中文doc-中华人民共和国交通运输部

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1、MEPC 58/23/Add.1ANNEX 14Page 103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(MARPOL 73/78)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

2、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

3、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

4、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。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

5、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.315.6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 .40

6、6.3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.94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

7、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

8、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1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

9、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:pspbRapa /100kPapSC增压空气的饱和蒸气压力kPaP未修正的制动功率 kW符号术语单

10、位Paux仅为试验而安装但ISO 14396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1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

11、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/m摩尔比率(H/C)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130 kW的船用柴油

12、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1参见IMO A.739(18)号决议通过的代表主管机关的组织的授权指南和IMO A.789(19)号决议通过的被认可组织代表主管机关执行检验和发证的细则。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

13、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

14、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。经证明按认可的方法安装与第13.7.1.1条一致或证书与第13.7.1.2条一致,就本附录第13.2条适用而言不被视为实质性改装。1.3.3构件系指影响氮氧化物排放功能的那些互换性部件,由其设计/部件号标识。1.3.4设定系指对影响发动机氮氧化物排放性能的可调整部分的调整。1.3.5操作值系指柴油机参数,如发动机日志中所载的与氮氧化物排放量性能有关的气缸峰值压力、排气温度等。这些数据与载荷有关。1.3.6EIAPP证书系指与氮氧化物排放有关的发动机国际防止空气污染证书。1.3.7IAPP证书系指国际防止空气污染证书。1.3.

15、8主管机关与73防污公约第2章第(5)分段具有相同的含义。1.3.9船上氮氧化物核实程序系指发动机证书申请方特别说明并经主管机关认可的在所要求的初次发证检验或换证、年度或中间检验时船上使用的可包括设备要求的程序,以证实符合本规则的任何要求。1.3.10船用柴油机系指第13条适用的,以液体或双燃料运行的任何往复式内燃机,包括加压器/混合系统(如适用)。如果发动机拟在气体模式中正常运转,即使用主要的燃料气体和少量的液体引燃油,仅此运转模式应满足第13条的要求。如果发生故障由于气体供应受限而使用纯液体燃料运转,应对驶往下个港口进行故障修理的航次予以免除。1.3.11额定功率系指第13条和本规则适用的

16、船用柴油机的铭牌及技术档案中载明的最大持续额定输出功率。1.3.12额定转速系指船用柴油机铭牌及技术档案中载明的在额定功率输出时的每分钟的曲轴转数。1.3.13制动功率系指在曲轴或其等效设备处测得的测量功率,为了在试验台上运转该发动机仅设有必要的标准辅助设备。1.3.14船上条件系指发动机:.1安装在船上并与其驱动的实际设备相连接;和.2处于运行状态以执行该设备的功能。1.3.15技术档案系指根据本规则第2.4条的包括发动机构件和设定值的有可能影响发动机氮氧化物排放的所有参数细节的记录。1.3.16发动机参数记录簿系指与发动机参数检查法共同使用的、记录包括构件和发动机的设定值等可能影响发动机氮

17、氧化物排放的所有参数变化的文件。1.3.17认可方法系指应用于特定发动机或一系列发动机、确保其符合第13.7条所述的适用氮氧化物限值的方法。1.3.18现有发动机系指适用第13.7条的发动机。1.3.19认可方法档案系指描述认可方法及其检验方式的文件。第2章检验和发证2.1通则2.1.1凡1.2中规定的船用柴油机,除本规则另有规定外,都应接受下列检验:.1前期发证检验,这种检验应保证发动机的设计和装备使其符合第13条规定的氮氧化物排放限值。如经检验合格,主管机关签发发动机国际防止空气污染(EIAPP)证书。.2初次发证检验,这种检验应在发动机安装上船后但尚未投入使用之前进行。该检验应保证安装到

18、船上的发动机包括前期发证后的任何改装和/或调整(如适用)符合第13条规定的氮氧化物排放限值。该检验作为船舶初次检验的一部分,可向船舶初次签发国际防止空气污染(IAPP)证书也可对船舶有效IAPP证书予以修正已反映安装了新发动机。.3换证、年度和中间检验,这种检验应作为第5条要求的船舶检验的一部分,以确保发动机继续完全符合本规则的要求。.4发动机初次发证检验,这种检验应在每次发动机进行了第13条定义的重大改装时在船上进行,以确保发动机符合第13条的适用氮氧化物排放限值。这将导致签发EIAPP证书和IAPP证书的修正(如适用)。2.1.2为符合2.1.1中规定的各种检验和发证要求,本规则包含了供发

19、动机制造厂、造船厂或船东根据适用情况选择进行测量、计算、试验或核实发动机的氮氧化物排放的方法,如下:.1符合第5章要求的前期发证检验试验台试验;.2对未经前期发证的发动机符合第5章全部试验台要求的前期发证检验和初次发证检验合并起来的船上试验;.3使用技术档案规定的构件数据、发动机设定值和发动机性能数据,确认前期发证的发动机或自最近一次检验后对氮氧化物关键构件、设定值和操作值进行过改装或调整的发动机,按照6.2规定确认其符合初次、换证、年度和中间检验要求的船上发动机参数检查方法;.4按照6.3规定确认其符合换证、年度和中间检验要求或确认前期发证柴油机符合初次发证检验要求的船上简化测量法;或.5按

20、照6.4的规定,仅确认符合换证、年度和中间检验要求的船上直接测量和监测法。2.2发动机的前期发证程序2.2.1除2.2.2和2.2.4允许者外,每一台船用柴油机(单发动机)在安装上船之前应:.1予以调整,以满足适用的氮氧化物排放限值;.2根据本规则第5章规定的程序在试验台上对氮氧化物排放进行测量;.3由主管机关进行前期发证,作为签发EIAPP证书的证明。2.2.2对系列化生产的发动机的前期发证,根据主管机关的认可,可采用发动机族或组的概念(见第4章)。在此情况下,2.2.1.2中规定的试验仅对发动机组或发动机族的母型机作要求。2.2.3进行发动机前期发证的方法是为主管机关:.1在试验台上进行发

21、动机的证明试验;.2核实所有经过试验的发动机包括在发动机族或发动机组之内交付使用的发动机(如适用)符合适用的氮氧化物限值;以及.3如适用,核实所选母型机能代表该发动机族或发动机组。2.2.4有些柴油机由于其尺寸、构造和交货计划的原因,不能在试验台上进行前期发证测试。在这种情况下,发动机制造厂、船东和造船厂应向主管机关申请在船上进行试验(见2.1.2.2)。申请者必须向主管机关证明该船上试验完全满足本规则第5章规定的试验台程序的所有要求。这种检验仅对单机或由母型机所代表的发动机组可以接受,但不应接受对发动机族的发证。如果初次检验在船上进行,且无任何有效的前期发证试验,则无论如何不允许有任何可能的

22、测量偏差。对于在船上进行发证试验以取得EIAPP证书的发动机,应采用与在试验台上进行前期发证试验相同的程序。2.2.5氮氧化物减少装置.1如在EIAPP证书中包括氮氧化物减少装置,该装置应被认为是发动机的一个构件并应记录到发动机技术档案中。应在前期发证试验时对装有氮氧化物减少装置的发动机进行试验。.2如果在前期发证试验时未能满足要求的排放值而安装氮氧化物减少装置以使装配取得EIAPP证书,发动机包括安装的减少装置应重新试验以表明符合适用的氮氧化物排放限值。但在此情况下,该装配可按6.3所述的简化测量方法进行重新试验。在任何情况下不允许6.3.11中给出的容许偏差。.3如果按2.2.5.2使用简

23、化测量方法核实氮氧化物减少装置的有效性,该试验报告应作为前期发证试验报告的附件,表明发动机本身不能满足要求的排放值。两份报告均应提交给主管机关,2.4.1.5中详述的试验报告数据,涉及两次试验应包括在发动机技术档案中。.4根据2.2.5.2作为证实符合性过程一部分的简化测量方法仅对证实其有效性的发动机和氮氧化物减少装置可接受,对发动机族或发动机组发证则不可接受。.5在2.2.5.1和2.2.5.2所述的两种情况下,氮氧化物减少装置连同设备运行时获得的排放值和主管机关要求的其它记录应包括在EIAPP证书中。发动机的技术档案也应包括该装置的船上氮氧化物核实程序,以确保该设备正常运行。.6尽管有2.

24、2.5.3和2.2.5.4的规定,主管机关考虑到本组织制订的导则认可氮氧化物减少装置。2.2.6如果由于构件设计的改变需要制定新的发动机族或发动机组但没有可用的母型机,发动机制造厂可向主管机关申请使用在适用试验循环的每次指定模式修改的以前获取的母型机试验数据以考虑到氮氧化物排放值的相应变化。在此情况下,用于确定修改排放数据的发动机应按4.4.6.1、4.4.6.2和4.4.6.3的要求对应于以前使用的母型机。如果多于一个构件需要改变,由此变化引起的组合效果应由一系列的试验结果予以证实。2.2.7当其安装在该主管机关权限下的船上时,对于发动机族或发动机组内的发动机的前期发证,应按照主管机关制定的

25、程序,为每款母型机和在该发证下生产的每一台成员发动机签发EIAPP证书,以伴随发动机的整个使用期限。2.2.8发动机制造国主管机关签发证书.1如果发动机是在其将要安装的船舶的主管机关国家之外制造的,则船舶的主管机关可要求发动机生产国的主管机关检验该发动机。如果对按照本规则符合第13条的适用要求感到满意,发动机制造国的主管机关应签发或授权签发EIAPP证书。.2证书副本和检验报告副本各1份应尽可能快地传送给提出申请的主管机关。.3这样签发的证书应含有l份声明,说明此证书是应主管机关的申请而签发的。2.2.9本规则附录2提供了本规则第2章所述的有关船用柴油机前期检验和发证的导则的相关流程图。如有不

26、一致,以第2章的文本为准。2.2.10EIAPP证书的一个样本格式作为附录1附于本规则之后。2.3发动机的发证程序2.3.1对相对于制造厂的原始技术条件未经调整或改装的发动机,有效的EIAPP证书应足以证明其符合适用的氮氧化物排放限值。2.3.2发动机安装到船上后,应确定其经过何种程度影响氮氧化物排放的进一步改装和/或调整。因此在发动机安装到船上后但签发IAPP证书之前,应检验其改装情况并且采用船上氮氧化物核实程序及2.1.2中所述的方法之一予以认可。2.3.3有些发动机在前期发证后,需要最后调整或改装以期达到性能最佳状态。这样,可以使用发动机组的概念以保证发动机仍符合适用的极限。2.3.4凡

27、安装在船上的船用柴油机应备有1份技术档案。该技术档案应由发动机发证申请方提供并经主管机关认可,并要求伴随发动机的整个船上使用期。技术档案应包括2.4.1中所述的资料。2.3.5当安装氮氧化物减少装置并且需要其符合氮氧化物排放限值,提供方便核实符合第13条的方法之一是符合6.4的直接测量和监测方法。但是,鉴于所用装置的技术可能性,经主管机关认可,也可以监测其它相关参数。2.3.6为符合氮氧化物要求,如果引进一种附加物质如氨、尿素、蒸汽、水、燃料添加剂等,则应提供监测这种物质消耗的方法。技术档案应有足够的资料使得一种方便方法能证明该附加物质的消耗与达到符合适用的氮氧化物限值目的相一致。2.3.7如

28、使用符合6.2的发动机参数检查方法核实符合性,如果对发动机在其前期发证之后进行了任何调整或改装,则该调整或改装的1份完整记录应记载在发动机参数记录簿上。2.3.8如所有安装在船上的发动机经核查仍保持在技术档案记录的参数、构件和可调整特征之内,则应认为发动机在第13条规定的适用氮氧化物限值内运行。在这种情况下,如果符合本附则的其他所有适用要求,应随即为该船舶签发IAPP证书。2.3.9如果任何调整或改装超出技术档案规定的认可限值,只有通过下列方法之一核实氮氧化物总体排放性能处于规定的限值之内,才可签发IAPP证书:符合6.3的简化船上测量;或参考表明调整或改装未超出适用氮氧化物排放限值的有关发动

29、机组认可的试验台试验。在初次发动机检验之后的检验中,可替代使用经主管机关认可的符合6.4的直接测量和监测方法。2.3.10对于已签发EIAPP证书的发动机,主管机关可以按自己的决定根据本规则省略或减少所有船上检验部分。但是,对于发动机族或发动机组(如适用)中的至少1个气缸和/或1台发动机必须完成船上总体检验,并且只有在所有其它气缸和/或发动机期望在与被检验发动机和/或气缸相同的方式下运行时才可省略。作为对安装构件检查的替代方式,主管机关可对船上的备件实行部分检验,但是备件应代表安装的构件。2.3.11本规则附录2给出了在初次、换证、年度和中间检验时船用柴油机检验和发证(本规则第2章所述)的导则

30、的流程图。如有不一致,以第2章的文本为准。2.4技术档案和船上氮氧化物核实程序2.4.1为使主管机关执行2.1中所述的发动机检验,2.3.4所要求的技术档案应最低限度包括下列资料:.1影响氮氧化物排放的构件、设定值和操作值的确定,包括任何氮氧化物减少装置或系统;.2发动机构件的可允许调整或替换的整个范围的确定;.3有关发动机性能包括其额定转速和额定功率的全部记录;.4根据第6章规定,在船上核实检验中证明符合氮氧化物排放限值的船上氮氧化物核实程序体系;.5本规则附录5第2节所述的相关母型机试验数据副本1份;.6如适用,对属于发动机组或族的1台发动机的标识和限定;.7那些备件/部件规格,当其在发动

31、机上使用时,根据这些规格将使得发动机持续符合适用的氮氧化物排放限值;以及.8EIAPP证书(如适用)。2.4.2总的来说,船上氮氧化物核实程序应能使验船师很容易判定发动机是否符合第13条的适用要求。同时,不应过于繁琐而使船舶不当延误或要求对某一特定发动机有深入的了解或船上必须具有专门测量装置方面的负担。2.4.3应采用下列方法之一来确定船上氮氧化物核实程序:.1符合6.2的发动机参数检查方法以核定发动机构件、设定值和操作值没有偏离发动机技术档案的规定;.2符合6.3的简化测量方法;或.3符合6.4的直接测量和监测方法。2.4.4当考虑什么样的船上氮氧化物核实程序应包括在发动机技术档案中以核实发

32、动机在要求的船上核实检验(发动机的初次船上检验除外)中是否符合氮氧化物排放限值,可使用6.1中规定的船上氮氧化物核实程序3种方法的任何一种。但是,与所使用的方法相关的程序应由主管机关认可。如果方法与原先认可的技术档案中规定的核实程序方法不同,该方法程序应作为技术档案的修正或者附加为技术档案所述程序的替代方法。此后船东可选择使用哪一种技术档案中认可的方法来证明符合性。2.4.5除了发动机制造厂规定的和经主管机关认可的用于发动机初次发证的方法,船东应可以选择符合6.4的氮氧化物排放直接测量法。该测量数据可以采取记录其他发动机常规及其整个运行范围内的操作数据的抽查方式,或通过持续监测和数据积累得出。

33、数据必须是现时的(最近30天之内)并且必须使用本规则提到的试验程序来获得。这些监测记录应保存在船上3个月以备当事国按第10条核实。根据船上操作手册中的认可程序,数据还应进行周围环境和燃料规格的校正,并且测量设备必须进行正确校准和操作的检查。如果安装了影响氮氧化物排放的排气后处理装置,则测量点必须位于该装置的下风口。第3章氮氧化物排放标准3.1船用柴油机最大允许氮氧化物排放限值3.1.1最大允许氮氧化物排放限值参见第13条第3、4、5.1.1和7.4段(如适用)。根据本规则程序所测量和计算得出的氮氧化物排放总重量(修正至小数点后第一位)应等于或小于对应于发动机额定转速的适用计算值。3.1.2当发

34、动机使用符合5.3的试验燃油工作时,总的氮氧化物排放量(以二氧化氮排放总重量计算)应采用本规则规定的相关的试验循环和测量方法来确定。3.1.3按第13条第3、4或5.1.1段(如适用)的公式计算得出的发动机废气排放限值和实际计算出的发动机废气排放值(修正至小数点后第一位)应在发动机的EIAPP证书中予以标明。如果发动机是发动机族或发动机组的成员发动机,应将相关母型机的排放值与该发动机族或发动机组的适用限值进行比较。此限值应为按第13条第3、4或5.1.1段,根据该发动机族或发动机组包括的最高发动机转速的该发动机族或发动机组的限值(不考虑发动机EIAPP证书标明的母型机额定转速或特定发动机的额定

35、转速)。3.1.4如果发动机按第13条第5.1.1段予以核准,则在各模式点的排放量应不超过适用的氮氧化物排放限值50%以上,但以下情况除外:.13.2.5规定的D2试验循环的10%模式点。.23.2.6规定的C1试验循环的10%模式点。.33.2.6规定的C1试验循环的空转模式点。3.2适用的试验循环和加权因数3.2.1对发动机组或发动机族的每一单机或母型机,应使用3.2.2至3.2.6中规定的一个或多个试验循环以核实符合第13条规定的适用的氮氧化物排放限值。3.2.2对用于船舶主推进包括柴油电力驱动的恒速船用柴油机,根据表1应采用E2试验循环。3.2.3对于与可控螺距螺旋桨相连的发动机,无论

36、其组合曲线怎样,根据表1应采用E2试验循环。表1应用于“恒速主推进”的试验循环(包括柴油电力驱动和所有可控螺距螺旋桨装置)试验循环类型E2转速100%100%100%100%2有例外情况(包括拟用于E2应用的大缸径发动机),由于其振动质量和构造,发动机不能在名义速率低载荷下运转而不造成损坏重要部件的风险。在此情况下,发动机制造厂应向主管机关提出申请,对表1中有关发动机转速的25%功率模式的试验循环进行修改。调整后的25%功率时的发动机转速应尽可能接近发动机制造厂建议的和主管机关认可的额定发动机转速。试验循环的适用加权因数应保持不变。功率100%75%50%25%加权因数0.20.50.150.

37、153.2.4对于按推进器原理运转的主、辅发动机,根据表2应采用E3试验循环。表2应用于“按推进器原理运转的主、辅发动机”的试验循环试验循环类型E3转速100%91%80%63%功率100%75%50%25%加权因数0.20.50.150.153.2.5对于恒速辅发动机,根据表3应采用试验循环D2。表3应用于“恒速辅发动机”试验循环试验循环类型D2转速100%100%100%100%100%功率100%75%50%25%10%加权因数0.050.250.30.30.13.2.6对于不包括上述发动机的变速、变载荷辅发动机,根据表4应采用试验循环C1。表4应用于“变速、变载荷辅发动机”的试验循环试

38、验循环类型C1转速额定过渡空转扭转100%75%50%10%100%75%50%0%加权因数0.150.150.150.10.10.10.10.153.2.7 试验循环C1中给出的扭矩值为代表一给定的试验模式下在给定转速的要求的扭矩和最大可能扭矩之比的百分比数值。3.2.8试验循环C1的过渡转速应由制造厂考虑到下列要求申报:.1对于设计在满载扭矩曲线下的整个转速范围中运行的发动机,过渡转速如果处于额定转速的60%至75%之间,则其应为申报的最大扭矩转速。.2如果申报的最大扭矩转速小于额定转速的60%,则过渡转速应为额定转速的60%。.3如果申报的最大扭矩转速大于额定转速的75%,则过渡转速应为

39、额定转速的75%。.4对于未设计成在稳定状态下的满载扭矩曲线下的整个转速范围内运行的发动机,过渡转速将典型地处于最大额定转速的60%至70%之间。3.2.9如果发动机制造厂请求对已经由3.2.2至3.2.6规定的不同试验循环核准的发动机采用新的试验循环,则无需为新的申请对发动机再完成全部发证过程。在这种情况下,发动机制造厂可以通过运用第一次发证试验的指定模式下的测量结果计算新的试验循环应用中的排放总重量(使用新的试验循环的相应加权因数)的重新计算证明一致性。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4.1通则4.1.1为避免对每台发动机进行发证测试以证明其符合氮氧化物的排放限值,可

40、采纳两种认可的概念之一,即发动机族或发动机组概念。4.1.2发动机族概念用于任何系列化生产的发动机,该发动机作为产品使用,其设计证明具有相似的氮氧化物排放性能,并且在船上安装中要求不得进行对氮氧化物的排放造成不利影响的任何调整或改装。4.1.3发动机组概念可用于具有相似用途的小系列生产的发动机,该发动机在船上安装或使用过程中需要作轻微调整和改装。4.1.4发动机制造厂最初可根据自己的决定确定发动机是否属于发动机族或发动机组的概念。通常适用类型应基于试验台试验后,柴油机是否将进行改装以及改装到什么程度。4.2文件4.2.1所有发证文件必须完整并适当经正式授权当局盖章。该文件还应包括所有条款和条件

41、,包括备件的更换,以确保柴油机与适用的氮氧化物排放限值保持一致。4.2.2对发动机族或发动机组中的发动机,发动机参数检查方法所要求的文件规定在6.2.2中。4.3发动机族概念的运用4.3.1发动机族概念提供了减少交付认可试验的发动机数量的可能性,同时又保证了发动机族中的所有发动机都符合认可要求。在发动机族的概念中,具有相似排放特点和设计的发动机以1台母型机作为代表。4.3.2系列生产并且不打算进行改装的发动机可以纳入发动机族概念。4.3.3母型机的选择程序应使得被选择的发动机具有对氮氧化物排放水平将带来最大限度负面影响的特点。该发动机通常在该发动机族的所有发动机中具有最高的氮氧化物排放水平。4

42、.3.4根据试验和技术判定,制造厂应提议哪些发动机属于发动机族,哪些发动机产生最高的氮氧化物排放,以及应选出哪个发动机进行发证试验。4.3.5主管机关应对发动机族中的母型机选择进行发证认可审查,并应可以选择一台不同的发动机或进行认可或进行产品合格试验以确信发动机族中的所有发动机符合适用的氮氧化物排放限值。4.3.6发动机族概念允许通过可调整零件对发动机进行微量调整。备有可调整零件的船用柴油机必须符合对在实际可及范围内的任何调整的全部要求。如果某一零件为永久性封焊的或其他在通常情况下不可及的零件,则不认为该零件是可调整的。主管机关可要求将可调整零件调整到发证或在用试验的可调整范围内的任何规格以确

43、定其是否符合要求。4.3.7在给予一发动机族认可之前,主管机关应采取必要措施核实已作了适当布置确保产品合格的有效控制。这可包括,但不限于:.1氮氧化物关键部件或建议作为发动机族的标识号与这些部件的图纸编号(及修改时,如适用)之间的关系;.2主管机关在检验时核实用于生产氮氧化物关键部件的图纸与该发动机族的图纸是否一致的方法;.3图纸的修正控制措施。如制造厂提议对确定一发动机族的氮氧化物关键部件图纸的修改可在发动机的服务期限内进行时,则产品体系的符合性需要证明采用的程序将会不会影响氮氧化物排放的情况。这些程序应包括图纸编号的分配、对氮氧化物关键部件的标识标志的影响以及向负责对原发动机族进行认可的主

44、管机关提供经修改的图纸的规定,如这些修改可能影响氮氧化物的排放,则应采用的评估或核实母型机性能的方法应连同与通知主管机关有关的应采取的后续行动一起予以说明,如必要,包括这些改装投入服务前新的母型机的声明;.4确保提供给核准的发动机任何氮氧化物关键部件的备件的实施程序将认定为等同于批准的技术档案中给出的程序,并且将按确定发动机族的图纸进行生产;或.5主管机关认可的等效措施。4.3.8发动机族选择导则4.3.8.1 发动机族应由该发动机族中所有发动机共同的基本特性予以定义。某些情况下可能会有参数相互影响;这些因素也必须考虑到,以确保只有具有相似排放特性的发动机才可包括在发动机族中,例如,由于使用的

45、增压空气或燃料系统原因,气缸数量可成为有些发动机的一个相关参数,但对其它设计,废气排放特性可能与气缸数或结构无关。4.3.8.2发动机制造厂负责从不同型号的发动机中分选那些可包括在一个发动机族中的发动机。下列基本特性而非规格应是发动机族中的所有发动机所共有的:.1燃烧循环 二冲程循环 四冲程循环.2冷却介质 空气 水 油.3单个气缸排量 在总排量的15%之内.4气缸数量及气缸结构 只在某些情况下适用,例如与废气滤清装置联合时.5空气抽吸方法 自然抽吸 增压.6燃料类型 蒸馏液/残余燃油 双重燃料.7燃烧室 开式燃烧室 分开燃烧室.8阀和排水孔结构、尺寸和数量 气缸头 气缸壁.9燃料系统类型 泵

46、线喷射器 直立式分布 分配器 单一元件 单元喷射器 气体阀.10其他特性 排气再循环 水/乳液喷射 空气喷射 进料冷却系统 排气后处理 还原催化剂 氧化催化剂 热反应堆 颗粒捕捉器。4.3.8.3如果发动机包含其他被认为能影响氮氧化物废气排放量的零件,则这些零件必须在选择包括在发动机族中的发动机时予以确认和考虑。4.3.9发动机族的母型机选择导则4.3.9.1用于氮氧化物测量的母型机选择方法应经主管机关同意并认可。该方法应基于选择一台包含根据经验已知产生以克每千瓦小时(g/kWh)表示的最高氮氧化物排放量的发动机特征和特性的发动机。这需要对发动机族中的发动机有详尽的了解。在某些情况下,主管机关

47、可能认为通过再试验一台发动机能更好地体现最坏情况下发动机族的氮氧化物排放率。因此,主管机关可以根据表明其具有该发动机族中的发动机最高氮氧化物排放水平的特征选择另一台发动机进行试验。如果发动机族中的发动机范围包含其它可能被认为影响氮氧化物排放的可变特征,这些特征也必须在母型机选择中予以确认并考虑。4.3.9.2母型机应具备适用试验循环的最高排放值。4.3.10发动机族的发证4.3.10.1证书应包括一份由发动机制造厂制定和保管并经主管机关批准的清单,该清单中列有同一发动机族中的所有发动机及其规格,其操作条件限制和允许的发动机调整细则和范围。4.3.10.2根据本规则应为发动机族的一成员发动机签发

48、一张前期证书或EIAPP证书,该证书证明母型机符合第13条规定的适用的氮氧化物限值。如果成员发动机的前期发证需要测量性能值,用于测量的设备的校准应符合本规则附录4的1.3的要求。4.3.10.3如果发动机族的母型机在本规则内规定的最恶劣环境下进行试验和测量气体排放并被证实符合适用的如3.1中给出的最大允许排放限值,氮氧化物排放量和试验结果应记载在签发给发动机族的所有成员发动机和某一特定母型机的EIAPP证书中。4.3.10.4如果两个或以上主管机关同意接受彼此的EIAPP证书,则由其中一个主管机关发证的整体发动机族应得到与初始发证主管机关签定协议的其他主管机关的承认,除非另有规定。按该协议而签

49、发的证书应被认为是发动机族的证书中所包括的所有发动机均符合规定的氮氧化物排放要求的表面证据。如果经证实安装的发动机没有经过改装并且其调整限制在发动机族证书允许的范围之内,则不需要符合第13条规定的进一步证据。4.3.10.5如果发动机的母型机将根据本规则允许之外的其他标准或不同试验循环予以证明,则制造厂必须在主管机关签发EIAPP证书之前,向主管机关出示证明该母型机的适当试验循环的氮氧化物加权平均排量在本规则和第13条规定的有关限值内。4.4发动机组概念的应用4.4.1发动机组的发动机通常要调整或改装以符合船上操作条件,但这些调整或改装不应导致氮氧化物排放量超过第13条的适用限值。4.4.2发

50、动机组概念还提供了减少对生产或使用中的发动机的改装进行认可试验的机会。4.4.3总的来说,发动机组概念可适用于具有4.4.6规定的相同设计特征的任何发动机型,但是试验台测量后单机改装或调整是可以的。发动机组内的发动机范围和母型机的选择应经主管机关同意和认可。4.4.4如果经发动机制造厂或其他方面申请,发动机组概念的应用应由主管机关考虑给予证书认可。如果发动机所有者不管有无发动机制造厂的技术支持,决定对其拥有船队的许多相似发动机进行改装,发动机所有者可以申请发动机组证书。发动机组可基于母型机(测试台上的1台试验发动机)。典型的应用是相似操作条件中的相似柴油机的相似改装。如果发动机制造厂之外的其他

51、方申请发动机证书,发动机证书的申请方承担本规则其余部分所述的发动机制造厂的责任。4.4.5在对系列化生产的发动机给予初始发动机组认可前,主管机关应采取必要措施核实为确保产品合格的有效控制已进行了适当的布置。4.3.7的要求适用于本节(细节上作必要的修正)。此要求对于已签发EIAPP证书后为船上发动机改装目的而建立的发动机组来说可能没有必要。4.4.6发动机组选择导则4.4.6.1发动机组可由除4.3.8中为发动机族定义的参数之外的基本特性和规格定义。4.4.6.2下列参数和规格应是发动机组中的发动机所共有的:.1缸内径和冲程尺寸;.2增压和排气系统的方法和设计: 等压; 脉冲系统;.3增压空气

52、冷却系统方法: 有/无增压空气冷却器;.4影响氮氧化物排放的燃烧室设计特点;.5可描述影响氮氧化物排放量基本特征的燃料喷射系统,活塞和喷射凸轮的设计特点;以及.6额定转速下的额定功率。发动机功率(kW/气缸)和/或额定转速的允许范围应由制造厂申报并经主管机关批准。4.4.6.3一般地,如果4.4.6.2所要求的衡准不是预计的发动机组内的所有发动机所共有的,则那些发动机可认为不是一个发动机组。但是,如果只是那些衡准之一不是预计的发动机组中的所有发动机共有的,则这种发动机组可予认可。4.4.7发动机组中的容许调整或改装导则4.4.7.1只要有关当事国同意并且主管机关认可,在发动机组的前期发证或最后

53、试验台测量之后,符合发动机组概念的轻微调整和改装是允许的,如果:.1与排放有关的发动机参数和/或由发动机的船上氮氧化物核实程序和/或发动机制造厂提供的数据证实经调整或改装的发动机符合适用的氮氧化物排放限值。发动机试验台上氮氧化物排放结果可被认为是核查发动机组中发动机的船上调整或改装的一种选择;或.2船上测量证实经调整或改装的发动机符合适用的氮氧化物排放限值。4.4.7.2可以允许发动机组内的调整和改装的实例(但不限于这些实例)如下:.1对于船上情况: 为弥补燃料性质差异对喷射定时的调整, 为使最大气缸压力最佳化对喷射定时的调整, 气缸之间的燃料输送差异的调整。.2为性能最优化,对下列部件进行的

54、改装: 涡轮增压器, 喷射泵部件, 柱塞规格, 输送阀规格, 喷嘴, 凸轮侧面图, 进气和/或排气阀, 喷射凸轮, 燃烧室。4.4.7.3试验台试验后的上述改装实例涉及到发动机整个使用寿命中的部件或发动机性能的重大改进。这是发动机组概念存在的主要原因之一。主管机关在收到申请之后,可接受对一台发动机(可能是试验发动机)进行的验证试验结果,表明该改装对氮氧化物排放水平造成的影响可接受为该发动机组内的所有发动机的影响,而不要求对发动机组的每台成员发动机进行发证测量。4.4.8发动机组的母型机选择导则4.4.8.1母型机的选择应符合4.3.9中的适用标准。对于小批量生产的发动机而言,不总是能以与大批量

55、生产发动机(发动机族)相同的方式来选择母型机。第一台订购的发动机可被登记为母型机。此外在前期发证试验中,如果母型机未调整至发动机制造厂定义的发动机组的参考值或最大公差操作条件(可包括但不限于:最大燃烧压力、压缩压力、排气背压、增压空气温度),测量的氮氧化物排放值应根据其他代表性发动机的排放敏感度测试修正至定义的参考值和最大公差状况。修正后参考状况下的加权平均氮氧化物排放值应在EIAPP证书附件的1.9.6中标明。在任何情况下参考状况公差的效果不应导致排放值超过第13条要求的适用的氮氧化物排放限值。用于选择代表发动机组的母型机的方法、参考值和使用的公差应经主管机关同意和认可。4.4.9发动机组的

56、发证4.4.9.14.3.10的要求适用于本节(细节上作必要的修正)。第5章试验台氮氧化物排放的测量程序5.1通则5.1.1此程序适用于船用柴油机的每一初始认可试验而不论其试验地点(2.1.2.1和2.1.2.2所述的试验方法)。5.1.2本章规定了确定氮氧化物废气排放的加权平均值所必需的往复式内燃机在稳定状态下的气体排放量的测量和计算方法。5.1.3因为确定一排放值要求执行一系列复杂的单独测量而非获得一个简单的测量值,所以下列所述的许多程序为实验室方法的详细叙述。因此,获得的结果取决于测量的过程,正如其取决于发动机和试验方法。5.1.4本章包括作为试验台测量程序的试验和测量方法、试验运行和试

57、验报告。5.1.5原则上,在排放试验过程中,发动机应以其用于船上相同的方式配备辅助设备。5.1.6对于本规则范围内的许多发动机类型,可能安装到运行发动机的辅助设备在制造和发证时可能不被得知。为此,对排放的表述建立在1.3.13所定义的制动功率的基础上。5.1.7当不适合在如5.2.3规定的条件下试验发动机时,例如,如果发动机和传动装置构成一个单一整体单元,发动机可以只和其他被安装辅助设备一起试验。在这种情况下,应按照5.2.3和5.9来确定功率计设定值。附加损失应不超过最大观察功率的5%。超过5%的损失应在试验前经有关的主管机关认可。5.1.8所有容量和容积流量率应与273K(0)和101.3kPa相关。5.1.9除另有规定外,本章要求的所有测量结果、试验数据或计算应按5.10规定,记录在发动机试验报告中。5.1.10本规则中提到的“增压空气”一词同样适用于扫气。5.2试验条件5.2.1发动机族认可的试验条件参数和试验有效性5.2.1.1应测量发动机吸入空气的绝对温度Ta(以K表示),应根据以下公式测量或计算干燥大气压力ps,以kPa表示:pa按公式(10)确定5.2.1.2对于自

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