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MEPC58/23/Add.1船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则修正案(2008年氮氧化物技术规则)引言前言1997年9月26日，《经1978年议定书修正的〈1973年国际防止船舶造成污染公约〉》(MARPOL73/78)当事国大会以大会决议2通过了《船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则》(《氮氧化物技术规则》)。《防污公约》附则VI－《防止船舶造成空气污染规则》于2005年5月19日生效后，该附则第13条适用的所有船用柴油机都必须符合本规则的规定。2005年7月，环保会第53届会议同意修订《防污公约》附则VI和《氮氧化物技术规则》。2008年10月，环保会第58届会议完成了审议，本《氮氧化物技术规则》(以下简称本规则)就是该过程取得的结果。作为一般性的背景信息，在燃烧过程中形成氮氧化物的先决条件是氮和氧。这些成分一起构成柴油机吸入空气的99％。在燃烧过程中氧气将被消耗，多余氧气的数量是空气/燃料比的函数，柴油机在此情况下运转。氮在燃烧过程中大多未起反应；但有很小一部分将被氧化形成多种形式的氮氧化物。能够形成的氮氧化物(NOX)包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)，其总量主要是火焰或燃烧温度的函数，以及存在于燃料中有机氮(如果存在)数量的函数，氮氧化物的形成还是氮和多余氧气在柴油机燃烧过程中暴露在高温下时间的函数。换句话说，燃烧温度愈高(如高峰值压力、高压缩比、高供油比率等)，所形成的氮氧化物总量就越大。通常低速柴油机所形成的氮氧化物量比高速机要大。氮氧化物能引起酸化，形成对流层臭氧，营养富集等不良环境影响，对全球人类健康造成危害。本规则旨在为船用柴油机试验、检验和发证规定强制性程序，以使柴油机制造厂、船东和主管机关能够确保所有适用的船用柴油机符合附则VI第13条规定的关于氮氧化物排放限值。在制定一系列简单实用的要求(其中对确保符合氮氧化物排放允许值的措施作了定义)时，已认识到精确制定船用柴油机实际加权平均氮氧化物排放量的困难。鼓励主管机关在适当受控条件下能进行精确试验的试验台上，对船用推进系统和辅柴油机的排放性能进行评估。本规则的一个重要特点就是在这个初始阶段确保符合附则VI第13条。其后的船上试验将不可避免地受限于范围和精确度两方面，其目的应为推理或推断排放性能和证实柴油机的安装、操作和维护遵循了制造厂的规范，以及任何调整或改装没有偏离制造厂初次试验和发证确立的排放性能。MEPC58/23/Add.1ANNEX14Page2目录页码引言………………………………………………………………………..…..3前言………………………………………………………………………..…..3缩写、下标和符号………………………………………………………..6第1章－总则……………………………………………………………..91.1目的………………………………………………………..…….91.2适用范围………………………………………………………...91.3定义………………………………………………………..…….9第2章－检验和发证………………………………………………..…..122.1通则………………………………………………………..…….122.2发动机的前期发证程序…………………………………..……..132.3发动机的发证程序………………………………………..…….142.4技术档案和船上氮氧化物核实程序……………………….......16第3章－氮氧化物排放标准……………………………………..…….183.1船用柴油机最大允许氮氧化物排放限值……………..….….…183.2适用的试验循环和加权因数……………………………..….….18第4章－系列化生产的发动机认可：发动机族和发动机组的概念…………………………..….214.1通则………………………………………………………..……..214.2文件………………………………………………………..……..214.3发动机族概念的应用……………………………………..……..214.4发动机组概念的应用……………………………………..……..25第5章－试验台氮氧化物排放的测量程序…………………..…....285.1通则………………………………………………………..……..285.2试验条件…………………………………………………..……..285.3试验燃油…………………………………………………..……..305.4测量设备和测量数据……………………………………..……..315.5废气流量的测定…………………………………………..……..31MEPC58/23/Add.1ANNEX14Page35.6发动机相关参数和其它基本参数的测试仪的允许偏差………………………………………..……..325.7确定气体成份的分析仪…………………………………..……..325.8分析仪的校准……………………………………………..……..325.9试验运行…………………………………………………..……..325.10试验报告…………………………………………………..……..325.11气体排放数据评估………………………………………..……..355.12气体排放计算……………………………………………..……..35第6章－船上验证符合氮氧化物排放限值的程序……………………………………..……….406.1通则………………………………………………………..……..406.2发动机参数检查方法……………………………………..……..406.3简化测量方法……………………………………………..……..436.4直接测量和监测方法……………………………………..……..46第7章－现有发动机的发证……………………………………..….....52附录附录1－EIAPP证书格式…………………………………..………..52附录2－船用柴油机检验和发证流程图…………………..…....…..56附录3－确定船用柴油机排放气体成分的分析仪的技术条件………………………..………………………..60附录4－分析和测量仪器的校准………………………..…………..65附录5－母型机试验报告……………………………………...…….78－第1节－母型机试验报告……………………..………78－第2节－技术档案中包括的母型机试验数据………..86附录6－废气质量流量计算(碳平衡法)………………………........89附录7－发动机参数检查方法的检查清单…………………….......91附录8－直接测量和监测法的实施…………………………...…….94MEPC58/23/Add.1ANNEX14Page4缩写、下标和符号下表1、2、3和4概述了整个规则，包括附录3中的分析仪器的技术条件、附录4中的分析仪器的校准要求、第5章和附录6中的气体流量计算公式所用的缩写、下标和符号以及第6章有关船上核实检验数据所用的符号。.1表1：代表本规则中所述的柴油机气体排放以及校准和满量程气体中的化学成分的符号；.2表2：用于本规则附录3中规定的柴油机气体排放测量的分析仪的缩写；.3表3：用于本规则第5章、第6章、附录4和附录6使用的术语和变量的符号及下标；以及.4表4：用于本规则第5章、第6章和附录6所用的燃料成分的符号。表1化学成分的符号和缩写符号定义CH4甲烷C3H8丙烷CO一氧化碳CO2二氧化碳HC碳氢化合物H2O水NO一氧化氮NO2二氧化氮NOx氮氧化物O2氧表2柴油机气体排放测量分析仪的缩写（参阅本规则附录3）CLD化学荧光探测器ECS电化传感器HCLD加热式化学荧光探测器HFID加热式火焰离子探测器NDIR非扩散红外分析仪PMD顺磁探测器ZRDO二氧化锆传感器MEPC58/23/Add.1ANNEX14Page5表3术语和变量测量方法的符号及下标(参阅本规则第5章、第6章、附录4和附录6)符号术语单位A/Fst空气与燃料的理想配比值1cx废气浓度(成份的后缀命名，d＝干或w＝湿)ppm%(V/V)ECO2NOX分析仪的CO2抑制%EH2ONOX分析仪的水抑制%ENOxNOX转换器的效率%EO2氧分析仪修正系数1λ过量空气系数kg干空气/(kg燃料·A/Fst)1fa试验条件参数1fc碳系数1ffd干基废气流量计算的燃料特定系数1ffw湿基废气流量计算的燃料特定系数1Ha吸入空气的绝对湿度，(g水/kg干空气)g/kgHSC增压空气湿度g/kgi代表个别模式的角注1khd柴油机NOX的湿度修正系数1kwa吸入空气的干对湿修正系数1kwr原始废气的干对湿修正系数1nd发动机转速min-1nturb涡轮增压器转速min-1%O2IHC分析仪百分比氧干扰%pa发动机吸入空气饱和蒸气压力，使用在与测量pb和Ra相同的位置测量的吸入空气温度确定kPapb总大气压力kPapC增压空气压力kPapr分析系统冷却槽后的水汽压力kPaps干燥大气压力，由以下公式确定：ps＝pb－Ra·pa/100kPapSC增压空气的饱和蒸气压力kPaP未修正的制动功率kWMEPC58/23/Add.1ANNEX14Page6符号术语单位Paux仅为试验而安装但ISO14396不要求的辅机消耗的总功率kWPm试验条件下柴油机转速下的最大测量功率或声明功率kWqmad干基吸入空气质量流量kg/hqmaw湿基吸入空气质量流量kg/hqmew湿基废气质量流量kg/hqmf燃料质量流量kg/hqmgas个别气体排放质量流量g/hRa吸入空气的相对湿度%rh碳氢化合物响应系数1ρ密度kg/m3s燃料齿条位置Ta发动机进口确定的吸入空气温度KTcaclin增压空气冷却器，冷却剂进口温度℃Tcaclout增压空气冷却器，冷却剂出口温度℃TExh废气温度℃TFuel燃油温度℃TSea海水温度℃TSC增压空气/中冷空气温度KTSCRef增压空气/中冷空气参考温度Ku废气成份和废气密度比率1WF加权因数1表4燃料成分的符号符号定义wALF燃料的氢含量，%m/mwBET燃料的碳含量，%m/mwGAM燃料的硫含量，%m/mwDEL燃料的氮含量，%m/mwEPS燃料的氧含量，%m/mα摩尔比率(H/C)MEPC58/23/Add.1ANNEX14Page7第1章总则1.1目的1.1.1本《船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则》，以下称本规则，详细规定了船用柴油机的试验、检验和发证要求，以确保其符合附则VI第13条的氮氧化物(NOX)排放限值。本规则中引用的规则条款均指附则VI。1.2适用范围1.2.1本规则适用于所有已安装或设计并拟安装在附则VI和第13条适用的任何船上的输出功率大于130kW的船用柴油机。就第5条关于检验和发证要求而言，本规则仅涉及柴油机符合NOX排放限值的适用要求。1.2.2就本规则的适用而言，各主管机关有权委托经授权的组织代行本规则要求的主管机关的职能1。在任何情况下，主管机关对检验和发证负全部责任。1.2.3就本规则而言，如能证明柴油机在初次发证、年度、中间和换证检验和其他要求的检验时NOx排放重量在这些限值之内，则该柴油机应被认为符合第13条的适用NOx排放限值。1.3定义1.3.1氮氧化物(NOX)排放系指氮氧化物总排放量，按二氧化氮排放总重量计算，并以本规则所规定的相关试验周期和测量方法确定。1.3.2船用柴油机的实质性改装系指：.1对安装在2000年1月1日或以后建造的船上的发动机而言，实质性改装系指：可能造成发动机超出列于第13条规定的适用排放限值的发动机的改装。如果技术档案中所指的不改变排放性能的常规发动机部件部分更换，不论是一部分还是多部分部件被替换，均不视为“实质性改装”。.2对安装在2000年1月1日以前建造的船上的发动机而言，实质性改装系指增加了6.3所述的简单测试方法确定的发动机现有排放特性，使其超出6.3.11所述的允许值的任何改装。这些改变包括，但不限于其运转或技术参数(例如：改变凸轮轴、燃油喷射系统、空气系统、燃烧室构造，或发动机定时校准)的改变