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非道路柴油機如何争取煙(yān)度排放達标

 國家環境保護部爲貫徹《中華人(rén)民共和(hé)國環境保護法》和(hé)《中華人(rén)民共和(hé)國大(dà)氣污染防治法》,防治污染,保護和(hé)改善生态環境,保障人(rén)體健康,發布了(le)《非道路移動機械用(yòng)柴油機排氣污染物(wù)排放限值及測量方法(中國第三、四階段)》的(de)公告。

國家環境保護部爲貫徹《中華人(rén)民共和(hé)國環境保護法》和(hé)《中華人(rén)民共和(hé)國大(dà)氣污染防治法》,防治污染,保護和(hé)改善生态環境,保障人(rén)體健康,發布了(le)《非道路移動機械用(yòng)柴油機排氣污染物(wù)排放限值及測量方法(中國第三、四階段)》的(de)公告。

 

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緊随著(zhe),北(běi)京、天津、上海、深圳相繼出台了(le)當地地方的(de)《在用(yòng)非道路移動機械用(yòng)柴油機排氣煙(yān)度排放限值及測量方法》,其目的(de)以消除非道路移動機械排氣冒黑(hēi)煙(yān)問題,争取實現PM2.5下(xià)降,降低在用(yòng)非道路移動機械排放導緻霧霾形成的(de)排放物(wù)數量。

 

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這(zhè)說明(míng)在用(yòng)非道路移動機械環保政策逐漸走向成熟:各地在初級階段的(de)政策主要是發展經濟,内燃機業也(yě)是大(dà)幹快(kuài)幹,對(duì)發展的(de)考慮重于排放的(de)要求;而高(gāo)級階段的(de)政策則重于“發展與治理(lǐ)并舉”。逐漸實現把環保的(de)理(lǐ)念生根于企業與每一個(gè)人(rén)心中。

按照(zhào)深圳市《在用(yòng)非道路移動機械用(yòng)柴油機排氣煙(yān)度排放限值及測量方法》要求,開展對(duì)非道路移動機械排氣煙(yān)度的(de)治理(lǐ)顯得(de)尤爲重要,今後在深圳市的(de)建築工地、工廠、機場(chǎng)、港口碼頭的(de)非道路移動機械排氣的(de)光(guāng)吸收系數要小于或等于0.5m-1,超限值排放的(de)非道路移動機械不得(de)進入深圳的(de)建築工地、工廠、機場(chǎng)、港口碼頭承攬業務。否則,根據有關大(dà)氣污染防治的(de)規定,将面臨1萬~10萬元的(de)罰款。其他(tā)立法城(chéng)市也(yě)有類似的(de)要求。

非道路移動機械按照(zhào)設備工作場(chǎng)地可(kě)分(fēn)爲以下(xià)幾類:1)常用(yòng)、備用(yòng)發電機組;2) 建築工程機械(裝載機、推土機、挖掘機壓路機、非道路用(yòng)卡車等);3)港作機械(起重機械、吊塔機械等);4)企業場(chǎng)(廠)内機械(叉車、廠内運輸車輛、材料裝卸機械等);5)農林(lín)機械(包括大(dà)型拖拉機、聯合收割機、木(mù)材切割運輸機械等);6)機場(chǎng)地勤設備;7)鐵路機車;8)船舶發動機;

不同地方标準分(fēn)别采用(yòng)啓動煙(yān)度、自由加速和(hé)自由加載以及以無量綱林(lín)格曼黑(hēi)度表示的(de)林(lín)格曼煙(yān)度法等測量方法,不透光(guāng)煙(yān)度(單位:m -1 )作爲計量單位,制定的(de)檢測方法有不小差異。

 

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北(běi)京地标DB11/ 184-2003以及2013年修訂版中提出的(de)測量方法有以量綱m -1 爲計量單位的(de)自由加速法、自由加載法以及以無量綱林(lín)格曼黑(hēi)度表示的(de)林(lín)格曼煙(yān)度法等三種測量方法。2013 年 12 月(yuè) 31 日以前注冊登記或銷售的(de)非道路移動機械,執行舊(jiù)車排氣煙(yān)度的(de)光(guāng)吸收系數都應不超過1.6m -1限值。2014 年 1 月(yuè) 1 日以後登記注冊或銷售的(de)非道路移動機械,執行排氣煙(yān)度的(de)光(guāng)吸收系數都應不超過0.5m -1。相對(duì)而言,北(běi)京地标出台早,規範起草(cǎo)單位是北(běi)京理(lǐ)工大(dà)學,爲其它城(chéng)市的(de)非道路移動機械用(yòng)柴油機排氣污染治理(lǐ)提供政策、技術等方面的(de)有效借鑒。

深圳市對(duì)非道路移動機械排氣煙(yān)度的(de)治理(lǐ)要求較高(gāo),雖然僅采用(yòng)自由加速和(hé)自由加載兩種測量方法,但要求在用(yòng)非道路移動機械隻要在正常工作狀态下(xià),無論發動機新舊(jiù)排氣煙(yān)度的(de)光(guāng)吸收系數都應不超過0.5m -1,隻有采用(yòng)在排氣管安裝顆粒物(wù)捕集器等措施才能确保排氣達标。深圳地标的(de)規範起草(cǎo)單位是深圳市環境科學研究院、北(běi)京理(lǐ)工大(dà)學。因此,總體深圳地标的(de)設計思路與北(běi)京地标一緻(都有北(běi)京理(lǐ)工大(dà)學參與),但由于出台時(shí)間晚于北(běi)京地标,因而要求更加嚴格,在此要求條件下(xià),國三柴油非道路發動機在使用(yòng)半年後能夠達标的(de)隻有采用(yòng)合适的(de)後處理(lǐ)系統才可(kě)以确保煙(yān)度排放無憂。柴油發動機在使用(yòng)1年後,很難再達到深圳市的(de)政策标準。

上海則采用(yòng)了(le)相對(duì)變通(tōng)的(de)方法:分(fēn)階段法,在2017年1月(yuè)1日之前,采用(yòng)“新機新标準,老機老标準”原則予以實施,而在2017年1月(yuè)1日(含)之後,采用(yòng)“新機老機統一标準”原則予以實施。同時(shí)标準采用(yòng)啓動煙(yān)度、自由加速和(hé)自由加載三種測量方法,不透光(guāng)煙(yān)度(單位:m -1 )作爲計量單位。2015年10月(yuè)1日以前注冊登記或銷售的(de)非道路柴油機械限值,執行排氣煙(yān)度(自由加速煙(yān)度法或自由加載煙(yān)度法)的(de)光(guāng)吸收系數都應不超過1.6m -1限值;啓動煙(yān)度法的(de)光(guāng)吸收系數不大(dà)于3.0 m -1。2015年10月(yuè)1日(含)以後登記注冊或銷售的(de)非道路柴油機械限值,執行排氣煙(yān)度(自由加速煙(yān)度法或自由加載煙(yān)度法)的(de)光(guāng)吸收系數都應不超過1.0m -1限值;啓動煙(yān)度法的(de)光(guāng)吸收系數不大(dà)于2.0 m -1。從2017年1月(yuè)1日(含)開始,所有非道路移動機械執行該限值要求排氣煙(yān)度(自由加速煙(yān)度法或自由加載煙(yān)度法)的(de)光(guāng)吸收系數都應不超過0.5m -1限值;啓動煙(yān)度法的(de)光(guāng)吸收系數不大(dà)于1.0 m -1。

 

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上海市結果判定合格與否的(de)依據是:根據各非道路用(yòng)柴油機械的(de)實際情況,可(kě)以選擇自由加速煙(yān)度和(hé)自由加載煙(yān)度兩種方法其中之一作爲檢測,并加做(zuò)啓動煙(yān)度測量,如任一測量結果超過規定限值,均可(kě)判定該機械煙(yān)度排放檢驗不合格。雖然看起來(lái)上海市地标的(de)限值低于其他(tā)地區(qū)特别是深圳市,但上海市要求的(de)啓動煙(yān)度測量對(duì)非道路用(yòng)柴油機械來(lái)說是比較高(gāo)的(de)(啓動煙(yān)度測量是其他(tā)城(chéng)市所沒有強制要求的(de),特别于其他(tā)城(chéng)市的(de)地标要求,需要引起柴油車輛制造廠家的(de)高(gāo)度關注),這(zhè)塊更多(duō)的(de)要求在于發動機制造廠家自身加強機内控制技術的(de)研發與推廣來(lái)實現排放水(shuǐ)平的(de)提高(gāo),除了(le)采用(yòng)DPF技術(易堵塞,推廣困難)可(kě)以達到啓動煙(yān)度的(de)限值要求外,其它顆粒捕集技術都無法實現捕捉效果。

國内非道路移動機械排放标準實施日期與歐美(měi)國家相比較晚,與我國車用(yòng)發動機相應排放階段标準實施也(yě)相對(duì)滞後。因此我國現針對(duì)排氣煙(yān)度不合格的(de)非道路移動機械,應當鼓勵采用(yòng)合适的(de)技術改造方案治理(lǐ)(從成本與可(kě)技術實現角度來(lái)看,道路車輛适用(yòng)的(de)不一定是非道路車輛可(kě)以适用(yòng)),萬不可(kě)技術方案未經驗證之前就一擁而上,導緻社會資源浪費,挫傷企業的(de)改造積極性和(hé)增大(dà)企業負擔。

由于非道路移動機械的(de)價格相對(duì)較高(gāo),老舊(jiù)産品的(de)剩餘價值也(yě)相對(duì)較高(gāo)。如果強行報廢的(de)話(huà),企業的(de)經濟損失相對(duì)比較大(dà),特别是當今經濟持續下(xià)行的(de)大(dà)環境下(xià)更加需要保護好企業利益。通(tōng)過對(duì)其排放水(shuǐ)平進行治理(lǐ)要采用(yòng)一種相對(duì)經濟可(kě)行的(de)排放治理(lǐ)措施,實現企業、地區(qū)、百姓的(de)三方利益共赢的(de)方案才是佳的(de)。

根據目前的(de)技術水(shuǐ)平和(hé)排放治理(lǐ)的(de)目标,有以下(xià)三種治理(lǐ)措施:

1)對(duì)噴油泵進行調整或更新;

2) 加裝顆粒捕集器/DPF/DOC等後處理(lǐ)産品;

3)更換同型号的(de)燃氣發動機或者滿足國四及以上排放要求的(de)柴油發動機。

采用(yòng)第一種方法——對(duì)噴油泵進行調整或更新,産品的(de)采購(gòu)費用(yòng)大(dà)約在 2000 元左右,費用(yòng)較低但實際作用(yòng)效果有限,由于舊(jiù)發動機的(de)調校代價遠(yuǎn)遠(yuǎn)大(dà)于采購(gòu)産品的(de)費用(yòng),且大(dà)部分(fēn)舊(jiù)發動機由于磨損程度不一無法得(de)出滿意的(de)一緻性和(hé)排放效果,得(de)不償失。

采用(yòng)第二種方法——加加裝顆粒捕集器/DPF/DOC等後處理(lǐ)産品,分(fēn)爲主動式與被動式。其中主動式治理(lǐ)的(de)費用(yòng)大(dà)約在 22000-45000 左右,主要應用(yòng)在産值較高(gāo)的(de)道路車輛上面,非道路車輛特别像叉車之類産品的(de)自身貨值較低(3噸柴油叉車不及5萬)以及安裝空間有限,不太适宜。

而被動式後處理(lǐ)産品的(de)售價不等,基本隻有主動式後處理(lǐ)産品的(de)10-20%之間,企業及個(gè)人(rén)比較容易接受,但堇青石陶瓷濾芯結構的(de)産品非常容易堵塞,導緻背壓過大(dà),發動機無法正常工作(因此相當數量的(de)後處理(lǐ)制造企業使用(yòng)直接在産品的(de)出氣端打孔方式來(lái)改變濾芯的(de)真實功能,從而起到稍微延遲堵塞的(de)時(shí)間周期,但煙(yān)度治理(lǐ)的(de)實際效果大(dà)大(dà)降低),幾乎每周都需要定期拆卸下(xià)來(lái)拿去專門的(de)高(gāo)溫電爐進行長(cháng)達4小時(shí)的(de)高(gāo)溫焚燒(溫度必須控制在550-650度之間),花費較爲高(gāo)昂的(de)時(shí)間與電力成本進行再生,經過再生以及清洗幹淨後重新再裝配,因此對(duì)DPF/DOC産品的(de)推廣需要更多(duō)的(de)對(duì)比了(le)解。對(duì)幹式顆粒捕集器進行技術改革是一個(gè)切實可(kě)行的(de)技術方案,綠(lǜ)谷淨化(huà)幹式顆粒捕集器解決了(le)該痛點(根據發動機排量不同,費用(yòng)不同),費用(yòng)與性能效果相比,屬于可(kě)接受價格範圍。

采用(yòng)第三種方法——更換先進的(de)國四排放柴油發動機,治理(lǐ)費用(yòng)大(dà)約在 20000-60000 元(先進噴油控制技術以及後處理(lǐ)技術),因此更換先進的(de)柴油發動機價格比較昂貴;還(hái)有一種方案就是應用(yòng)柴改氣産品。采用(yòng)柴改氣(柴油發動機改型爲同款LPG、CNG等型号發動機)産品後,煙(yān)度幾乎降低爲零,但是适用(yòng)範圍有限。

 

綜上所述,第二種方法加裝合适的(de)柴油煙(yān)度淨化(huà)器後處理(lǐ)産品,是在用(yòng)非道路移動機械用(yòng)柴油機排氣煙(yān)度排放限值達标的(de)經濟有效治理(lǐ)方案。