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GB/T 15097-2008

基本信息

标准号: GB/T 15097-2008

中文名称:船用柴油机排气排放污染物测量方法

标准类别:国家标准(GB)

标准状态:现行

发布日期:2008-07-30

实施日期:2009-02-01

出版语种:简体中文

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相关标签: 船用 柴油机 排气 排放 污染物 测量方法

标准分类号

标准ICS号:造船和海上建筑物>>船舶和海上建筑物综合>>47.020.20船用发动机和推进系统

中标分类号:船舶>>船用主辅机>>U44船用内燃机

关联标准

替代情况:替代GB/T 15097-1994

出版信息

出版社:中国标准出版社

页数:16页

标准价格:16.0 元

计划单号:20063107-T-522

出版日期:2009-02-01

相关单位信息

首发日期:1994-06-20

起草人:李斌、李军、胡光富、王延瑞、邱建林、祁超

起草单位:中国船舶工业综合技术经济研究院、大连海事大学、淄博柴油机总公司等

归口单位:全国船用机械标准化技术委员会

提出单位:中国船舶工业集团公司

发布部门:中国船舶工业集团公司

主管部门:中国船舶工业集团公司

标准简介

本标准代替GB/T15097—1994《船用柴油机排气排放污染物测量方法》。 本标准规定了船用柴油机排气排放污染物(CO、NO狓和HC)的排放浓度和比排放量的台架试验测量方法。本标准适用于船用柴油机排气排放污染物的台架测量,船上测量可参照使用。 本标准与GB/T15097—1994相比主要有下列技术变化:———增加了试验条件的具体规定;———增加了对测量仪器的具体要求;———修改了排放测量循环;———补充完善了测量的步骤及方法;———增加了对排气质量流量的计算方法,直接引用了GB/T8190.1中的规定;———修改了附录A 试验记录表格的内容;———删去了附录B中的CO 干/湿基浓度换算系数表;———按照MARPOL 公约的要求,修改了NO狓的湿度和温度修正系数计算公式。 GB/T 15097-2008 船用柴油机排气排放污染物测量方法 GB/T15097-2008 标准下载解压密码:www.bzxz.net

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标准内容

ICS 47. 020. 20
中华人民共和国国家标准
GB/T15097—2008
代替GB/T15097—1994
船用柴油机排气排放污染物测量方法Measure method for enission pollutant of exhaust gas of marine diesel engine2008-07-30发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会國
2009-02-01实施
GB/T 15097-—2008
规范性可用文件
测量条件和仪器
测量条件
测量仪器
测量方法
4.1测量循环
叛样要求
4.3试验前准备
4. 4测量过程
5测量结果的计算
附录A(资料性附录)
附录B(规范性附录)
附录C(规范性附录)
参考文献
柴油机排放测量结果记录表
柴油机 CO 排放浓度的干、湿基换算柴油机NO.排放浓度的进气湿度温度修正10
本标推代替GB/T15097-,1994《船用柴油机排气排放污染物测量方法》。本标准与GB/T150971994相比主要有下列技术变化:--增加了试验条件的具体规定;一增加了对测量仪器的具体要求;修改了排放测最循环;
—补充完善了测量的步骤及方法;增加了对排气质量流量的计算方法,直接引用了GB/T8190.1中的规定;修改了附录A试验记录表格的内容;删去了附录B中的 CO干/混基液度换算系数表;GB/T 15097—2008
按照MARPOL公约的要求,修改了NO,的湿度和温度修止系数计算公式本标准附录A为资料性附录,附录 H和附录C为规范性附录。本标准由中国船舶工业集团公司提出。本标准由全国船用机械标准化技术委员会柴油机分技术委员会归口。本标准起草单位:中国船舶工业综合技术经济研究院、大连海事大学、淄博柴油机总公可、上海沪江柴油机排放检测科技有限公司、中国船级社青岛分社。本标准主要起草人:李斌、李军、胡光富、王延瑞、邱建林、祁超。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:-GB/T 15097 1994.
1范围
船用柴油机排气排放污染物测量方法GB/T 15097—2008
本标推规定「船用柴油机(以下简称“柴油机”)排气排放污染物(CO、NO.利HC)的排放浓度和比排改量的台架试验测鼠方法。
本标准适用于船用柴油机排气排敢污染物的台架测量,船上测量可参照使用。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款,凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用丁本标准。GB/T8190.1—1999往复式内燃机,排放测量第1部分:气体和颗粒排放物的试验台测量(idt ISO 8178-1:1996)
IS08217:2005石油产品燃料(F级)船用燃料要求3测量条件和仪器
3. 1测量条件
3.1.1试验案件参数
3.1.1.1对于自然吸气和机械增压柴油机,其试验条件参数按公式(1)计算;对于带或者不带进气中冷的涡轮增压柴油机,其试验条件参数按公式(2)计算。式中的干大气压力P。按公式(3)计算。f[
)(28)
式中:
f柴油机的试验条件参数;
干大气压力,单位为下帕(kPa);吸人空气的绝对温度,单位为开尔文(K);Pz--总压力,单位为于帕(kPa);
吸人空气的饱和蒸汽压力,单位为干帕(kPa):吸人气的相对湿度,%。
3.1.1.2当0.93≤f.≤1.07时,对柴油机系族进行的试验力为有效。参数了。在0.96~1.06范围内为最佳。
注:柴油机系族的确定见 GB/T 8190. 7。3.1.2试验用柴油机要求
3.1.2.1柴油机的进气附力应控制在制造厂定的最大空气消耗量时允许值士0.3kPa以内。3.1.2.2柴油机排气系统的背床应控制在制造厂规定的标定工况时最大允许值士0.65kPa以内3.1.2.3柴油机冷却系统应具有足够的冷却能力,使柴油机维持在制造厂规定的正常运行温度1
GB/T 15097--2008
范围内。
3.1.2.4应记录试验用润滑油的规格,并随试验结果一起写人报告。3.1.3试验用燃料
3.1.3.1柴油机试验用燃料应根据试验日的进行选择,可使用符合IS08217:2005规定的具有适合柴油机类型的DM级船用燃料,并在试验报告中注明燃油牌专。进行对比试验时,应使用同一牌号燃油。
3.1.3.2燃料温度应符合制造厂的推荐,并应在燃料喷射泵进口处或根据制造厂的要求测量。应记录燃料温度和测量位置。
3. 2 测量仪器
3.2.1测量柴油机排气排放污染物应采用下列气体分析仪:测量CO和CO,的排放浓度使用不分光红外线分析仪(NDIR)a)
测量NO。的排放浓度使用化学发光检测器(CLD)或加热式化学发光检测器(HCLD)。b)
测量HC的浓度采用加热式火焰离子检测器(HFID)。c
测量O,应使用顺磁检测器(PMD)、二氧化锆传感器(ZRDO)、电化学传感器(ECS)。使用电d)
化学传感器时,对 CO,和 NO 的于扰应予以补偿。允许使用其他等效的或性能更好的气体分析仪。3.2.2所使用的气体分析仪器应满足下列技术要求:a)应能从气流中连续测最且应具备记录连续输出反应的能力,分析仪的工作范围应使测量的浓度落在满刻度的15%和100为之间;测量值低于15%量程时,若设备在15%量程内的线性度在十4%以内且在零位时不超过满刻度的土1%,也允许使用。b)设备电磁兼容性(EMC)应达到使附加的误差最小。c)分析仪总的测量误差包括对其他气体的交灵敏度应不超过读数的上5%或满刻度的13.5为,取其小者;对小于100Ppm的浓度,测量误差应不超过士4%。注: ppm 表示 10 ′。
d)分析仪的再现性,在每个大于155ppm的使用范围内,应不超过满刻度浓度的士1%,或在每个低于155ppm的使用范围内,应不超过+2%。整个使用范围内,分析仪在任何105内对零气和量距气的峰-峰响应值应不超过满刻度的2%。e)
D分析仪在1h内的零点源移在使用的最低量程上应小于满刻度的2%。分析仪在1h内的量距漂移在使用的最低最程上应小于满刻度的2%。g)
湿的或干的排气都应可以测量;若使用下燥装置,其必须对被测气体的浓度影响最小,不能采h)
用化学下燥剂除去气样中的水分。3.2.3在试验台上测最仪器的允许偏差应符合表1和表2的要求。表1发动机有关参数测量用仪器的允许偏差序号
测量仪器
柴油机转速
燃料消耗
空气消耗
排气流盘
充许偏光
读数的土2%或柴油机最高转速值的士1%,取大者读数的12%或柴油机最大扭矩值的士1%,取大者柴油机最火燃油消耗盘的二2%
读数的士2%或柴油机最大空气消耗昼的土1%,取大者读数的土2.5%或柴油机最大排流量的十1.5%,取大者4
测量方法
测量循环
表2其他基本参数测量用仪器的允许偏差测母仪器bzxz.net
冷却水温度、滑油温度、
空气进口温度、燃油温度
排气温度
排气力
进气空气负压
大气压力
其他压力
相对湿度
绝对湿度
±2K绝对值
读数的士1%
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充许偏差
+0.2 kPa绝对值
+0.05kPa绝对供
±0.1kPa绝对值
±心,01kPa 绝对值
±3%绝对值
读数的±5%
柴油机排气排放污染物的测鼠循环应按表3规定的工况进行。表 3柴油机测量循环
测盘循环模式
(恒速船川主机,包括柴油机电力驱动和调距浆装置)
(按推进特性运行的船用主机和箱机)
(恒速诊行的船用辅机)
(变速、变负荷运行的船用辅机)项目
转速百分数”
负荷百分数”
加权系数 We
转速百分数
负荷百分数
加权系数W
转速百分数
负荷百分数
加权系数W
转速百分数
负荷白分数
加权系数W
标定转速
a转速百分数系指测量点的柴油机转速与该荣油机标定转速比值的百分数。b负荷百分数系指测重点的柴油机功率与该柴油机标定功率比值的白分数。中间转速的定义见 GB/T 8190.4—1999中3. 6。4.2取样要求
中间转速”
4.2.1气体排放物的吸样探头应安装在距排气系统出口至少0.5m或3倍于排气管直径(取大者)的上游处,并足够靠近柴油机,以确保取样探头处的排气温度至少为343K。若测量HC则应确保取样探头处的排气温度至少为463K!
4.2.2对于带有旁通排气支管的多缸柴油机,取样探头应处于足够远的下游处,以确保试样能代表所有气缸的排放平-均值。对于帮有不同支管组的多缸柴油机,如V型柴油机,允许分别从每组排气管处3
GB/T 150972008
取样并计算平均废气排放量。对于废气排放的计算,应采用总排气质量流量。4.2.3如果排气成分受到任何排气后处现的影响,则排气试样应在该设备的下游处取得。4.2.4取样探头应采取适当方式子以固定。取样探头应为不锈钢材料制成的直管段,且·端封闭。在探头的轴向上至少等间距取3个不同径向平而,每个径向平面的管壁上至少有3个均布孔。取样探头伸入排气替内长度至少应为排气管内径的80%。4.2.5用于测HC湿浓度的排气试样温度应保持在163K上10K;测CO和CO干浓度的排气试样温度应在278K放以下(-般在273K~277K之间);测NO.度的排气试样温度应在333K以。4.3试验前准备
4.3.1复查试验台各设备和测试仪表的安装连接,并确认连接可靠。4.3.2对分析仪进行零点和量距刻度标定。若试验中需要多种量程测定排气各戒分浓度,则应对所用的每种量程进行标定。
4.3.3应安装一个与分析仪相连接的条带记录器或等效数据获取系统,以便于检查历史测量数据。4.3.4分析仪器应安放在适当位置,有足够空间且无明显温度波动、无振动。4.3.5应进行系统泄试验。测试管探头应与排气系统脱开并耳端部塞住;开启分析仪泵,初步稳定后所有流量表的读数为零。若不为零,应检查取样管路并消除缺陷。A. 4测量过程
4.4.1安装取样探头,接测量仪器的所有部件(分析仪、加热管、泵、条带记录仪以及其他测量装置),并让测量系统预热:其预热时间应按照分析仪制造厂的推荐;若没有规定,建议至少预热2五。4.4.2启动柴油机进行暖机运行,使水温、油温、油压等运转参数达到制造厂规定的范围。4.4.3排放测量应在柴油机工况稳定后进行,每一测量点的转速应稳定,其转速波动应不大于额定转速的七1%或土3r/min内(取大者);负荷调整偏差应不大于全负荷的士2%。4.4.4-次测量循环应按表3规定的测量点和顺序(或反向顺序)连续完成,否则测量无效。4.4.5每.测量点至少稳定运转5min后进行测最。对于每一测量点,从柴油机排气中连续取样测量10min,并将CO.NO1、HC、O2、CO.分析仪的输出信号连续记录在记录纸上或贮存在数据获取系统中,联其算术平均值。
4.4.6在进行CO、NO.、HC、O2.CO2测量的同时,按附录A测量并记录其他相关数据(如转速、功率,扭矩、温度、压方、湿度、燃料消耗等)。4.4.7完成最后一个测量点后,应立即复核4.3.2确定的CO.O2,NO.、CO和HC分析仪的零点和量距刻度标定。若测量前后分析仪的零点漂移低于该分析仪满量程的2%或零点与量距刻度标定点的间距偏差低于该分析仪满量程的2%,测量有效;否则,测量无效,应重新测试。5测量结果的计算
5.1排气质量流量或燃烧空气消耗量的计算按GB/T8190.1—1999附录A规定的方法进行。5.2按公式(4)~公式(6)分别计算每个测量点的CO、NO,和HC质量排放量,Gcu = 0. 966LG,()+GJVco(实测)X KwX 10-GN=1,586_G(千)1GJVo(实测)×K,×103GHc= 0.178[G,(干)+G:7Vμc<实测)×10-3式中:
Gco一每个测量点的CO质量排效量,单位为克每小时(g/h);-每个测量点的NO.质量排放量,单位为克每小时(g/h);GN,
G(干)
每个测量点的HC质量排放量,单位为克小时(g/h);(4)
+*--( 6 )
每个测量点换算到标准环境状况下的柴油机空气消耗量,单位为干克每小时(kg/h);每个测量点柴油机燃油消耗量,单位为干克每小时(kg/h);Vco(实测)-
Vno(实测)
V(实测)
按1.1.7确定的每个测量点的CO排放浓度,10-(PPm);按4.4.7确定的每个测量点的NO,排放浓度,10-\(Ppm);按4.4.7确定的每个测量点的IIC排放浓度,10\(ppn);CO 干、湿基浓度换算系数,附录 B;NO,排放浓度的进气湿度温度修正系数,见附录C,5.3按公式(7)~公式(9)分别计算每个测最点的CO,NO.和HC的比排放量Gco
bs cn a
bs tise
式中:
每个测点的CO质量排放量,单位为克每千瓦小时[g/(kw·h)]:每个测量点的 NO,质量排放量,单位为克每于瓦小时[g/(kw,h];每个测量点的 HC质量排放量,单位为克每于瓦小时[g/(kW·h];每个量点的功率,单位为干瓦(kW)按公式(10)~公式(12)分别计算 CO,NO.利 HC的加权平均比排放量。5.4
式中:
Z(Gu) ? We)
Z(Ghc Wr)
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(8)
11)
(122
次测量循环的 CO 加权平均比排放最,单位为克每千瓦小时[g/(kW·h)l;次测量循环的 NO,如权平均比排放量,单位为克每T瓦小时[g/kW,h)]-次测量循环的 HC加权平均比排放量,单位为克每下瓦小时Lg/(kW·h)];每个测量工况的加权系数,见表3。5
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附录A
(资料性附录)
柴油机排放测量结果记录表
柴油机排敏测量记录表见表A.1
柴油机排放测量结果记录表
试验模式
功率/扭矩/%
速度/%
开始时间
测量的环境数据
人气压力/kPa
进气温度/K
进气湿度/(g/kg)
大气系数(f.)
测量的柴油机数据
转速/(r/min)
附加功率/kw
设定功率/kw
实测功率/kW
平均有效压力/MTa
燃油齿条
未修正燃油消耗Lg/(kwh)
燃油质量流塑/(kg/h)
空气质虽流/(kg/1s)
排气质流单/(kg/h)
排气温度/K
排气背压/MPa
气缸冷卸水出LI温度/K
气缸冷却水进口温度/K
气缸冷却水压力/MPa
中间冷却的空气湿度/K
滑油温度/K
滑油压力/MPa
逊气压力降/MFa
测量的非气数据
NO,浓度干:/湿/10-5(pum)
试验模式
C心浓度十/避/10-6co浓度F/湿/10-\(npm)
0, 浓度十/湿/10-°(ppm)
HC浓度干/湿/10-(ppm)
计算出的排气数据
NO,温度湿度修正系数
燃油特定系数
质量流量/(kg/h)
比排放量/=g/(kw·h)
加权平均比排放量/_g/(kw·h)」质量流基/(kg/h)
比排效量/_g/(kw·h)]
加权平均比排放量/g/(kW·h)
质盘流量/(kg/h)
比排放量/=g/(kw.h)]
加权平均比排放量/Lg/(kW·h)1注:C1工况愈速工况点的比排放量不作计算。表A.1(续)
CB/T 15097—2008
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附录B
(规范性晰录)
柴油机 CO 排放浓度的干、湿基换算B. 1CO T、湿基度的换算按公式(B.1)计算。Vcu(湿)= Kw× Veo(实测)
B.2干,湿基浓度换算系数K,按公式(B.2)~公式(B.4)计算K-1-W
0.5y+7.63MH×103
(4.76 +7.63H X 10 9)M---0.25y12. 01 +1. 008y
G:/G(F) (137.28 +13. 75H ×10-2式中:
柴油机排气中的水蒸气容积分量;柴油的氢/碳原子数比,取31.75;吸入柴油机的空气中氧的摩尔数;试验时的坏境空气含湿量,单位为克(水)每于克(十空气)(g/k)。B.3试验时环境空气含湿量H按公式(B,5)计算。H-
式中:
进气空气的相对凝度,%
干或湿度(进气温度)下的饱和水蒸气压,可由表B.1查得,单位为千帕(kPa):大气压,单位为千帕(kPa),
各种湿度下的饱和水蒸气压P,
.(B. 5 )
8,732
表B.1(续)
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