柴油發電機尾氣污染物組成和排放標準
發布時間：2023-09-13 點擊：675
柴油發電機尾氣污染物組成和排放標準
新一代康明斯歐iii中柴油發電機與以往歐ii柴油發電機相比，不僅排放更低，并且燃油經濟性提高了8%以上，發動機可靠性更佳。康明斯廠家將在下文針對柴油發電機的污染及排放標準進行技術概述：
一、排放污染物
柴油發電機的主要污染物質包括碳氫化合物（hc）、一氧化碳（co）、氮氧化物（nox）和顆粒物（pm)。柴油發電機與汽油機相比，顆粒物和氮氧化物的排放量較高（圖1）。
汽油機與柴油機排放污染物對比圖
1、hc
hc的生成取決于柴油發電機的設計和運行因素。柴油發電機運行中，混合氣過濃或過稀、燃燒條件差、竄機油或溫度過低等都會導致hc的產生。柴油發電機排出的hc主要是未燃燒的燃料、分解的燃料分子和少量的氧化反應中間產物。hc中的某些烴類光化學反應活性很強，可與空氣中的n02結合，在陽光下形成以03（臭氧）為主的光化學煙霧，刺激人的眼睛和呼吸器官，造成呼吸困難。
2、co
co的產生主要是燃料燃燒時，02相對不足，燃料中的c不能完全燃燒，或混合氣不均勻燃燒，或缸內溫度低導致的。co進人人體后，很容易與血紅蛋白結合，導致缺氧，甚至使人窒息，嚴重時會危及生命。
3、nox
nox是空氣中的n2和o2在燃燒室的高溫、富氧條件下反應生成的。nox主要以no的形式出現，還有少量的no2。nox可以與某些烴類發生化學反應，生成光化學煙霧。
4、pm
pm是柴油發電機工作時，燃料與空氣混合不均勻，造成局部混合氣過濃，在高溫缺氧情況下產生的。pm中含有可致癌的物質，容易被人體吸人并沉積在肺內。
當前，我國的壓燃式柴油發電機已經實施國iii標準。表13-1為各階段國標排放限值。
表13-1 柴油發電機國標排放限值
排放標準g/km·h
co
hc
nox
pm
煙度
國ⅰ
4.5
1.1
8
0.61
國ⅱ
4
1.1
7
0.15
國ⅲ
2.1
0.66
5
0.1
0.8
國ⅳ
1.5
0.46
3.5
0.02
0.5
柴油發電機排放控制的重點是pm和nox。為滿足國iii及以上排放要求，控制pm和nox的排放，國iii柴油發電機上均加裝了后處理系統。
尾氣污染物成分結構圖
二、國四標準及管控要求
非道路移動機械國四階段標準以《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）》（gb 20891-2014）為基礎，結合環境管理新需求、非道路移動機械國三標準實施情況及行業技術現狀，主要對以下技術要求進行了修改完善。
1、更加關注整機排放要求
對37kw以上機械實際使用過程的污染物排放使用便攜式排放測試系統（pems）進行測量，規定90%以上有效功基窗口的co和nox的比排放量不應超過相應功率段限值的2.5倍。此外，參考歐標要求，增加了柴油機非標準循環工況的測試方法及限值要求。
2、新增顆粒物粒子數量限值要求
為解決非道路移動機械冒黑煙的問題，新增顆粒物粒子數量（pn）限值，規定其排放必須小于等于5×1012個/千瓦時，通用技術手段為加裝柴油顆粒捕集器（dpf）。標準不對技術路線進行固化和限制，鼓勵企業使用更高效的污染排放控制技術。
3、提出遠程監控及定位要求
為保證排放控制系統在實際使用過程中始終正常發揮作用，防止用戶在使用過程中惡意破壞拆除污染控制裝置，參考歐iv法規提出排放控制系統遠程監控要求，并向監管平臺實時發送排放及定位相關數據。
4、給出指定的劣化系數
通過前期標準實施，我們獲取了大量柴油機劣化趨勢特征數據，給出指定的劣化系數，明確企業可采用指定的劣化系數代替耐久實測劣化系數，大幅降低企業的測試費用和研發成本。
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一、排放污染物
柴油發電機的主要污染物質包括碳氫化合物（hc）、一氧化碳（co）、氮氧化物（nox）和顆粒物（pm)。柴油發電機與汽油機相比，顆粒物和氮氧化物的排放量較高（圖1）。
汽油機與柴油機排放污染物對比圖
1、hc
hc的生成取決于柴油發電機的設計和運行因素。柴油發電機運行中，混合氣過濃或過稀、燃燒條件差、竄機油或溫度過低等都會導致hc的產生。柴油發電機排出的hc主要是未燃燒的燃料、分解的燃料分子和少量的氧化反應中間產物。hc中的某些烴類光化學反應活性很強，可與空氣中的n02結合，在陽光下形成以03（臭氧）為主的光化學煙霧，刺激人的眼睛和呼吸器官，造成呼吸困難。
2、co
co的產生主要是燃料燃燒時，02相對不足，燃料中的c不能完全燃燒，或混合氣不均勻燃燒，或缸內溫度低導致的。co進人人體后，很容易與血紅蛋白結合，導致缺氧，甚至使人窒息，嚴重時會危及生命。
3、nox
nox是空氣中的n2和o2在燃燒室的高溫、富氧條件下反應生成的。nox主要以no的形式出現，還有少量的no2。nox可以與某些烴類發生化學反應，生成光化學煙霧。
4、pm
pm是柴油發電機工作時，燃料與空氣混合不均勻，造成局部混合氣過濃，在高溫缺氧情況下產生的。pm中含有可致癌的物質，容易被人體吸人并沉積在肺內。
當前，我國的壓燃式柴油發電機已經實施國iii標準。表13-1為各階段國標排放限值。
表13-1 柴油發電機國標排放限值
排放標準g/km·h
co
hc
nox
pm
煙度
國ⅰ
4.5
1.1
8
0.61
國ⅱ
4
1.1
7
0.15
國ⅲ
2.1
0.66
5
0.1
0.8
國ⅳ
1.5
0.46
3.5
0.02
0.5
柴油發電機排放控制的重點是pm和nox。為滿足國iii及以上排放要求，控制pm和nox的排放，國iii柴油發電機上均加裝了后處理系統。
尾氣污染物成分結構圖
二、國四標準及管控要求
非道路移動機械國四階段標準以《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）》（gb 20891-2014）為基礎，結合環境管理新需求、非道路移動機械國三標準實施情況及行業技術現狀，主要對以下技術要求進行了修改完善。
1、更加關注整機排放要求
對37kw以上機械實際使用過程的污染物排放使用便攜式排放測試系統（pems）進行測量，規定90%以上有效功基窗口的co和nox的比排放量不應超過相應功率段限值的2.5倍。此外，參考歐標要求，增加了柴油機非標準循環工況的測試方法及限值要求。
2、新增顆粒物粒子數量限值要求
為解決非道路移動機械冒黑煙的問題，新增顆粒物粒子數量（pn）限值，規定其排放必須小于等于5×1012個/千瓦時，通用技術手段為加裝柴油顆粒捕集器（dpf）。標準不對技術路線進行固化和限制，鼓勵企業使用更高效的污染排放控制技術。
3、提出遠程監控及定位要求
為保證排放控制系統在實際使用過程中始終正常發揮作用，防止用戶在使用過程中惡意破壞拆除污染控制裝置，參考歐iv法規提出排放控制系統遠程監控要求，并向監管平臺實時發送排放及定位相關數據。
4、給出指定的劣化系數
通過前期標準實施，我們獲取了大量柴油機劣化趨勢特征數據，給出指定的劣化系數，明確企業可采用指定的劣化系數代替耐久實測劣化系數，大幅降低企業的測試費用和研發成本。
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