11.2 Оксиды азота в ог. Нормирование вредных выбросов дизелей.

Известно, что оксиды азота являются одними из главных вредных выбросов дизелей, по массе выброса уступая только (сравнительно безвредной) двуокиси углерода СО₂, а по показателю опасности - бенз()пирену, который практически не содержится в выбросе дизельного двигателя.

Допустимое количество NO_x для малооборотных дизелей выше, чем для среднеоборотных. Например, согласно требованиям МАРПОЛ (рис.11.1), для дизелей с частотой вращения n = 85 мин^-1 предельно допустимое значение NO_x составляет 20 г/кВтч, а с увеличением частоты до 1500мин^-1 предельное значение NO_x снижается до 14 г/кВтч.

Структурным подразделением ИМО, к принятой в 1973 году Международной конвенцией по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ), в 1997 году было принято добавление - приложение VI, под названием «Правила предотвращения загрязнения воздушной среды с судов».

Согласно этим требованиям к 2000 году нормы по токсичности ОГ должны быть ужесточены. В частности, содержание NO_x в ОГ предстоит сократить до 40 г/м³ (до 9-17 г/кВтч), причем нормирование удельных выбросов NO_x ставится в зависимость от частоты вращения КВ двигателя, SO₂ - до 6 г/кВтч (для моторного топлива), CO - до 56 г/м³, НС - до 2 г/м³, содержание дымности до 0.15 г/м³.

На рис.11.1 представлены нормы на NO_x в зависимости от частоты вращения, разработанные ИМО (МАРПОЛ), а также перспективные нормы на выбросы NO_x и предлагаемые пути выполнения этих норм.

Рис.11.1 Предельно допустимая эмиссия NO_x для судового дизеля по требованиям МАРПОЛ и Российского ГОСТ

В настоящее время выбросы вредных веществ (окиси углерода и окиси азота) для дизелей в РФ нормируются в соответствии с ГОСТ Р51249.

11.3 Макрочастицы (дымность) ог дизелей и нормирование

Макрочастицы. В соответствии со стандартом ISO 8178 под макрочастицами понимается любой материал, собранный на специальном фильтре при температуре менее 52С (Hot Filter Method).

Имеется прямая взаимосвязь между содержанием частиц в воздухе и количеством больных людей. В Англии рекомендовано, чтобы концентрация частиц PM₁₀ (диаметр 10-30 мкм) была лимитирована величиной 50 мг/м³. В некоторых случаях пиковая концентрация частиц может достигать 200 мг/м³. Макрочастицы образованы органическими и неорганическими материалами (SO₂), сажей (Soot), минералами и тяжелыми металлами.

Дымность определяется, как видимые фракции потока выпускных газов. Черный дым, в основном, состоит из частиц углерода (сажи), голубой - результат неполного сгорания топлива и масла, белый - ассоциируется с водой, имеющейся в топливе. В Англии правилами 1958 г. установлены лимиты выделения черного дыма, например, не более 3 мин в любой период работы, продолжительностью 30 мин.

Очевидно, что при отсутствии серы в топливе основная доля твердых выбросов (до 80%) будет определяться углеводородными фракциями несгоревшего топлива и сажистыми частицами.

Нормирование дымности для стендовых испытаний. В соответствии с государственным стандартом основным нормируемым показателем дымности является натуральный показатель ослабления светового потока К, м^-1. Величину К для любого потока газа можно получить, замерив длину столба L потока газов, проходя который световой поток ослабляется в е раз.

Вспомогательным показателем служит натуральный показатель ослабления светового потока N, который характеризует ослабление светового потока при прохождении отработавшими газами трубы дымомера. Нормы дымности определяют в зависимости от расхода ОГ, приведенного к нормальным условиям (температура 273 К и давление 101.3 кПа). В настоящее время дымность для дизелей в РФ нормируются в соответствии с ГОСТ Р51-250.