Приложение. Технический кодекс по контролю за выбросами окислов азота из судовых дизельных двигателей

Приложение

Технический кодекс
по контролю за выбросами окислов азота из судовых дизельных двигателей

С изменениями и дополнениями от:

22 июля 2005 г.

ГАРАНТ:

Резолюцией MEPC.177(58) от 10 октября 2008 г. принята новая редакция Технического кодекса по NOx 2008 г.

Предисловие

26 сентября 1997 года Конференция Сторон Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов 1973 года, измененной Протоколом 1978 года к ней (МАРПОЛ 73/78), резолюцией 2 Конференции приняла Технический кодекс по контролю за выбросами окислов азота из судовых дизельных двигателей. На основании положений Приложения VI - Правила предотвращения загрязнения воздушной среды с судов - к МАРПОЛ 73/78 и после вступления Приложения VI в силу каждый судовой дизель, к которому применяется правило 13 этого Приложения, должен соответствовать положениям настоящего Кодекса.

В порядке общей информации следует отметить, что исходными веществами для образования окислов азота в процессе сгорания являются азот и кислород. В совокупности эти соединения составляют 99% всасываемого двигателем воздуха. Кислород расходуется в процессе сгорания, причем количество имеющегося избыточного кислорода зависит от отношения воздух/топливо, при котором работает двигатель. В процессе сгорания азот большей частью не вступает в реакцию, однако его небольшая процентная доля окисляется, образуя различные окислы азота. Окислы азота (), которые могут образовываться, включают NO и , а их количество зависит главным образом от температуры пламени или сгорания и количества содержащегося в топливе органического азота, если он присутствует. Это также зависит от времени, в течение которого азот и избыточный кислород подвергаются воздействию высоких температур, связанных с процессом сгорания в дизеле. Иными словами, чем выше температура сгорания (например, высокое пиковое давление, высокая степень сжатия, высокая скорость подачи топлива и т.д.), тем больше количество образующихся . В целом, малооборотный дизель имеет тенденцию к образованию большего количества , чем высокооборотный. оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду, вызывая подкисление, образование озона, обогащение питательными веществами, и способствуют оказанию отрицательного воздействия на здоровье человека в глобальном масштабе.

Целью настоящего Кодекса является установление обязательных процедур испытаний, освидетельствования и сертификации судовых дизелей, которые предоставят возможность изготовителям двигателей, собственникам судов и Администрациям обеспечить, чтобы все используемые судовые дизели удовлетворяли соответствующим предельным значениям выбросов , установленным в правиле 13 Приложения VI к МАРПОЛ 73/78. Учитывая трудности, связанные с точным определением фактических средневзвешенных выбросов из судовых дизелей, эксплуатирующихся на судах, в Кодексе формулируется простой и практичный комплект требований, в которых определяются средства обеспечения соответствия допустимым выбросам .

Администрациям рекомендуется оценивать характеристики выбросов главных и вспомогательных дизелей на испытательном стенде, где могут быть проведены точные испытания в надлежащим образом контролируемых условиях. Установление соответствия правилу 13 Приложения VI на этом первоначальном этапе является существенно важной особенностью настоящего Кодекса. Последующие испытания на судне могут быть неизбежно ограниченными по масштабу и точности, и их цель должна состоять в том, чтобы делать выводы или заключения о характеристиках выбросов и подтверждать, что двигатели устанавливаются, эксплуатируются и подвергаются техническому обслуживанию в соответствии с техническими требованиями изготовителя и что какие-либо регулировки или модификации не ухудшают характеристик выбросов, установленных при первоначальных испытаниях и сертификации изготовителем.

Сокращения, подстрочные индексы и символы

В таблицах 1, 2, 3 и 4, ниже, указаны сокращения, подстрочные индексы и символы, используемые в настоящем Кодексе, включая технические требования к аналитическим приборам, содержащиеся в добавлении 3, требования к калибровке аналитических приборов, содержащиеся в добавлении 4, и формулы расчета массового расхода газов, содержащиеся в главе 5 настоящего Кодекса и добавлении 6 к нему.

.1 Таблица 1: символы, используемые в настоящем Кодексе для обозначения химических компонентов в выбросах газов из дизелей;

.2 Таблица 2: сокращения названий анализаторов, используемых для измерения выбросов газов из дизелей и указанных в добавлении 3 к настоящему Кодексу;

.3 Таблица 3: символы и подстрочные индексы терминов и переменных величин, используемых во всех формулах расчета массового расхода отработавших газов для методов измерения на испытательном стенде, как указано в главе 5 настоящего Кодекса; и

.4 Таблица 4: символы и описания терминов и переменных величин, используемых во всех формулах расчета массового расхода отработавших газов в соответствии с методом углеродного баланса, как указано в добавлении 6 к настоящему Кодексу.

Таблица 1. Символы химических компонентов в выбросах газов из дизеля

Символ	Химический компонент	Символ	Химический компонент
	пропан	NO	окись азота
CO	окись углерода		двуокись азота
	двуокись углерода		окислы азота
НС	углеводороды		кислород
	вода

Таблица 2. Сокращения названий анализаторов для измерения выбросов газов из дизелей (см. добавление 3 к настоящему Кодексу)

Сокращение	Термин	Сокращение	Термин
КСВ	критическое сопло Вентури	НПИД	нагреваемый пламенно-ионизационный детектор
ХЛД	хемилюминесцентный детектор	НДИА	недиспергирующий инфракрасный анализатор
ЭХД	электрохимический датчик	НН	нагнетательный насос
ПИД	пламенно-ионизационный детектор	ПМД	парамагнитный детектор
ИАПФ	инфракрасный анализатор с преобразованием Фурье	УФД	ультрафиолетовый детектор
НХЛД	нагреваемый хемилюминесцентный детектор	ДДЦ	датчик на основе двуокиси циркония

Таблица 3. Символы и подстрочные индексы терминов и переменных величин, используемых в формулах для методов измерения на испытательном стенде (см. главу 5 настоящего Кодекса)

Символ	Термин	Единица
	площадь поперечного сечения выпускной трубы
С1	углеводород, эквивалентный углероду 1	-
конц.	концентрация	или % по объему
	концентрация, скорректированная на фон	или % по объему
EAF	коэффициент избытка воздуха (1 кг сухого воздуха на 1 кг топлива)	кг/кг
	коэффициент избытка воздуха (1 кг сухого воздуха на 1 кг топлива) в расчетных условиях	кг/кг
	лабораторный атмосферный коэффициент (применяется только к семейству двигателей)	-
	коэффициент состава топлива для расчета углеродного баланса	-
	коэффициент состава топлива для расчета расхода сухих отработавших газов	-
	коэффициент состава топлива, используемый для пересчета концентраций с сухой на влажную основу	-
	коэффициент состава топлива для расчета расхода влажных отработавших газов	-
	массовый расход всасываемого влажного воздуха	кг/ч
	массовый расход всасываемого сухого воздуха	кг/ч
	массовый расход влажных отработавших газов	кг/ч
	массовый расход топлива	кг/ч
	средневзвешенная величина выбросов
	эталонная величина абсолютной влажности (10,71 г/кг; для расчета поправочных коэффициентов на влажность и микрочастиц)	г/кг
	абсолютная влажность всасываемого воздуха	г/кг
HTCRAT	отношение водорода к углероду	моль/моль
i	индекс индивидуального режима	-
	поправочный коэффициент на влажность для дизелей	-
	поправочный коэффициент пересчета с сухой на влажную основу для всасываемого воздуха	-
	поправочный коэффициент пересчета с сухой на влажную основу для неочищенных отработавших газов	-
L	процентное отношение крутящего момента к максимальному крутящему моменту при частоте вращения режима испытаний	%
mass	массовый расход выбросов	г/ч
	давление насыщенного пара во всасываемом двигателем воздухе (в ISO 3046-1 1995 года: , давление паров в окружающей среде при испытаниях)	кПа
	общее барометрическое давление (в ISO 3046-1 1995 года: = РХ, полное давление окружающей среды на месте установки; = PY, полное давление окружающей среды при испытаниях)	кПа
	атмосферное давление, сухой воздух	кПа
P	мощность эффективная нескорректированная	кВт
	заявленная полная мощность вспомогательных устройств, установленных только для испытаний, но не требуемых на судне	кВт
	максимальная измеренная или заявленная мощность при частоте вращения испытуемого двигателя в условиях испытаний	кВт
r	отношение площадей поперечных сечений изокинетиче- ского пробоотборника и выпускной трубы	-
	относительная влажность всасываемого воздуха	%
	коэффициент чувствительности ПИД	-
	коэффициент чувствительности ПИД на метаноле	-
S	установка динамометра	кВт
	абсолютная температура всасываемого воздуха	К
	абсолютная точка росы	К
	температура воздуха, подвергнутого промежуточному охлаждению	К
	исходная температура (воздуха для сгорания: 298 К)	К
	исходная температура воздуха, подвергнутого промежуточному охлаждению	К
	объемный расход сухого всасываемого воздуха
	объемный расход влажного всасываемого воздуха
	объемный расход сухих отработавших газов
	объемный расход влажных отработавших газов
	весовой коэффициент	-

Таблица 4. Символы и описания терминов и переменных величин, используемых в формулах для измерения методом углеродного баланса (см. добавление 6 к настоящему Кодексу)

Символ	Описание	Единица	Примечание
ALF	содержание H в топливе	% по массе
AWC	атомный вес С
AWH	атомный вес Н
AWN	атомный вес N
AWO	атомный вес О
AWS	атомный вес S
ВЕТ	содержание С в топливе	% по массе
CO2D	концентрация	% по объему	в сухих газах
CO2W	концентрация	% по объему (вл .)	во влажных газах
COD	концентрация СО		в сухих газах
COW	концентрация СО		во влажных газах
CW	сажа		во влажных газах
DEL	содержание N в топливе	% по масссе
EAFCDO	коэффициент избытка воздуха, основанный на полном сгорании и концентрации ,	кг/кг
EAFEXH	коэффициент избытка воздуха, основанный на концентрации углеродсодержащих компонентов отработавших газов,	кг/кг
EPS	содержание О в топливе	% по массе
ETA	содержание азота во влажном воздухе для сгорания	% по массе
EXHCPN	отношение объемов выхлопных газов и углеродсодержащих компонентов, с	об./об.
EXHDENS	плотность влажных отработавших газов
FFCB	коэффициент состава топлива для расчета углеродного баланса
FFD	коэффициент состава топлива для расчета расхода сухих отработавших газов		сухая основа
FFH	коэффициент состава топлива для пересчета концентраций с сухой на влажную основу
FFW	коэффициент состава топлива для расчета расхода влажных отработавших газов		влажная основа
GAIRD	массовый расход воздуха для сгорания	кг/ч	сухой воздух для сгорания
GAIRW	массовый расход воздуха для сгорания	кг/ч	влажный воздух для сгорания
GAM	содержание S в топливе	% по массе
GCO	выброс СО	г/ч
GCО2	выброс	г/ч
GEXHD	массовый расход отработавших газов	кг/ч	сухие газы
gexhw	массовый расход отработавших газов, рассчитанный методом углеродного баланса,	кг/ч
GEXHW	массовый расход отработавших газов	кг/ч	влажные газы
GFUEL	массовый расход топлива	кг/ч
GHC	выброс НС	г/ч	углеводороды
GH2O	выброс	г/ч
GN2	выброс	г/ч
GNO	выброс NO	г/ч
GNO2	выброс	г/ч
GO2	выброс	г/ч
GSO2	выброс	г/ч
HCD	углеводороды	С1	в сухих газах
HCW	углеводороды	С1	во влажных газах
HTCRAT	отношение водорода к углероду в топливе, а	моль/моль
MV...	молекулярный объем...	л/моль	конкретный газ
MW...	молекулярный вес...	г/моль	конкретный газ
NO2W	концентрация		во влажных газах
NOW	концентрация NO		во влажных газах
NUE	содержание воды в воздухе для сгорания	% по массе
O2D	концентрация	% по объему	в сухих газах
O2W	концентрация	% по объему (вл.)	во влажных газах
STOIAR	стехиометрическая потребность в воздухе для сгорания 1 кг топлива	кг/кг
TAU	содержание кислорода во влажном воздухе для сгорания	% по массе	влажный воздух
TAU1	Содержание кислорода во влажном воздухе для сгорания, который выбрасывается	% по массе	влажный воздух
TAU2	содержание кислорода во влажном воздухе для сгорания, который сгорает	% по массе	влажный воздух
VCO	объемный расход СО		(содержание в газах)
VCO2	объемный расход		(содержание в газах)
VH2O	объемный расход		(содержание в газах)
VHC	объемный расход НС		(содержание в газах)
VN2	объемный расход		(содержание в газах)
VNO	объемный расход NO		(содержание в газах)
VNO2	объемный расход		(содержание в газах)
VO2	объемный расход		(содержание в газах)
VSO2	объемный расход		(содержание в газах)

Примечания: - Для СТАНДАРТНОГО или СТАНДАРТНОГО литра используются обозначения станд. и станд. л. СТАНДАРТНЫЙ газа приводится к значениям 273,15 К и 101,3 кПа.

- Константа водно-газового равновесия = 3,5

Технический кодекс по контролю за выбросами окислов азота из судовых дизельных двигателей

ДОБАВЛЕНИЕ 1
Форма Свидетельства EIAPP
(См. 2.2.9 Технического кодекса по )

              МЕЖДУНАРОДНОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО О ПРЕДОТВРАЩЕНИИ

                ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ИЗ ДВИГАТЕЛЯ

    Выдано на основании положений Протокола 1997 года к Международной

  конвенции по предотвращению загрязнения с судов 1973 года, измененной

Протоколом 1978 года к ней (далее именуемой "Конвенция"), по уполномочию

                             правительства:

.........................................................................

                       (полное название страны)

(кем) ...................................................................

           (полное наименование компетентного лица или организации,

               уполномоченных на основании положений Конвенции)

Изготовитель двигателя	Номер модели	Серийный номер	Испытательный(ые) цикл(ы)	Номинальные мощность (кВт) и частота вращения (об/мин)51	Номер одобрения двигателя

НАСТОЯЩИМ УДОСТОВЕРЯЕТСЯ:

1. что вышеупомянутый судовой дизель освидетельствован для предварительной

   сертификации в соответствии с требованиями  Технического  кодекса   по

   контролю за выбросами окислов азота из судовых  дизельных  двигателей,

   который согласно Приложению VI к Конвенции имеет обязательную силу; и

2. что предварительным сертификационным освидетельствованием установлено,

   что двигатель, его компоненты,  регулируемые  элементы  и  техническая

   документация перед установкой  и/или  эксплуатацией на судне полностью

   соответствуют   применимым   положениям   правила 13  Приложения VI  к

   Конвенции

Настоящее Свидетельство  действительно  в  течение   срока   эксплуатации

двигателя, который установлен  на  судах по уполномочию   вышеупомянутого

правительства, при условии проведения освидетельствований в  соответствии

с правилом 5 Приложения VI к Конвенции.

   Выдано в .............................................................

                         (Место выдачи свидетельства)

.............. 20..          ............................................

 (Дата выдачи)               (Подпись надлежащим образом уполномоченного

                              должностного лица, выдавшего свидетельство)

                    (Печать или штамп организации)

Информация об изменениях:

Добавление изменено с 22 ноября 2006 г. - Резолюция МЕРС.132(53) от 22 июля 2005 г.

См. предыдущей редакции

Добавление к Международному свидетельству о предотвращении загрязнения воздушной среды из двигателя (Свидетельство EIAPP)

С изменениями и дополнениями от:

22 июля 2005 г.

ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ, ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ И СРЕДСТВ ПРОВЕРКИ

в отношении положений Приложения VI к Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов 1973 года, измененной Протоколами 1978 и 1997 годов к ней (далее именуемой "Конвенция"), а также Технического кодекса по контролю за выбросами окислов азота из судовых дизельных двигателей (далее именуемого "Технический кодекс по ")

Примечания:
1	Настоящее Описание и приложения к нему должны быть постоянно приложены к Свидетельству EIАРР. Свидетельство EIAPP должно сопровождать двигатель в течение срока его эксплуатации и постоянно находиться на судне.
2	Описание должно быть составлено по меньшей мере на английском, испанском или французском языках. Если используется также официальный язык выдающей страны, то в случае спора или разночтения предпочтение отдается этому языку.
3	Если не установлено иное, правилами, упомянутыми в настоящем Описании, являются правила Приложения VI к Конвенции, а требованиями относительно технической документации и средств проверки двигателя являются обязательные требования Технического кодекса по

1    Сведения о двигателе

1.1  Название и адрес изготовителя.......................................

1.2  Место изготовления двигателя .......................................

1.3  Дата изготовления двигателя ........................................

1.4  Место предварительного сертификационного освидетельствования........

1.5  Дата предварительного сертификационного освидетельствования.........

1.6  Тип двигателя и номер модели........................................

1.7  Серийный номер двигателя............................................

     ....................................................................

                                                                /-\

1.8  Если  применимо,  двигатель  является  базовым  двигателем | | или

                /-\                                      /-\    \-/

     двигателем | | следующего  семейства  двигателей    | | или группы

                \-/                                      \-/

                /-\

     двигателей | | .....................................................

                \-/

     ....................................................................

1.9  Испытательный(ые) цикл(ы) (см. главу 3 Технического кодекса по )

     ....................................................................

1.10 Номинальные мощность (кВт) и частота вращения (об/мин)..............

1.11 Номер одобрения двигателя ..........................................

1.12 Спецификация(и) топлива для испытаний ..............................

1.13 Присвоенный номер одобрения устройства для уменьшения выбросов 

     (если установлено)..................................................

1.14 Применимый предел выбросов  ()  (правило  13  Приложения

     VI).................................................................

1.15 Фактическое значение выбросов  ()...........................

     ....................................................................

2    Сведения о технической документации

2.1  Идентификационный номер/номер одобрения технической документации....

     ....................................................................

2.2  Дата одобрения технической документации.............................

     ....................................................................

2.3  Техническая документация, требуемая главой  2 Технического   кодекса

     по , является неотъемлемой частью Свидетельства EIAPP  и   должна

     всегда сопровождать двигатель в течение  срока  его  эксплуатации  и

     всегда находиться на судне.

3    Спецификации    процедур    проверки           на     судне для

      освидетельствования параметров двигателя

3.1  Идентификационный номер/номер одобрения процедур проверки    на

      судне .............................................................

3.2  Дата одобрения процедур проверки  на судне ......................

     ....................................................................

3.3  Спецификации процедур проверки   на   судне,   требуемых   главой 6

Технического кодекса по , являются неотъемлемой   частью   Свидетельства

EIAPP  и  должны всегда   сопровождать   двигатель   в  течение  срока  его

эксплуатации и всегда находиться на судне.

НАСТОЯЩИМ УДОСТОВЕРЯЕТСЯ, что настоящее Описание содержит достоверные  во

всех отношениях сведения.

Выдано в ................................................................

                           (Место выдачи Описания)

............ 20..             ...........................................

(Дата выдачи)                 (Подпись надлежащим образом уполномоченного

                                 должностного лица, выдавшего Описание)

                     (Печать или штамп организации)

ДОБАВЛЕНИЕ 2.
СХЕМЫ ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЯ И СЕРТИФИКАЦИИ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ
(См. 2.2.8 и 2.3.13 Технического кодекса по )

Руководство по соответствию освидетельствованиям и сертификации судовых дизелей, описанным в главе 2 настоящего Кодекса, показано на схемах, содержащихся на трех нижеследующих страницах:

Рис. 1. Схема, этап 1 - Предварительное сертификационное освидетельствование на предприятии изготовителя

Рис. 2. Схема, этап 2 - Первоначальное освидетельствование на судне

Рис. 3. Схема, этап 3 - Периодическое освидетельствование на судне

ДОБАВЛЕНИЕ 3
ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К АНАЛИЗАТОРАМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫМ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ГАЗА В ВЫБРОСАХ ИЗ ДИЗЕЛЕЙ
(См. главу 5 Технического кодекса по )

1 Общие положения

1.1 Анализаторы должны иметь диапазон измерений, соответствующий точности, требуемой для измерения концентраций компонентов отработавших газов (см. 1.5). Все анализаторы должны быть пригодны для непрерывных измерений в потоке газов и обеспечивать непрерывный выходной сигнал, который может быть зарегистрирован. Рекомендуется, чтобы анализаторы работали таким образом, чтобы измеренное значение концентрации находилось в диапазоне от 15% до 100% полной шкалы.

1.2 Если используются считывающие системы (компьютеры, регистраторы данных и т.д.), которые обеспечивают достаточную точность и разрешающую способность в диапазоне ниже 15% полной шкалы, то могут также допускаться значения концентрации менее 15% полной шкалы. В этом случае должны производиться дополнительные калибровки для обеспечения точности калибровочных кривых (см. 5.5.2 добавления 4 к настоящему Кодексу).

1.3 Электромагнитная совместимость (ЭМС) оборудования должна быть на уровне, обеспечивающем сведение к минимуму дополнительных погрешностей.

1.4 Определения

.1 Воспроизводимость анализатора определяется как 2,5 стандартного отклонения 10 повторных откликов на данный калибровочный или поверочный газ.

.2 Нулевой отклик анализатора определяется как среднее значение отклика, включая шум, на нулевой газ в течение 30 секунд.

.3 Поверочный сигнал определяется как разница между поверочным и нулевым откликами.

.4 Поверочный отклик определяется как среднее значение отклика, включая шум, на поверочный газ в течение 30 секунд

1.5 Погрешность измерения

У анализатора полная погрешность измерения, включая перекрестную чувствительность к другим газам (см. раздел 8 добавления 4 к настоящему Кодексу), не должна превышать считываемого значения или полной шкалы, в зависимости от того, что меньше. Для концентраций менее 100 погрешность измерения не должна превышать .

1.6 Воспроизводимость

Воспроизводимость анализатора должна быть не более полной шкалы концентрации для каждого используемого диапазона сверх 155 (или ) или для каждого используемого диапазона меньше 155 (или ).

1.7 Шум

Реакция анализатора от максимума до максимума на нулевой и калибровочный или поверочный газы через каждые 10 секунд не должна превышать 2% полной шкалы во всех используемых диапазонах.

1.8 Дрейф нуля

Дрейф нуля в течение одного часа должен быть менее 2% полной шкалы в самом низком используемом диапазоне.

1.9 Дрейф поверочного сигнала

Дрейф поверочного сигнала в течение одного часа должен быть менее 2% полной шкалы в самом низком используемом диапазоне.

2 Осушение газа

Факультативное газоосушительное устройство должно оказывать минимальное влияние на концентрацию измеряемых газов. Химические осушители неприемлемы для удаления воды из пробы.

3 Анализаторы

Подлежащие измерению газы должны анализироваться с помощью следующих приборов. Для нелинейных анализаторов допускается использование линеаризирующих преобразователей.

.1 Анализ окиси углерода (СО)

Анализатор окиси углерода должен быть недиспергирующего инфракрасного (НДИ) абсорбционного типа.

.2 Анализ двуокиси углерода ()

Анализатор двуокиси углерода должен быть недиспергирующего инфракрасного (НДИ) абсорбционного типа.

3 Анализ кислорода ()

Анализаторами кислорода должны быть парамагнитный детектор (ПМД), датчик на основе двуокиси циркония (ДДЦ) или электрохимический датчик (ЭХД).

Примечание. Электрохимические датчики должны быть компенсированы на помехи от и .

.4 Анализ окислов азота ()

Анализаторами окислов азота должен быть хемилюминесцентный детектор (ХЛД) или нагреваемый хемилюминесцентный детектор (НХЛД) с конвертером , если измерения производятся в сухих газах. Если измерения производятся во влажных газах, то должен использоваться НХЛД с нагревом конвертера до температуры более 333 К (60°С) при условии выполнения проверки подавляющего влияния воды (см. 8.2.2 добавления 4 к настоящему Кодексу).

ДОБАВЛЕНИЕ 4
КАЛИБРОВКА АНАЛИТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ
(См. главу 5 Технического кодекса по )

1 Введение

1.1 Каждый анализатор, используемый для измерения параметров двигателя, должен калиброваться так часто, как это необходимо, в соответствии с требованиями настоящего добавления.

1.2 Если не указано иное, все результаты измерений, данные испытаний или расчеты, требуемые настоящим добавлением, должны регистрироваться в протоколе испытаний двигателя в соответствии с разделом 5.10 настоящего Кодекса.

1.3 Точность аналитических приборов

1.3.1 Допустимые отклонения показаний приборов для измерений на испытательном стенде

Калибровка всех измерительных приборов должна соответствовать требованиям, изложенным в таблицах 1 и 2, а также национальным или международным стандартам.

Таблица 1. Допустимые отклонения показаний параметров двигателя при измерениях на испытательном стенде

N	Параметр	Допустимое отклонение (значения в к максимальным значениям параметров двигателя)	Интервалы между калибровками (месяцы)
1	частота вращения двигателя	2%	3
2	крутящий момент	2%	3
3	мощность	2%	не применимо
4	расход топлива	2%	6
5	расход воздуха	2%	6
6	расход отработавших газов	4%	5

Таблица 2. Допустимые отклонения показаний основных измеряемых параметров при измерениях на испытательном стенде

N	Параметр	Допустимое отклонение от абсолютных величин ()	Интервалы между калибровками (месяцы)
1	температура хладагента	2 К	3
2	температура смазочного масла	2 К	3
3	давление отработавших газов	5% от максимального	3
4	разрежение во впускном коллекторе	5% от максимального	3
5	температура отработавших газов	15 К	3
6	температура воздуха на впуске (воздух для сгорания)	2К	3
7	атмосферное давление	0,5% от показания	3
8	влажность всасываемого воздуха (относительная)	3%	1
9	температура топлива	2 К	3

1.3.2 Допустимые отклонения показаний приборов для измерений на судне в целях проверки

Калибровка всех измерительных приборов должна соответствовать требованиям, изложенным в таблицах 3 и 4, а также национальным или международным стандартам.

Таблица 3. Допустимые отклонения показаний приборов при измерениях параметров двигателя на судне

N	Параметр	Допустимое отклонение ( к максимальным значениям параметров)	Интервалы между калибровками (месяцы)
1	частота вращения двигателя	2%	3
2	крутящий момент	5%	3
3	мощность	5%	не применимо
4	расход топлива	4%/6% дизельного/ остаточного	6
5	удельный расход топлива	не применимо	не применимо
6	расход воздуха	5%	6
7	расход отработавших газов	5% от рассчитанного	6

Таблица 4. Допустимые отклонения показаний приборов при измерениях других основных параметров на судне

N	Параметр	Допустимое отклонение от абсолютных величин () или "от показания"	Интервалы между калибровками (месяцы)
1	температура хладагента	2 К	3
2	температура смазочного масла	2 К	3
3	давление отработавших газов	5% от максимального	3
4	разрежение во впускном коллекторе	5% от максимального	3
5	температура отработавших газов	15 К	3
6	температура воздуха на впуске	2К	3
7	атмосферное давление	0,5% от показания	3
8	влажность всасываемого воздуха (относительная)	3%	1
9	температура топлива	2 К	3

2 Калибровочные газы

Срок годности всех калибровочных газов, рекомендованный изготовителем, не должен превышаться. Истечение срока годности калибровочных газов, указанного изготовителем, должно регистрироваться.

2.1 Чистые газы

2.1.1 Требуемая чистота газов определяется пределами загрязнения, приведенными ниже. Для работы по методике измерений на испытательном стенде должны иметься в наличии следующие газы:

.1 очищенный азот (примеси: С, СО, , NO);

.2 очищенный кислород (чистота > 99,5% по объему);

.3 смесь водорода с гелием ( водорода, остальное - гелий) (примеси: С, CO); и

.4 очищенный синтетический воздух (примеси: С, СО, , NO) (содержание кислорода 18-21% по объему).

2.2 Калибровочные и поверочные газы

2.2.1 Должны иметься в наличии смеси газов следующего химического состава:

.1 СО и очищенный азот,

.2 и очищенный азот (количество в этом калибровочном газе не должно превышать 5% содержания NO);

.3 и очищенный азот, и

.4 и очищенный азот.

Примечание. Допускаются другие сочетания газов, при условии что газы не реагируют друг с другом.

2.2.2 Истинная концентрация калибровочного и поверочного газов должна быть в пределах номинального значения. Все концентрации калибровочного газа должны даваться на объемной основе (% по объему или по объему).

2.2.3 Используемые для калибровки и поверки газы могут быть также получены посредством делителя газов - разбавления очищенными или синтетическим воздухом. Точность смесительного устройства должна быть такой, чтобы концентрация разбавленных калибровочных газов могла определяться в пределах .

3 Порядок эксплуатации анализаторов и системы отбора проб

Порядок эксплуатации анализаторов должен соответствовать инструкциям изготовителя прибора по пуску и эксплуатации. Должны быть включены минимальные требования, приведенные в разделах 4 - 9.

4 Испытание на герметичность

4.1 Должно быть проведено испытание системы на герметичность. Пробоотборник должен быть отсоединен от выпускной системы, а его вход должен быть заглушен. Должен быть включен насос анализатора. После начального периода стабилизации все расходомеры должны показывать нули; в противном случае, пробоотборная магистраль должна быть проверена, а дефекты должны быть устранены.

4.2 Максимальная допустимая потеря вакуума должна составлять 0,5% от эксплуатационного расхода на проверяемом участке системы. Для оценки эксплуатационного расхода могут использоваться расходы через анализатор и байпас.

4.3 Другим методом, который может применяться, является ступенчатое изменение концентрации на входе пробоотборной магистрали путем переключения с нулевого газа на поверочный. После надлежащего периода времени должно отмечаться показание пониженной концентрации по сравнению с введенной; это свидетельствует о необходимости калибровки или о наличии утечки.

5 Процедура калибровки

5.1 Комплекс приборов

Должны быть произведены калибровка комплекса приборов и проверка калибровочных кривых на стандартных газах. Должны использоваться те же расходы газов, что и при отборе проб отработавших газов.

5.2 Время прогрева

Время прогрева должно соответствовать рекомендациям изготовителя анализатора. Если оно не указано, то для прогрева анализаторов рекомендуется минимум два часа.

5.3 Анализаторы типа НДИА и НПИД

Анализатор типа НДИА должен быть настроен, как это необходимо.

5.4 Калибровка

5.4.1 Каждый обычно используемый рабочий диапазон должен быть откалиброван.

5.4.2 С помощью очищенного синтетического воздуха (или азота) анализаторы СО, , и должны быть установлены на нуль.

5.4.3 В анализаторы должны быть введены соответствующие калибровочные газы, зарегистрированы отклики и построены калибровочные кривые в соответствии с 5.5, ниже.

5.4.4 При необходимости установка на нуль должна быть перепроверена, а процедура калибровки повторена.

5.5 Построение калибровочной кривой

5.5.1 Общие руководящие принципы

5.5.1.1 Калибровочная кривая анализатора должна строиться по меньшей мере по пяти калибровочным точкам (исключая нуль), распределенным настолько равномерно, насколько это возможно. Наибольшая номинальная концентрация должна превышать или равняться 90% полной шкалы.

5.5.1.2 Калибровочная кривая рассчитывается методом наименьших квадратов. Если результирующая степень полинома более 3, то количество калибровочных точек (включая нуль) должно быть по меньшей мере равно этой степени полинома плюс 2.

5.5.1.3 Калибровочная кривая не должна отличаться более чем на от номинального значения в каждой калибровочной точке и более чем на полной шкалы при нуле.

5.5.1.4 По калибровочной кривой и калибровочным точкам можно проверить, что калибровка произведена правильно. Должны быть указаны различные характеристические параметры анализатора, в частности:

.1 диапазон измерений;

.2 чувствительность; и

.3 дата проведения калибровки.

5.5.2 Калибровка в диапазоне ниже 15% полной шкалы

5.5.2.1 Калибровочная кривая анализатора должна строиться по меньшей мере по 10 калибровочным точкам (исключая нуль), распределенным так, чтобы 50% калибровочных точек приходилось на диапазон менее 10% полной шкалы.

5.5.2.2 Калибровочная кривая должна рассчитываться методом наименьших квадратов.

5.5.2.3 Калибровочная кривая не должна отличаться более чем на от номинального значения каждой калибровочной точки и более чем на полной шкалы при нуле.

5.5.3 Альтернативные методы

Могут использоваться альтернативные технологии (например, компьютер, электронный переключатель диапазонов и т.д.), если может быть доказана их равноценная точность.

6 Проверка калибровки

Каждый обычно используемый рабочий диапазон должен проверяться перед каждым анализом в соответствии со следующей процедурой:

.1 калибровка должна проверяться с помощью нулевого и поверочного газов, номинальная величина которых должна быть более 80% полной шкалы диапазона измерений; и

.2 если для двух рассматриваемых точек полученное значение отличается не более чем на полной шкалы от заявленного исходного значения, то параметры регулировки могут быть изменены. В противном случае, должна быть построена новая калибровочная кривая в соответствии с 5.5, выше.

7 Определение коэффициента полезного действия конвертера

В соответствии с 7.1 - 7.8, ниже, должен бып определен коэффициент полезного действия (кпд) конвертера для преобразования в NO.

7.1 Испытательная установка

С помощью испытательной установки, показанной ниже на рис. 1 (см. также 3.4 добавления 3 к настоящему Кодексу), и указанной ниже процедуры должен быть определен посредством озонатора кпд конвертеров.

7.2 Калибровка

ХЛД и НХЛД должны калиброваться в наиболее обычном рабочем диапазоне в соответствии со спецификациями изготовителя с помощью нулевого и поверочного газов (содержание NO в которых должно составлять около 80% рабочего диапазона, а концентрация в газовой смеси - менее 5% концентрации NO). Анализатор должен быть в режиме NO, с тем чтобы поверочный газ не проходил через конвертер. Отмечаемая концентрация должна быть зарегистрирована.

7.3 Расчет

Кпд конвертера должен рассчитываться следующим образом:

,

(1)

где:

а - концентрация в соответствии с 7.6, ниже

b - концентрация в соответствии с 7.7, ниже

с - концентрация NO в соответствии с 7.4, ниже

d - концентрация NO в соответствии с 7.5, ниже

7.4 Добавление кислорода

7.4.1 В поток газа через тройник должен непрерывно добавляться кислород или очищенный воздух до тех пор, пока отмечаемая концентрация не станет примерно на 20% меньше отмечаемой калибровочной концентрации, приведенной выше в 7.2 (анализатор должен быть в режиме NO).

7.4.2 Отмечаемая концентрация "с" должна быть зарегистрирована. В течение всего процесса озонатор должен быть отключен.

7.5 Приведение в действие озонатора

Теперь озонатор должен быть приведен в действие и вырабатывать количество озона, достаточное для уменьшения концентрации NO примерно до 20% (минимум 10%) от калибровочной концентрации, приведенной выше в 7.2. Отмечаемая концентрация "d" должна быть зарегистрирована (анализатор должен быть в режиме NO).

7.6 Режим

Затем анализатор NO должен быть переключен в режим , с тем чтобы газовая смесь (состоящая из NO, , и ) проходила теперь через конвертер. Отмечаемая концентрация "а" должна быть зарегистрирована (анализатор должен быть в режиме ).

7.7 Выключение озонатора

Теперь озонатор должен быть выключен. Газовая смесь, указанная выше в 7.6, проходит через конвертер в детектор. Отмечаемая концентрация "b" должна быть зарегистрирована (анализатор должен быть в режиме ).

7.8 Режим NO

При переключении в режим NO с выключенным озонатором поток кислорода или синтетического воздуха также должен быть перекрыт. Показание анализатора не должно отклоняться более чем на от значения, измеренного в соответствии с 7.2, выше (анализатор должен быть в режиме )

7.9 Частота проверок

Кпд конвертера должен проверяться перед каждой калибровкой анализатора .

7.10 Требование относительно кпд

Кпд конвертера должен быть не ниже 90%, однако настоятельно рекомендуется более высокий кпд, составляющий 95%.

Примечание. Если при работе анализатора в наиболее обычном диапазоне конвертер не может обеспечить снижение с 80% до 20% в соответствии с 7.2, выше, то должен использоваться самый высокий диапазон, который обеспечит такое снижение.

8 Эффекты помех в анализаторах СО, , и

Компоненты отработавших газов, иные чем анализируемый газ, могут оказывать помехи на показания несколькими путями. Положительные помехи могут проявляться в приборах типа НДИА и ПМД, когда создающий помехи газ оказывает такое же воздействие, что и измеряемый, но в меньшей степени. Отрицательные помехи могут проявляться в приборах типа НДИА, когда создающий помехи газ расширяет полосу поглощения измеряемого газа, а в приборах типа ХЛД - когда создающий помехи газ подавляет излучение. Перед началом использования анализатора и после значительных перерывов в его работе должны производиться проверки помех, указанные ниже в 8.1 и 8.2.

8.1 Проверка помех в анализаторе СО

Вода и , могут оказывать помехи на работу анализатора СО. Следовательно, поверочный газ , имеющий концентрацию 80 - 100% полной шкалы максимального рабочего диапазона, используемого при испытаниях, должен барботироваться через воду комнатной температуры, а сигнал анализатора должен регистрироваться Сигнал анализатора не должен превышать 1% полной шкалы для диапазонов, больших или равных 300 , или превышать 3 для диапазонов ниже 300 .

8.2 Проверки подавления сигнала в анализаторе

Двумя газами, влияющими на работу анализаторов типа ХЛД (и НХЛД), являются и водяной пар. Подавление сигнала этими газами пропорционально их концентрации, и поэтому требуется применение методики испытаний для определения подавления сигнала при самых высоких ожидаемых концентрациях во время испытаний.

8.2.1 Проверка подавления сигнала

8.2.1.1 Поверочный газ имеющий концентрацию 80-100% полной шкалы максимального рабочего диапазона, должен быть пропущен через анализатор типа НДИА, а значение должно быть зарегистрировано как А. Затем он должен быть разбавлен приблизительно на 50% поверочным газом NO и пропущен через НДИА и (Н)ХЛД с регистрацией значений и NO как В и С соответственно. Затем подача должна быть перекрыта и только поверочный газ NO должен быть пропущен через (Н)ХЛД, а значение NO должно быть зарегистрировано как D.

8.2.1.2 Подавление сигнала должно рассчитываться следующим образом:

(2)

и не должно превышать 3% полной шкалы,

где:

А - концентрация неразбавленного , измеренная с помощью НДИА %

В - концентрация разбавленного , измеренная с помощью НДИА %

С - концентрация разбавленного NO, измеренная с помощью (Н)ХЛД .

D - концентрация неразбавленного NO, измеренная с помощью (Н)ХЛД .

8.2.1.3 Могут применяться альтернативные методы разбавления и дозирования поверочных газов и NO, такие, как динамическое смешение/гомогенизация.

8.2.2 Проверка подавления сигнала водой

8.2.2.1 Эта проверка относится к измерению концентрации только во влажных газах. При расчете подавления сигнала водой должно учитываться разбавление поверочного газа NO водяными парами и пересчет концентрации водяных паров смеси в ожидаемую во время испытаний.

8.2.2.2 Поверочный газ NO, имеющий концентрацию 80-100% полной шкалы нормального рабочего диапазона, должен быть пропущен через (Н)ХЛД, а значение NO должно быть зарегистрировано как D. Затем поверочный газ NO должен барботироваться через воду комнатной температуры и пропускаться через (Н)ХЛД, а значение NO должно быть зарегистрировано как С. Должны быть определены и зарегистрированы как Е и F соответственно абсолютное рабочее давление в анализаторе и температура воды. Должно быть определено и зарегистрировано как G давление насыщенного пара в смеси, которое соответствует температуре воды F в барботажной камере. Концентрация водяного пара (в %) в смеси должна рассчитываться по формуле:

(3)

и регистрироваться как Н. Ожидаемая концентрация разбавленного поверочного газа NO (в водяных парах) должна рассчитываться по формуле:

(4)

и регистрироваться как De. Принимая отношение атомов водорода к углероду (Н/С) в топливе 1,8:1, на основе концентрации неразбавленного поверочного газа (значение А, измеренное выше в 8.2.1) должна определяться максимальная концентрация водяных паров (в %) в отработавших газах дизеля, ожидаемая во время испытаний, по формуле:

(5)

и регистрироваться как Hm.

8.2.2.3 Подавление сигнала водой должно рассчитываться по формуле:

(6)

и не должно превышать 3%,

где:

De - ожидаемая концентрация разбавленного NO

С - концентрация разбавленного NO

Hm - максимальная концентрация водяных паров %

Н - фактическая концентрация водяных паров %

Примечание. Важно, чтобы при этой проверке поверочный газ NO содержал в минимальной концентрации, поскольку в расчетах подавления сигнала поглощение , в воде не учитывалось.

8.3 Помехи в анализаторе

8.3.1 Реакция анализатора типа ПМД, вызываемая газами, иными чем кислород, сравнительно слабая. В таблице 5 показаны кислородные эквиваленты обычных составляющих отработавших газов.

Таблица 5. Кислородные эквиваленты

Концентрация газа 100%	Эквивалентный %
Углекислый газ,	- 0,623
Окись углерода, СО	-0,354
Окись азота, NO	+ 44,4
Двуокись азота,	+ 28,7
Вода,	- 0,381

8.3.2 Если требуются высокоточные измерения, то наблюдаемая концентрация кислорода должна быть откорректирована по следующей формуле:

Помеха = (эквивалентный % наблюдаемая концентрация)/ 100

(7)

8.3.3 Для анализаторов типа ДДЦ и ЭХД помехи, создаваемые газами, иными чем кислород, должны быть скомпенсированы в соответствии с инструкциями поставщика прибора.

9 Частота калибровок

Анализаторы должны калиброваться в соответствии с разделом 5 по меньшей мере каждые 3 месяца или при каждом ремонте или изменении системы, которые могут влиять на калибровку.

ДОБАВЛЕНИЕ 5 - ОБРАЗЕЦ ПРОТОКОЛА ИСПЫТАНИЙ
(См. 5.10 Технического кодекса по )

Протокол испытаний на выбросы N.....           Сведения о двигателе*                       Лист 1/5

Двигатель
Изготовитель
Тип двигателя
Обозначение семейства для группы
Серийный номер
Номинальная частота вращения								об/мин
Номинальная мощность								кВт
Промежуточная частота вращения								об/мин
Максимальный крутящий момент при промежуточной частоте вращения
Геометрический угол опережения впрыска								п.к.в° до ВМТ
Электронное управление впрыском					нет:	да:
Регулируемый угол опережения впрыска					нет:	да:
Изменяемая геометрия турбокомпрессора					нет:	да:
Диаметр поршня								мм
Ход поршня								мм
Номинальная степень сжатия
Среднее эффективное давление при номинальной мощности								кПа
Максимальное давление в цилиндре при номинальной мощности								кПа
Число и расположение цилиндров					Число.			V:	В линию:
Вспомогательные устройства
Установленные условия окружающей среды:
Максимальная температура забортной воды								°С
Максимальная температура наддувочного воздуха, если применимо								°С
Спецификация системы охлаждения, промежуточный охладитель					нет:	да:
Спецификация системы охлаждения, ступени наддува
Заданные значения низкой/высокой температуры в системе охлаждения					/			°С
Максимальное разрежение на впуске								кПа
Максимальное противодавление на выпуске								кПа
Спецификация топлива
Температура топлива								°С
Спецификация смазочного масла
Применение/предназначение:
Пользователь
Окончательное применение/установка, судно
Окончательное применение/установка, двигатель					Главный:			Вспомог..
Результаты испытаний на выбросы:
Цикл
Обозначение испытаний
Дата/время
Место испытаний/испытательный стенд
Номер испытаний
Инспектор
Дата и место составления протокола
Подпись

______________________________

* Если применимо

Протокол испытаний на выбросы No......       Сведения о семействе двигателей*              Лист 2/5

Сведения о семействе/группе двигателей (Общая спецификация)
Цикл сгорания	2-тактный/4-тактный
Охлаждающая среда	воздух/вода
Расположение цилиндров	запись требуется лишь в том случае, если применяются устройства для очистки отработавших газов
Способ всасывания	без наддува/с наддувом
Тип топлива, используемого на судне	дистиллят/дистиллят или тяжелое топливо/двойное
Камера сгорания	открытая/разделенная
Расположение органов газораспределения	головка/стенка цилиндра
Размеры и число органов газораспределения
Тип топливной системы
Прочие технические характеристики:
Рециркуляция отработавших газов	нет / да
Впрыск воды/эмульсии	нет / да
Ввод воздуха	нет / да
Система охлаждения наддувочного воздуха	нет / да
Последующая очистка отработавших газов	нет / да
Вид последующей очистки отработавших газов
Двойное топливо	нет / да
Сведения о семействе/группе двигателей (выбор базового двигателя для стендовых испытаний)
Обозначение семейства /группы
Метод наддува
Система охлаждения наддувочного воздуха
Критерии выбора (указать)	Максимальная скорость подачи топлива / иной метод (указать)
Число цилиндров
Макс.номинальная цилиндровая мощность
Номинальная частота вращения
Опережение впрыска топлива (диапазон)
Макс. расход топлива базового двигателя
Выбранный базовый двигатель					Базовый
Применение

______________________________

* Если применимо

Протокол испытаний на выбросы No......     Сведения об испытательном стенде*               Лист 3/5

Выпускная труба
Диаметр				мм
Длина				м
Изоляция	нет:	да:
Расположение пробоотборника
Примечание

Измерительное оборудование
	Изготовитель	Модель	Диапазон измерений	Калибровка
				Конц. поверочного газа	Отклонение
Анализатор
Анализатор					%
Анализатор СО					%
Анализатор			%		%
Анализатор			%		%
Анализатор НС					%
Частота вращения			об/мин		%
Крутящий момент					%
Мощность, если применимо			кВт		%
Расход топлива					%
Расход воздуха					%
Расход отработавших газов					%
Температуры
Хладагента			°С		°С
Смазочного масла			°С		°С
Отработавших газов			°С		°С
Всасываемого воздуха			°С		°С
Воздуха промежуточного охлаждения			°С		°С
Топлива			°С		°С
Давление
Отработавших газов			кПа		%
Впускного коллектора			кПа		%
Атмосферное			кПа		%
Давление паров
Всасываемого воздуха			кПа		%
Влажность
Всасываемого воздуха			%		%

Характеристики топлива
Тип топлива
Свойства топлива:			Анализ элементов топлива
Плотность	ISO 3675		Углерод	% по массе
Вязкость	ISO 3104		Водород	% по массе
			Азот	% по массе
			Кислород	% по массе
			Сера	% по массе
			Низшая теплота сгорания	МДж/кг

______________________________

* Если применимо

Протокол испытаний на выбросы No.......   Данные об окружающей среде и выбросах газов*     Лист 4/5

Режим		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Мощность/крутящий момент	%
Частота вращения	%
Время начала режима
Данные об окружающей среде
Атмосферное давление	кПа
Температура всасываемого воздуха	°С
Влажность всасываемого воздуха	г/кг
Атмосферный фактор (fa)
Данные о выбросах газов:
Концентрация cyx./вл.
Концентрация CO cyx./вл.
Концентрация cyx./вл.	%
Концентрация сух./вл.	%
Концентрация НС сух./вл.
Поправочный коэффициент на влажность ,
Коэффициент состава топлива (FFH)
Поправочный коэффициент cух./вл.
Массовый расход	кг/ч
Массовый расход СО	кг/ч
Массовый расход	кг/ч
Массовый расход	кг/ч
Массовый расход НС	кг/ч
Массовый расход	кг/ч
Удельный выброс	r/кВтч

______________________________

* Если применимо

Протокол испытаний на выбросы No......     Данные об испытании двигателя*                  Лист 5/5

Режим		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Мощность/крутящий момент %
Частота вращения %
Время начала режима
Данные о двигателе
Частота вращения	об/мин
Мощность вспомогательного оборудования	кВт
Установка динамометра	кВт
Мощность	кВТ
Среднее эффективное давление	бар
Положение рейки топливного насоса	мм
Нескорректированный удельный расход топлива
Расход топлива	кг/ч
Расход воздуха	кг/ч
Расход отработавших газов (gexhw)	кг/ч
Температура отработавших газов	°С
Противодавление на выпуске	мбар
Температура хладагента на выходе из цилиндра	°С
Температура хладагента на входе в цилиндр	°С
Давление хладагента в цилиндре	бар
Температура воздуха промежуточного охлаждения	°С
Температура смазочного масла	°С
Давление смазочного масла	бар
Разрежение на впуске	мбар

______________________________

* Если применимо

ДОБАВЛЕНИЕ 6
РАСЧЕТ МАССОВОГО РАСХОДА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
(МЕТОД УГЛЕРОДНОГО БАЛАНСА)
(См. главу 5 Технического кодекса по )

1 ВВЕДЕНИЕ

1.1 Настоящее добавление посвящено расчету массового расхода отработавших газов и/или расхода воздуха для сгорания. Оба нижеприведенных метода основаны на измерении концентрации отработавших газов, а также на знании расхода топлива. Символы и описания терминов и переменных величин, используемых в формулах измерения методом углеродного баланса, сведены в таблицу 4 раздела "Сокращения, подстрочные индексы и символы" настоящего Кодекса.

1.2 Настоящее добавление включает два следующих метода расчета массового расхода отработавших газов: метод 1 (углеродный баланс) действителен только при использовании топлив, не содержащих кислорода и азота; метод 2 (универсальный, углеродно-кислородный баланс) применяется к топливам, содержащим Н, С, S, О, N в известном соотношении.

1.3 Метод 2 обеспечивает легко понимаемый и универсальный вывод всех формул, включая все константы. Этот метод предусматривается потому, что во многих случаях имеющиеся константы, не учитывающие основных параметров, могут приводить к результатам с ошибками, которых можно избежать. Используя формулы в рамках метода 2, возможно также рассчитать основные параметры в условиях, отличающихся от стандартных.

1.4 В таблице 1 приведены примеры параметров некоторых топлив. Состав топлив приведен только для справки и не должен использоваться вместо состава фактически применяемых топлив.

Таблица 1. Параметры некоторых топлив (примеры)

Топливо	С %	Н %	S %	O %	I	FFH	FFW	FFD	ЕХН DENS
Дизельное	86,2	13,6	0,17	0	1 1,35 3,5	1,835 1,865 1,920	0,749	-0,767	1,294 1,293 1,292
RME	77,2	12,0		10,8	1 1,35 3,5	1,600 1,63 1,685	0,734	-0,599	1,296 1,295 1,292
Метанол	37,5	12,6	0	50,0	1 1,35 3,5	1,495 1,565 1,705	1,046	-0,354	1,233 1,246 1,272
Этанол	52,1	13,1	0	34,7	1 1,35 3,5	1,65 1,704 1,807	0,965	-0,49	1,26 1,265 1,281
Природный газ*	60,6	19,3	0	1.9	1 1,35 3,5	2,509 2,572 2,689	1,078	-1,065	1,257 1,265 1,28
Пропан	81,7	18,3	0	0	1 1,35 3,5	2,423 2,473 2,564	1,007	-1,025	1,268 1,273 1,284
Бутан	82,7	17,3	0	0	1 1,35 3,5	2,298 2,343 2,426	0,952	-0,97	1,273 1,277 1,285

______________________________

* Объемный состав: 1,10% ; 12,10% ; 84,20% ; 3,42% ; 0,66% ; 0,22% ; 0,05% ; 0,05%

1.5 Если не указано иное, все результаты расчетов, требуемых настоящим добавлением, должны быть отмерены в протоколе испытаний двигателя в соответствии с разделом 5.10 настоящего Кодекса.

2 МЕТОД 1 - УГЛЕРОДНЫЙ БАЛАНС

2.1 Этот метод включает шесть этапов, которые должны использоваться для расчета концентраций отработавших газов с учетом характеристик топлива.

2.2 Приведенные в рамках метода 1 формулы действительны только в случае отсутствия в топливе кислорода.

2.3 Первый этап: расчет стехиометрической потребности в воздухе

2.3.1 Процесс полного сгорания:

(1-1)

(1-2)

(1-3)

STOIAR = (ВЕТ/12,011 +ALF/(41,00794)+ GAM/ 32,060)31,9988 / 23,15

(1-4)

2.4 Второй этап: расчет коэффициента избытка воздуха на основе полного сгорания и концентрации

EAFCDO = ((ВЕТ1022,262/(12,0111000)) / (CO2D/100) + STOIAR0,2315/1,42895 - ВЕТ1022,262/(12,0111000)GAM1021,891 / (32,0601000))/(STOIAR(0,7685/1,2505 + 0,2315/1,42895))

(1-5)

2.5 Третий этап: расчет отношения водорода к углероду

(1-6)

2.6 Четвертый этап: расчет концентрации углеводорода на сухой основе, исходя из процедуры ЕСЕ R49, с учетом характеристик топлива и отношения воздуха к топливу.

2.6.1 Пересчет концентрации с сухой основы на влажную производится по формуле:

(1-7)

(1-8)

Полный объем влажных отработавших газов = азот в воздухе для сгорания + избыточный кислород + аргон в воздухе для сгорания + вода в воздухе для сгорания + вода в процессе сгорания + в процессе сгорания + в процессе сгорания

(1-9)

,

(1-10)

где:

MVH2O = 22,401

MVCO2 = 22,262

MVSO2 = 21,891 .

2.6.2 Формула после преобразований:

(1-11)

и

(1-12)

2.6.3 Коэффициент избытка воздуха определяется как:

= расход воздуха/(расход топливастехиометрическая потребность в воздухе)

(1-13)

(1-14)

(1-15)

CWET = CDRY(1 - FFHGFUEL/GAIRD)

     = CDRY(1 - FFHGFUEL/(EAFCDOGFUELSTOIAR))

     = CDRY(1 - FFH / (EAFCDOSTOIAR))                        (1-16)

CDRY = CWET / (1 - FFH / (EAFCDOSTOIAR))

     = CWET x EAFCDOSTOIAR / (EAFCDOSTOIAR - FFH)            (1-17)

HCD = HCWEAFCDO x STOIAR / (EAFCDOSTOIAR - FFH)              (1-18)

2.7 Пятый этап: расчет коэффициента избытка воздуха на основе процедур, указанных в разделе 40 Свода федеральных постановлений США (40CFR86.345-79).

(1-19)

(1-20).

2.8 Шестой этап: расчет массового расхода отработавших газов

Массовый расход отработавших газов = расход топлива + расход воздуха для сгорания

(1-21)

(с коэффициентом избыта воздуха, определенным на этапе 4)

Расход воздуха = расход топливастехиометрическая потребность в воздухе

(1-22)

Массовый расход отработавших газов = расход топлива(1 + стехиометрическая потребность в воздухе)

(1-23)

GEXHW = GFUEL(1 + EAFEXHSTOIAR)

(1-24)

3 МЕТОД 2 - УНИВЕРСАЛЬНЫЙ, УГЛЕРОДНО-КИСЛОРОДНЫЙ БАЛАНС

3.1 Введение

Описываемый метод представляет собой легкопонимаемое описание метода углеродно-кислородного баланса. Он может использоваться, когда расход топлива измерим и когда известны состав топлива и концентрации компонентов отработавших газов.

3.2 Расчет массового расхода отработавших газов на основе углеродного баланса

(2-1)

3.2.1 Упрощение с учетом полного сгорания:

(2-2)

3.3 Расчет массового расхода отработавших газов на основе кислородного баланса

,

(2-3)

где:

(2-4)

и

(2-5)

3.3.1 Упрощение с учетом полного сгорания:

(2-6)

3.4 Вывод кислородного баланса с учетом неполного сгорания

3.4.1 Кислород на входе, в г/ч, составляет:

(2-7)

3.4.2 Кислород на выходе, в г/ч, составляет;

(2-8)

На основе нижеследующих определений и формул отдельные компоненты газов рассчитываются в г/ч по отношению к влажным отработавшим газам (GC - сажа, в г/ч).

(2-9)

(2-10)

(2-11)

(2-12)

(2-13)

(2-14)

(2-15)

(2-16)

(2-17)

3.4.3 EXHDENS рассчитывается no формуле 2-42, указанной в 3.6 настоящего раздела.

1

(2-18)

3.4.4 Выражение в первых скобках - коэффициент 1, во вторых - коэффициент 2 (см. также формулы 2-4 и 2-5),

где:

(2-19)

3.4.5 Массовый расход потребленного воздуха и отработавших газов можно рассчитать по следующим формулам:

(2-20)

и соответственно:

(2-21)

3.5 Вывод углеродного баланса с учетом неполного сгорания

3.5.1 Углерод на входе, в г/ч:

(2-22)

3.5.2 Углерод на выходе, в г/ч:

(2-23)

3.5.3 На основе нижеследующих определений и формул отдельные компоненты газов рассчитываются в г/ч по отношению к влажным отработавшим газам (GC - сажа, в г/ч).

(2-24)

(2-25)

(2-26)

(2-27)

3.5.4 Для условия баланса:

Углерод на входе = углероду на выходе

(2-28)

3.5.5 Расчет массового расхода отработавших газов на основе углеродного баланса:

(2-29)

3.6 Расчет объемных расходов компонентов отработавших газов и их плотности с учетом неполного сгорания

(2-30)

(2-31)

(2-32)

(2-33)

(2-34)

,

(2-35)

где CO2AIR - концентрация в воздухе для сгорания (% по объему).

(2-36)

(2-37)

(2-38)

(2-39)

VEXHW=VH2O+VCO2+VO2+VN2+VSO2+VCO+VNO+VNO2+VHC

(2-40)

VEXHD=VEXHW-VH2O

(2-41)

EXHDENS=GEXHW/VEXHW

(2-42)

KEXH=VEXHD/VEXHW

3.7 Программа расчета массового расхода отработавших газов

3.7.1 Результаты обоих стехиометрических расчетов для углерода и кислорода дают общий состав и массовый расход отработавших газов, включая содержание воды.

3.7.2 Формулы в программе основаны главным образом на влажных отработавших газах.

3.7.3 Если измеряются концентрации сухих газов ( и ), то должен использоваться поправочный коэффициент для пересчета с сухой на влажную основу.

3.7.4 Программа рассчитывает массовый расход отработавших газов по известному KWEXH и рассчитывает KWEXH по известному расходу отработавших газов. Когда обе величины не известны, в программу вводится предварительное значение и выполняется итерационное вычисление, пока оба значения не совпадут и не перестанут изменяться

3.7.5 Если формула массового баланса используется без программы, то должен применяться следующий поправочный коэффициент для пересчета с сухой на влажную основу:

(2-44)

3.7.6 Та же формула в другом готовом виде:

(2-44а)

3.7.7 Возможны различные варианты основной формулы с поправочным коэффициентом , для пересчета с сухой на влажную основу.

3.7.8 Формулы 2-44 и 2-44а, а также формула 12 из 5.12.2.3 настоящего Кодекса не являются абсолютно точными, поскольку не учитывают поправку на воду от сгорания и воду во всасываемом воздухе.

3.7.9 Точная формула следующая:

,

(2-45)

где:

- плотность отработавших газов при сгорании с сухим воздухом ()

- плотность водяных паров () ().

3.7.10 Сравнение формулы 12 из 5.12.2.3 настоящего Кодекса с формулой 2-45 показывает очень малую разницу коэффициентов , как видно из следующих примеров:

Влажность г/кг	Отклонения (в сравнении с 2-45) %
10,0	0,2
25,0	0,5

3.7.11 Формула 2-45 не совсем практична, поскольку во многих случаях RhoEXH DAC неизвестна, а коэффициент состава топлива исключен. Следовательно, должны использоваться более практичные формулы 9, 10, 12 и 13 из 5.12.2.1 - 5.12.3.5 настоящего Кодекса; результирующей погрешностью < 0,2% (в большинстве случаев) можно пренебречь.

3.8 Расчет коэффициентов состава топлива FFD в FFW для расчета расхода отработавших газов

(2-46)

(2-47)

3.8.1 Посредством следующих формул:

(2-48)

(2-49)

и в соответствии с формулами 2-34, 2-35, 2-37, 2-38 и 2-39 коэффициенты могут быть определены по формулам 2-50 и 2-52 соответственно:

(2-50)

3.8.2 Та же формула с числовыми значениями:

(2-51)

3.8.3 Формула для FFD весьма схожа; единственное отличие - в коэффициенте ALF относительно воды:

(2-52)

3.8.4 Та же формула с числовыми значениями:

(2-53)

3.9 Вывод коэффициента состава топлива

3.9.1 Используется для пересчета концентрации с сухой основы на влажную в соответствии с 5.12.2 настоящего Кодекса.

(2-54)

Примечание. В нижеследующем выводе символы первоначально указанных переменных величин отличаются от символов, приведенных в сокращениях, вследствие обозначений переменных величин в упомянутой программе, например, .

3.9.2 Вывод FFH учитывает сухой всасываемый воздух, поскольку в формуле 2-17 вода во всасываемом воздухе рассматривается отдельно.

(2-55)

и где

(2-56)

(Баланс объемов)

(2-57)

.

и где

(2-58)

и:

GEXHW = GAIRW + GFUEL

(2-59)

(2-60)

(2-61)

3.9.3 Эта универсальная формула, применимая для всех топлив (при известной плотности отработавших газов), может быть упрощена применительно к дизельным топливам следующим образом:

(2-62)

ДОБАВЛЕНИЕ 7
ПЕРЕЧЕНЬ КОНТРОЛЬНЫХ ПРОВЕРОК ДЛЯ МЕТОДА СВЕРКИ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ
(См. 6.2.3.5 Технического кодекса по )

1 Существует несколько возможностей освидетельствования некоторых нижеперечисленных параметров. В таких случаях для демонстрации соответствия может быть достаточным в качестве руководства любой из перечисленных ниже методов или их сочетание. С одобрения Администрации оператор судна при поддержке изготовителя двигателя может выбрать применимый метод.

.1 Параметр "опережение впрыска топлива"

.1 положение кулачка топливного насоса высокого давления (индивидуальный кулачок или кулачковый вал, если кулачки не регулируемые)

- факультативно (зависит от конструкции): установление связи положений кулачка и привода насоса,

- факультативно для золотниковых дозирующих насосов: индекс вязкости и положение кулачка или положение втулки, или

- другое золотниковое дозирующее устройство;

.2 начало подачи для определенного положения рейки топливного насоса (динамическое измерение давления);

.3 открытие впрыскивающего клапана при определенной нагрузке, например, с использованием датчика Холла или датчика ускорения;

.4 зависимые от нагрузки рабочие параметры: давление наддувочного воздуха, пиковое давление сгорания, температура наддувочного воздуха, температура отработавших газов при сопоставлении с графиками, показывающими корреляции с . Кроме того, необходимо убедиться, что степень сжатия соответствует значению, установленному при первоначальной сертификации (см. 1.7).

Примечание. Для оценки фактического угла опережения необходимо знать его допустимые пределы, удовлетворяющие ограничениям по выбросу, или даже графические зависимости от угла опережения, построенные по результатам измерений на испытательном стенде;

.2 параметр "впрыскивающая форсунка"

.1 спецификация и идентификационный номер компонента

.3 параметр "топливный насос"

.1 идентификационный номер компонента (определяющий конструкцию плунжера и втулки)

.4 параметр "кулачок топливного насоса"

.1 идентификационный номер компонента (определяющий форму)

.2 начало и конец подачи для определенного положения рейки топливного насоса (динамическое измерение давления)

.5 параметр "давление впрыска"

.1 только для обычных разделенных систем: зависимое от нагрузки давление в трубке, график корреляции с

.6 параметр "камера сгорания"

.1 идентификационные номера крышки цилиндра и головки поршня

.7 параметр "степень сжатия"

.1 проверка фактического надпоршневого зазора

.2 проверка вкладышей поршневого пальца или шатуна

.8 параметр "тип и конструкция турбонагнетателя"

.1 модель и спецификация (идентификационные номера)

.2 зависимое от нагрузки давление наддувочного воздуха, графическая корреляция с

.9 параметр "охладитель наддувочного воздуха, предварительный нагреватель наддувочного воздуха"

.1 модель и спецификация

.2 зависимая от нагрузки температура наддувочного воздуха, приведенная к расчетным условиям, графическая корреляция с

.10 параметр "фазы газораспределения" (только для 4-тактных двигателей с закрытием впускного клапана перед нижней мертвой точкой)

.1 положение кулачка

.2 проверка фактических фаз

.11 параметр "впрыск воды" (для оценки: график влияния на )

.1 зависимый от нагрузки расход воды (мониторинг)

.12 параметр "эмульгированное топливо" (для оценки: график влияния на )

.1 зависимое от нагрузки положение рейки топливного насоса (мониторинг)

.2 зависимый от нагрузки расход воды (мониторинг)

.13 параметр "рециркуляция отработавших газов" (для оценки: график влияния на )

.1 зависимый от нагрузки массовый расход рециркулированных отработавших газов (мониторинг)

.2 концентрация в смеси свежего воздуха и рециркулированных отработавших газов, т.е. в "продувочном воздухе" (мониторинг)

.3 концентрация в "продувочном воздухе" (мониторинг)

.14 параметр "селективная каталитическая очистка" (СКО).

.1 зависимый от нагрузки массовый расход активной среды (мониторинг) и дополнительные периодические выборочные проверки концентрации после СКО (для оценки: график влияния на )

2 Для двигателей с селективной каталитической очисткой (СКО), не регулируемой по обратной связи, полезны факультативные измерения (периодические выборочные проверки или мониторинг) для демонстрации того, что эффективность СКО по-прежнему соответствует состоянию во время сертификации, независимо от окружающих условий или качества топлива, которые могут приводить к различным выбросам неочищенных отработавших газов.