GB T 15097-1994 船用柴油机排气排放污染物测量方法.pdf

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1、UDC 629. 12 : 621.436. .06 : 543.06 U 44 GB 中华人民共和国国家标准GB/T 15097-94 船用柴油机排气排放污染物测量方法Measurment method for emission pollutants of exhaust gas of marine diesel engine 1994-06-30发布1995-04咱们实施国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准船用柴油机排气排放污染物测量方法Meastirement method for emission pollutants of exhaust gas of marine diesel

2、 engine 1 主题内容与适用范围GB/ T 15097-94 本标准规定了船用柴油机(以下简称柴油机)排气排放污染物(CO、NOx和HC)排放浓度，比排放量台架试验的测量方法。本标准适用于船用柴油主机、发电用船舶柴油机和游艇柴油机。2 引用标准GB 1105 内燃机台架性能试验方法GB 8190 柴油机排气分析系统技术要求GB 8191 柴油机排气中一氧化碳、二氧化碳和氮氧化物的测定不分光红外线法GB 8192 柴油机排气中氮氧化物的测定化学发光分析GB 8193 柴油机排气中总碳氢化合物的测定氢火焰离子化法3 测量条件和仪器3. 1 测量条件3. 1. 1 提交测量的柴油机应按制造厂技

3、术文件规定完成磨合运转并达到规定的性能指标。3. 1. 2 环境状况应符合GB1105的规定。3. 1. 3 柴油机的进气阻力应控制在制造厂规定的最大空气消耗量时允许值的士0.3kPa以内。3.1.4 柴油机排气系统的背压应控制在制造厂规定的标定工况时最大允许值的土。:65 kPa以内。3. 1. 5 柴油机应使用制造厂技术文件规定的燃油，对比试验时，应使用同一牌号燃油，并应在测量报告中注明燃油牌号及喷油泵进口处的燃油温度。3.2 测量系统和仪器3. 2. 1 取样系统应符合GB8190的规定，采用直接连续取样法采集排气气样。3.2.2 测量CO的排放浓度使用不分光红外线(ND1R)分析仪，并

4、应符合GB8191的规定。3.2.3 测量NOx的排放浓度使用化学发光(CLD)分析仪，并应符合GB8192的规定。3.2.4 测量HC的浓度采用加热型氢火焰离子化(HFID)分析仪，并应符合GB8193的规定。3.2.5 测量柴油机空气消耗量的流量计。应采用精度为其满量程的士2%。3.2.6 测量柴油机其它参数用的仪器仪表应符合GB1105的规定。4 测量方法4. 1 柴油机排气排放污染物的测量循环应按表1规定的工况和顺序进行。国家技术监督局1994-06-30批准1995-04-01实施G/T 15097一94表1测量点测量循环类型项目2 3 4 5 转速百分数100 60 60 60 最

5、低稳定转速A 负荷百分数100 75 50 25 。(游艇柴油机)加权系数WF0.06 0.14 0.15 0.25 0.4 转速百分数100 91 80 63 B 负荷百分数100 75 50 25 船用主机)加权系数WF0.2 0.5 0.15 0.15 转速百分数100 100 100 100 C 负荷百分数100 75 50 25 (恒定转速船用主机)加权系数WF0.2 0. 5 0.15 0.15 转速百分数100 100 100 D 负荷百分数100 75 50 (发电用船舶柴油机)加权系数WF0.3 0.5 0.2 边z转速百分数系指测量点的柴油机转速与该柴汹机标定转速比值的百分

6、数。负荷百分数系指制最点的柴油机功率与该柴油机标定功率比值的百分数。4.2 将取样探头装在距柴地机排气总管或废气涡轮出口下游0.5.3m的直管段处，并接通CO、NOx和HC分析仪的取样系统。4.3 对CO、NO寨和HC分析仪进行零点和量距刻度标定。4.4 测量应在柴油机工况稳定后进行，每一测量点的转速调整偏差应不大于标定转速的士1%或士3r/min;负荷调整偏差应不大于全负荷的士2%。一次测量循环应按表l规定的测量点和顺序连续完成，否则测量无效。4.5 每一测量点稳定运转10min，在最后5min内，按表I的规定对柴油机进行排气排放污染物测量，并将CO、NOx和HC分析仪的输出信号连续记录在长

7、图记录纸上。4.6 在进行排气污染物测量的同时，按附录A(补充件)测量并记录各参数。4.7 找出每一测量点最后1min的CO、NOx和HC测量记录线的位置，并将其等分成10个间隔，确定出每一等分间隔的平均读数。10个平均读数的算术平均值代表该测量点的CO、NO.和HC的排放浓度。CO和NO.排放浓度以10-6表示;HC排放浓度以CX10-6表示。4.8 完成最后一个测量点后，应立即复核4.3确定的CO、NOx和HC分析仪的零点和量距刻度定标，当测量前后分析仪的零点漂移超过该分析仪满量程的2%或零点与量距刻度定标点的问距偏爱超过该分析仪满量程的2%时，测量无效。5 测量结果的计算5. 1 按公式

8、(1)、公式(2)、公式(3)分别计算每个测量点的CO、NO翼和HC质量排放量。CCO = o. 966(C.(干)十CaV实测)X Kw X 10-3 .( 1 ) CNOx = 1. 586CC.(干)十CrVNO翼(实测)X Kh X 10-,3 .( 2 ) CHC = 0.478CC.(干)+ CrJVHC(实测)X 10-3 ( 3 ) GB/T 15097-94 式中:G一一每个测量点的CO段最排放量，g/h;GN。一一每个测量点的NOx质量排故量，g/h;G肌一一每个测盘点的HC段最排放量，g/h;G.(干)一每个湖蠢点换算到标准环境校况下的柴油机空气消耗量，kg/h;Gf一一

9、每个测盘点柴油机燃油消辑量，kg/h;V实瓣一一按4.7条确定的每个蹦蠢点的CO排放放度，XIO一勺VNO (实测一一按4.7条确定的每个测最点的NOx排放浓度，XIO-6;VHc(实测)一一按4.7条确定的每个湖蠢点的HC排放浓度，CXIO-S，Kw一一千、温基放度换算系数，见附录B(补充件); Kh一-NOx排放放度的进气温度修正系数，鬼附录C(补充件。5.2 按公式(的、公式(5)、公式(6)分别计算每个测量点的CO、NOx和HC的比排放量。加=争.(4 ) GNO bs叫=p二二. .川h均挝俨争.川.川.川. .川.川. .川.川. .川.叫.式中:bsco一一每个测量点的CO比排放

10、量，g/(kW h); bSN。一一每个制量点的NO苯比排放盏，g/(kWh); bs肌一一每个栅量点的HC比排放最，g/(kW h); P一一每个测量点的功率，kW.5.3 按公式(7)、公式(8)、公式(9)分别计算CO、NO苯和HC的加权平均比排放量。(Gco WF) BSrn = -:-:,:vF t-v立(P WF) . ( 7 ) 、sJ曲FCJ 们UV-EZi一饵w-P PJ/飞机叫一z一AV N CU B .( 8 ) n.立(GHC WF) BSHC =立(p.WF) .( 9 ) 式中:BSc。一一一次测最循环的CO加权平均比排放髦，g/(kW h); BSN。一一次测最锚

11、环的NOx加权平均比排放囊，g/(kW h); BS1挖一一一次酒量:循环的HC如权平均比排放量，g/(kW.h); WF一一每个挺j量工况的如权系数，见表103 附录A柴油机排放测量结果记录表(补充件)曹h试验时间试验单位参加试验人员大气压力kPa 进气压力kPa 排气背压kPa CO分析仪型号排放测量循环类型NOx分析仪型号燃油牌号HC分析仪型号喷油泵进口燃油温度一一一一一:c。目叫302-z工进进气干空燃泊干燃空气干、湿NOx进加CO NOx HC 转功气空气含湿基浓度气湿度权况速率温相对气消消耗空比量Vco飞FCObscoBSco V NOx I I bsNOx I BSNOx VHC

12、 飞JHCb5HC BSHE 序耗量量GdG. g(水)/换算系修正系系GNOx /min kW 度湿度kg(干数数数(实测)1. Ig/ (kWlg/(kW (实测)1. Ig/ (kWlg/ (kW (实测)1 ，lg/(kW Ig/ (kW 号kg/ h kg/ h (干 10 6 )z/h h)h 10-e zu/h h -hg/h % 空气Kw Kh W F 仁X10一.h) I h) 1 2 3 4 5 -GB/T 15097-94 附录B柴油机co排放浓度的子、温基换算(补充件)B1 CO干、湿基放度的换算按公式(B1)计算:vco(捏)= Kw X Vco(实测).叫B1) B

13、2 干、湿基浓度换算系数Kw按公式(B2)、公式(B3)、公式(B4)计算。Kw = 1 - W .( B2 ) w=. 5y + 7. 63MH X 10-3 (4. 76 + 7. 63H X 10-3)M十0.25yM = ro , ,.j _ !2.01十1.008 . _ .1 一二-GdG.(干)137.28十13.75H X 10-2 J 式中:W一一柴油机排气中的水蒸气容积分量;y-一柴油的氢/碳原子数比，取y=1.75;M一一吸入柴油机的空气中氧的摩尔数;H一一试验时的环境空气含湿量，g(水)/kg(干空气LB3 试验时环境空气含湿量H按公式(B5)计算。.( B3 ) .(

14、 B4 ) H=旦坐在户一，,.,.,.( B5 ) 式中:一一进气空气的相对湿度，%;户，一一干球温度(进气温度)下的饱和水蒸气压，kPa(由表B2查得)。乡一一大气压，kPa。则不同GrlG.(干)和H时的Kw值也可由表B1中查得。表B1干、湿基浓度换算系数KwGrlG血(干)y H 0.005 0.010 0, 015 0.020 0. 025 0.030 Q.035 0.040 。0.991 0.982 0.973 0.964 0.955 0.947 0.938 Q.929 1 0.989 0.980 Q.971 0.962 0.954 0.945 0.936 0.928 2 。.98

15、8。.9790, 970 0.961 0.952 0.943 0.935 O.告263 0.986 0.977 0.968 0.959 0. 951 0.942 0.933 0.925 1. 75 4 0.985 0.976 0.967 0.958 0.949 0.940 0.932 0.923 5 0.983 0.974 0.965 0. 956 0.948 0.939 0.93。0.922 6 0.981 0.972 0.964 0.955 0.946 。.9370.929 0.920 7 0.980 0.971 0.962 0.953 0. 945 0.936 0.927 0.919 0

16、.045 0.050 0.055 0. 060 0.921 0.912 0.904 0.896 0.919 0.911 0. 903 0.894 0.918 。.9090. 901 0.893 0.916 0.908 0.900 0.891 0.915 0.907 0.898 0. 890 0. 913 0.905 0.897 0.889 0.912 0.904 0.895 0. 887 0.910 0.902 0.894 0.886 GB/T 15097-94 续表BlGrlG. (干)y H 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 0

17、.045 0.050 0.055 0.060 8 0.978 0.969 0.961 0.952 0. 943 0.934 0.926 0.917 0.909 0.901 0.892 0.884 9 0.977 0.968 0.959 0.950 0.942 0.933 0.924 0.916 0.908 0.899 0.891 0.883 10 0.975 。.%60.957 0.949 0. 940 0.931 O. 923 0.914 O. 906 0.898 0.890 0.881 11 0.974 0.965 0. 956 0.947 0.939 0.930 0.921 0.913

18、0.905 0.896 0.888 0.880 12 0. 972 0.963 0. 954 0.946 0.937 0.929 0.920 0.912 0.903 0.895 0.887 0. 879 13 0.971 0.962 0.953 0.944 0.936 0.927 0.919 0.910 0.902 0.894 0.885 0.877 14 0.969 0.960 0.951 0.943 0.934 0.926 0.917 0.909 0.900 0.892 0.884 0.876 15 0.968 0.959 0.950 0.941 0.933 0.924 0.916 0.9

19、07 0.899 0.891 0.883 0.874 16 0.966 0.957 0.948 0.940 0.931 0.923 0. 914 0.906 0.898 0.889 0.881 0.873 17 0.965 0.956 0. 947 0.938 0.930 0.921 0.913 0.904 0.896 0.888 0.880 0.872 18 0.963 0.954 0.946 0.937 0.928 0.920 0.911 0.903 0.895 0.886 0,878 0.870 19 0.962 0.953 0.944 0.935 0.927 0.918 0.910 0

20、.902 0.893 0.885 0.877 。.86920 0.960 0.951 0.943 0.934 0.925 0.917 0.908 0.900 0.892 0.884 0.876 0.867 21 0.959 0.950 0.941 0.932 0.924 0.915 0.907 0.899 0.890 0.882 0.874 0.866 22 0.957 0.948 0.940 0.931 0.922 0.914 0.906 0.897 0.889 0.881 0.873 0.865 23 0.956 0.947 0.938 0.930 0.921 0.913 0.904 0.

21、896 0.888 0.880 0.871 0.863 1. 75 24 0.954 0.945 0.937 0.928 0.920 0.911 0.903 0.895 0.886 0.878 0.870 0.862 25 0.953 0.944 0.935 0.927 0.918 0.910 0.901 0. 893 0.885 0.877 0.869 0.861 26 0.951 0.942 0.934 0.925 0.917 0.908 0.900 0.892 0.884 0.875 0.867 0.859 27 0.950 0.941 0.932 0.924 0.915 0.907 0

22、.899 0.890 0.882 0.874 0.866 0.858 28 0.948 0.940 0.931 0.922 0.914 0.906 0.897 0.889 0.881 。.8730.865 0.857 29 0.947 0.938 0.930 0.921 0.913 0.904 0.896 0.888 0.879 0.871 0.863 0.855 30 0.945 0.937 0.928 0.920 0.911 0.903 0.894 0.886 0.878 0.870 0.862 0.854 31 0.944 0.935 0.927 0.918 0.910 0.901 0.

23、893 0. 885 0.877. 0.869 0. 861 。.85332 0.942 0.934 0.925 0.917 0.908 0.900 0.892 0.883 0.875 0.867 0.859 0.851 33 0.941 0.932 O. 924 0.915 0.907 0.899 0.890 0.882 0.874 0.866 0.858 0.850 34 0.940 0.931 0.922 0.914 0.906 0.897 0.889 0.881 0.873 0.865 0.857 0.849 35 0.938 0.930 0.921 0.913 0.904 0.896

24、 0.888 0.879 0.871 0.863 0.855 0.847 36 0.937 0.928 0.920 0.911 0.903 0.894 0.886 0.878 0.870 0.862 0.854 0.846 37 0.935 0.927 0.918 0.910 0.901 0.893 0.885 0.877 0.869 0.861 0.853 0.845 38 0.934 0.925 0.917 0.908 0.900 0.892 0.883 0.875 0.867 0.859 0.851 0.843 39 0.933 0.924 0.915 0.907 0.899 0.890

25、 0.882 0.874 0.866 0.858 0.850 0.842 40 0.931 0.923 0.914 0.906 0.897 0.889 0.881 0.873 0.865 0.857 0.849 0.841 注:当GrlG，(千)为其他数值时，可用内插法求Kw值。GB/T 15097- 94 表B2各种温度下的饱和水蒸气压AkPa t ;C 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0. 5 0. 6 0.7 0.8 0.9 。0. 611 0. 615 0.620, 0.624 0.629 0.633 0.638 0.642 0. 647 0.652 0.657 0.661 0

26、.666 0.671 0.676 0. 681 0.685 0.690 0.695 0.700 2 0. 705 0. 710 0.716 0. 721 0.726 0. 731 0. 736 0. 741 0. 747 0.752 3 0.757 0.763 0.768 0.774 0.779 0.785 0.790 0.796 0.801 0.807 4 0.813 0. 819 0.824 0.830 0.836 0.842 0.848 0.854 0.860 0.866 5 0.872 Q.878 0.884 0.890 0. 896 0.903 0. 909 0. 915 0. 92

27、2 0.928 6 0.935 0.941 0.948 0. 954 0.961 0.967 0.974 。.9810.988 0.994 7 1. 001 1.008 L 015 1. 022 1.029 1. 036 L 043 1.050 1.058 1.065 8 1.072 1.079 1.087 1.094 1.102 1.109 1. 117 1. 124 1. 132 1.140 9 1. 147 1. 155 1. 163 1. 171 1. 179 1.187 1.195 1. 203 1. 211 1.219 10 1. 227 1. 235 1.244 1. 252 1

28、. 260 1. 269 1.277 1. 286 1. 294 1.303 11 1.312 1. 321 1.329 1. 338 1. 347 1.356 1.365 1. 374 1. 383 1. 392 12 1. 402 1. 411 1.420 1.430 1.439 1.448 1. 458 r.468 1.477 1. 487 13 1.497 1.507 1.516 1.526 1.536 1.546 1.556 1.567 1. 577 1.587 14 1.598 1.608 1.618 1. 629 1.639 1. 650 1.661 1.672 1.682 1.

29、693 15 1.704 1.715 1.726 1.737 1. 749 1.760 1.771 1.783 1. 794 1.806 16 1. 817 1. 829 1.840 1. 852 1. 864 1.876 1. 888 1. 900 1. 912 1. 924 17 1.937 1.949 1. 961 1. 974 1. 986 1.999 2.011 2. 024 2.037 2.050 18 2.063 2.076 2.089 2.102 2.115 2.129 2.142 2.155 2. 169 2.183 19 2.196 2. 210 2.224 2.238 2

30、.252 2.266 2.280 2. 294 2.308 2.323 20 2.337 2.352 2.366 2.381 2. 396 2. 410 2. 425 2.440 2.455 2.471 21 2. 486 2. 501 2.517 2. 532 2.548 2.563 2.579 2.595 2.611 2.627 22 2.643 2.659 2.675 2.692 2.708 2.724 2.741 2. 758 2.775 2.791 23 2.808 2.825 2.843 2. 860 2.877 2.894 2. 912 2.930 2. 947 2.965 24

31、 2.983 3.001 3.019 3.037 3.055 3.074 3.092 3.111 3.129 3.148 25 3.167 3.186 3.205 3.224 3.243 3. 262 3. 282 3. 301 3.321 3. 341 26 3.361 3. 381 3.401 3.421 3.441 3. 461 3.482 3.502 3.523 3.544 27 3.565 3.586 3.607 3.628 3. 649 3.671 3.692 3. 714 3.735 3.757 28 3.779 3.801 3.824 3.846 3.868 3.891 3.9

32、13 3.936 3.959 3. 982 29 4.005 4.028 4.052 4.075 4.099 4. 122 4.146 4.170 4.194 4.218 30 4.243 4. 267 4.292 4.316 4.341 4.366 4.391 4.416 4.441 4. 467 31 4.492 4.518 4.544 4. 570 4.596 4. 622 4.648 4.675 4.701 4.728 32 4.755 4.782 4.809 4. 836 4.863 4.891 4.919 4.946 4.974 5.002 33 5.030 5.059 5.087

33、 5.116 5.144 5.173 5.202 5.231 5. 261 5.290 34 5. 320 5. 349 5.379 5. 409 5.439 5.470 5.500 5.531 5. 561 5.592 35 5.623 5.654 5.686 5.717 5. 749 5. 781 5.813 5. 845 5.877 5.909 36 5. 942 5.975 6.007 6.040 6. 074 6.107 6.140 6. 174 6. 208 6.242 37 6.276 6.310 6.345 6.379 6.414 6.449 6.484 6.519 6.555

34、 6.590 38 6.626 6.662 6.698 6. 734 6. 771 6.807 6.844 6. 881 6.918 6.956 39 6.993 7. 031 7. 068 7.106 7.145 7. 183 7.221 7.260 7.299 7.338 40 7.377 7. 417 7. 456 7. 496 7.536 7.576 7.617 7.657 7.698 7.739 41 7.780 7.821 7.863 7.904 7.946 7.988 8.030 8.073 8.115 8.158 42 8.201 8.244 8.288 8.331 8.375

35、 8.419 8. 463 8.508 8.552 8.597 43 8. 642 8. 687 8. 732 8.778 8. 824 8.870 8.916 8. 962 9.009 9.056 44 9.103 9.150 9. 198 9.245 9.293 9. 341 9.390 9.438 9.487 9.536 45 I 9.585 I 9兰生9. 684 9. 734 9.784 9.834 9.885 9. 935 9.986 10.038 GB/T 15097-94 附录C柴油机NOx排放浓度的进气湿度修正补充件)Cl NOx排放浓度的进气湿度修正按公式(Cl)、公式(C

36、2)计算。VNO(修正)= Kh x VNO_(湿).( Cl ) 式中:VNO (修正)一一进气温度修正后的NOx排放浓度。C2 NOx排放浓度进气湿度修正系数Kh按公式(C2)计算。Kh=噜SRAJYVFJ、B唱. . .川.川. . .川. . .川. .川.川.川.叫.式中:A = o. 044 (Gr/G. (干)- 0.0038 ; B =-O.116(Gr/Ga(干月十0.0053;t一一试验时的进气温度，C。8 附加说明:本标准由中国船舶工业总公司提出。本标准由中国船舶工业总公词第七研究院七一一研究所归口。本标准由哈尔滨船舶工程学院、中国船舶工业总公司六0三研究所负责起草。本标准主要起草人魏荣年、刘运安、张滨阿、韩凤明、刘光祖。