据 瑞 典 报 导 资料 统计 ， 一 台船 用 中 速 柴 油 有 机 ，每 年 运 转 ４ ０ ０ ０小 时 计 算 ，约 产 生 １ ０ ５０
硫 的 含量 越 高 ， Ｏ。 废 气 中 占 有 比例 也 越 Ｓ 在 大 。 散 发 在大 气 中会 引 起 酸 雨 ， 人 类 及 它 对
额 定 转 速 （ｒ ｍ ） ｐ 图１ ｌ Ｍ０ 规 定 船 用 柴 油 机 ＮＯ．排 放 极 限 值
美 国加 利福 尼亚 大 气 资源 理 事 会 规 定 ， 对 １ ５ １０ ｐ柴 油 机 ， 在 １ ９ ７ ～ ７ｈ ９ ６年 以 后 ， ＮＯ 排 放 减 至 ６ ９ ／ ｐ・ｈ ．ｇ ｈ ，颗 粒 ０ ４ ／ ｐ ．ｇｈ
种 方 法 均会 引起 油 耗 增 加 ． 有些 方 法 可 能 引 起 较 高 的 排 气 闷 和 涡 轮 的 热 负 荷 或 不 利 于
担责任 ， 保世界范 围的统一性并 贯彻执行 确
技 术 标 准 对 港 口国家 当 局 ，也 要 承 担 对证 书进 行 检 验 及 营 运 记 录 的 检 查 。 了尽 可 能 为 减 少 对 船 东 工 作 的干 挠 ， 级 社 应 可 能 成 为 船 法规的监管机 构。
２０ ０ ０年 以 后 ， ＮＯ。
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但 可 能会 引起 腐 蚀 问题 。 （ ）限制 喷 油 率 ， 最 高 爆 压 力 及 温 度 ４ 使
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控 制 船 用 柴 油机 废 气 排 放
顾义伟
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吨 ＮＯ 在 全 球 范 围 内 ， 舶 废 气 排 放 引起 ， 船
的排 放 标 准 ， 极 限 值 见 图 １ Ｉ Ｏ 法 规 规 其 。Ｍ 定 ， ９ ７年 春 季 后 建 造 的 新船 ， １９ 须满 足 ＮＯ 排 放 极 限 僮 的 要求 。 １ ９ 在 ２年 召开 的 第 ３ ９ ２
关 于 法规 的贯 彻和 实 旋 问题 ． 国 们管 辖范围 内的 船只检验和发证 ， 在船 只的寿命期 内， 东 船 负责遵 守法 规的要求 ， 与船 东签订合 作的造
船 厂 青 责 任 在 船 舶 试 航 时 ， 明船 舶 柴 油 讥 证 的 排 放 符 合 法 规 要 求 ， 作 为 造 船 厂 的 柴 油 而 讥 制 造 分 包 商 ， 满足 造船 厂 的要 求 并提 供 应 必 要 的 技 术 文 件 和进 行 运 行 台 格 试 验 。 旗 挂 国当 局 可 以指 定 国 外 代 理 机 构 实 施 所 要 求 的部 分 工 作 ， 些代 理 机 构 理 所 当 然地 要 承 这