РУКОВОДСТВО ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПОЛОЖЕНИЙ ТЕХНИЧЕСКОГО КОДЕКСА ПО КОНТРОЛЮ ВЫБРОСОВ ОКИСЛОВ АЗОТА ИЗ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (2018 год) - часть 4

2 ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Воспроизводимость анализатора - стандартное отклонение 10 повторных откликов на данный калибровочный или поверочный газ.

Нулевой отклик анализатора — значение отклика, включая шум, на нейтральный газ в течение 30 с.

Поверочный сигнал - разница между поверочным и нулевым откликом.

Поверочный отклик — значение отклика, включая шум, на поверочный газ в течение 30 с.

3 ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1 ОСНОВНАЯ ПРИВЕДЕННАЯ ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ

Основная приведенная погрешность измерения анализаторов (без учета погрешности поверочного газа), включая чувствительность к другим газам (см. разд. 12 настоящего приложения), не должна превышать ±5 % считываемого значения или ±3,5 % полной шкалы, в зависимости от того, что меньше. Для концентраций меньше 100 млн-погрешность не должна превышать +4 млн-1.

3.2 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ

3.2.1 Воспроизводимость.

Воспроизводимость анализатора должна быть не больше +1 % полной шкалы концентрации для каждого диапазона сверх 155 млн-1 или ±2 % для диапазонов меньше 155 млн-1.

3.2.2 Фон.

Реакция анализатора от минимума до максимума на нейтральный и калибровочный или поверочный газы через каждые 10 с не должна превышать ±2 % полной шкалы на всех применяемых диапазонах.

3.2.3 Дрейф нуля.

Дрейф нуля в течение одного часа должен быть менее ±2% полной шкалы на нижнем ее диапазоне.

3.2.4 Дрейф поверочного сигнала.

Дрейф поверочного сигнала в течение одного часа должен быть менее ±2 % полной шкалы на нижнем ее диапазоне.

3.2.5 Влияние системы пробоподготовки.

Погрешность от системы пробоподготовки не должна превышать 0,1 основной приведенной погрешности. Для газоанализатора NOx должна быть дополнительно учтена погрешность от влияния конвертера N02 —► NO (см. разд. 11 настоящего приложения).

3.2.6 Погрешность калибровочных газов.

Погрешность приготовления калибровочных газов не должна превышать ±2% (см. разд. 6 настоящего приложения).

4 УСТРОЙСТВО ПРОБОПОДГОТОВКИ

При выборе устройства пробоподготовки необходимо руководствоваться требованиям стандарта ИСО 8178-1. Поставляемое по выбору заказчика устройство пробоподготовки, включающее осушение газов, должно оказывать минимальное влияние на концентрацию измеряемых газов. Химические осушители не приемлемы для удаления воды из пробы.

5 АНАЛИЗАТОРЫ

5.1 Газы должны анализироваться с помощью нижеследующих приборов (для нелинейных приборов допускаются линеаризирующие преобразователи):

. 1 анализатор окиси углерода (СО).

Анализатор окиси углерода должен быть недисперсного инфракрасного абсорбционного типа НДИК (NDIR);

.2 анализатор двуокиси углерода (С02).

Анализатор двуокиси углерода должен быть недисперсного инфракрасного абсорбционного типа НДИК (NDIR);

.3 анализатор кислорода (02).

Анализатором должен быть парамагнитный детектор ПМД (PMD), датчик на основе двуокиси циркония ДДЦ (ZRDO) или электрохимический датчик ЭХД (ECS). ДДЦ не должен использоваться для двухтопливных или газовых двигателей.

Примечание. Электрохимический датчик должен быть защищен от воздействия С02 и NOx;

.4 анализатор углеводородов (НС).

Анализатор углеводородов должен быть нагреваемым пламенноионизационным детектором НПИД (HFID), у которого чувствительный элемент, клапаны, трубопроводы и соответствующие компоненты нагреваются для того, чтобы поддерживать температуру газа в пределах 190 ±10 °С. Для двигателей, работающих на газообразном топливе (без впрыска жидкого пилотного топлива), анализатором может быть не нагреваемый пламенно-ионизационный детектор НИД (FID);

.5 анализатор окислов азота (NOx).

Анализатором окислов азота должен быть хемилюминесцентный детектор ХЛД (CLD) или нагреваемый хемилюминесцентный детектор НХЛД (HCLD) с конвертером NO2/NO, если измерения проводятся в сухих газах. Если измерения проводятся во влажных газах, то должен использоваться НХЛД (HCLD) с нагревом конвертера до температуры более 55 °С при условии выполнения проверки подавляющего влияния воды (см. 12.2.2 настоящего приложения). Пробоотборный тракт как для ХЛД (CLD), так и для НХЛД (HCLD) должен поддерживаться при температуре стенки 55 - 200 °С, вплоть до конвертера для измерений в сухих газах и вплоть до анализатора для измерений во влажных газах.

6 КАЛИБРОВОЧНЫЕ ГАЗЫ

6.1 Сроки годности всех калибровочных газов, рекомендуемых изготовителем, должны быть соблюдены. Срок годности калибровочных газов, установленный изготовителем, должен быть письменно зафиксирован.

6.1.1 Чистые газы.

Для работы при измерениях на испытательном стенде пригодны следующие газы:

очищенный азот (примеси: < 1 млн-1 С, < 1 млн-1 СО, <400 млн-1 СО2, <0,1 млн-1 N0);

очищенный кислород (чистота > 99,5 % 02 по объему);

6.1.2.2 Истинная концентрация калибровочного и поверочного газов должна быть в пределах ±2% номинального значения. Все концентрации калибровочных газов должны задаваться в %, об. или млн-1.

6.1.2.3 Газы, используемые для калибровки и поверки, могут быть также получены путем разбавления очищенными азотом или синтетическим воздухом. Точность смесительного устройства должна быть такой, чтобы концентрация разбавленных калибровочных газов могла определяться в пределах ±2%.

7 ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ АНАЛИЗАТОРОВ И ПРОБООТБОРНОЙ СИСТЕМЫ

Правила эксплуатации анализаторов определяются инструкцией изготовителя по пуску и эксплуатации. Минимальные требования к эксплуатации анализаторов приведены в разд. 8-13 настоящего приложения.

8 ИСПЫТАНИЯ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ

8.1 Система должна быть проверена на герметичность. Для этого необходимо отсоединить от выпускной системы пробоотборник и заглушить его вход, после чего включить насос аналитической системы. После начального периода стабилизации все расходомеры должны показывать нули. Если это не так, должна быть проверена пробоотборная магистраль и устранены дефекты.

8.2 Максимально допустимая потеря вакуума составляет 0,5 % от эксплуатационного расхода на проверяемом участке системы. Для определения эксплуатационного расхода могут использоваться замеряемые расходы газов при их прохождении через анализатор и байпас.

8.3 Может применяться и другой метод - ступенчатого изменения концентрации на входе пробоотборной магистрали путем переключения с нейтрального на поверочный газ. После соответствующего периода времени показание прибора отразит пониженную концентрацию по сравнению с введенной, а это свидетельствует либо о наличии утечек, либо о необходимости калибровки приборов.

9 ПРОЦЕДУРА КАЛИБРОВКИ

9.1 РАСХОД КАЛИБРОВОЧНЫХ ГАЗОВ

Расходы калибровочных газов должны быть такими же, как при анализе проб отработавших газов во время испытаний двигателя.

9.2 ВРЕМЯ ПРОГРЕВА

Время прогрева должно соответствовать рекомендациям изготовителя анализаторов. Если оно не указано, то, как минимум, должно составлять два часа.

9.3 НАСТРОЙКА АНАЛИЗАТОРОВ

Анализаторы настраиваются в соответствии с рекомендацией изготовителя.

9.4 КАЛИБРОВКА

9.4.1 Каждый обычно применяемый рабочий диапазон должен быть откалиброван.

9.4.2 Установка нуля анализаторов СО, С02, NOx и 02 должна производиться с помощью очищенного синтетического воздуха (или азота).

9.4.3 В анализаторы должны быть введены соответствующие калибровочные газы, зарегистрированы отклики и построены калибровочные зависимости согласно 9.5.

9.4.4 При необходимости установка нуля и калибровочная процедура повторяются.

9.5 ПОСТРОЕНИЕ КАЛИБРОВОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

9.5.1 Общие руководящие принципы.

9.5.1.1 Калибровочная характеристика анализатора должна строиться не менее чем по шести, по возможности, равномерно распределенным

точкам (исключая ноль). Наибольшая номинальная концентрация должна быть выше или равной 90 % полной шкалы.

9.5.1.2 Калибровочная характеристика рассчитывается методом наименьших квадратов. Если результирующий полином имеет степень более 3, то число калибровочных точек (включая нуль) должно, как минимум, на 2 превышать степень полинома.

9.5.1.3 Калибровочная характеристика не должна отличаться более чем на +2 % от номинальных значений в каждой калибровочной точке или на + 03 % полной шкалы, в зависимости от того, что больше.

9.5.1.4 По калибровочной зависимости и калибровочным точкам можно удостовериться, что процедура была произведена корректно. Кроме этого, должны быть указаны другие характеристики анализатора, в частности:

.1 диапазон измерения;

.2 чувствительность; и

.3 дата проведения калибровки.

9.5.2 Калибровка в диапазоне ниже 15 % полной шкалы.

9.5.2.1 Калибровка анализатора должна производиться, как минимум, по 10 точкам (исключая ноль), распределенным так, чтобы 50 % этих точек приходились на диапазон менее 10 % полной шкалы.

9.5.2.2 Калибровочная зависимость рассчитывается методом наименьших квадратов.

9.5.2.3 Калибровочная зависимость не должна отличаться более чем на ± 4 % от номинального значения каждой калибровочной точки и более чем на ± 1 % полной шкалы при нуле.

9.5.3 Альтернативные методы.

Могут использоваться и альтернативные технологии (например, компьютерные, электронные переключатели диапазонов и т.п.), если может быть доказана их необходимая точность

10 ПРОВЕРКА КАЛИБРОВКИ

Каждый обычно используемый рабочий диапазон должен проверяться перед каждым измерением по следующим процедурам:

.1 проверка калибровки с помощью нейтрального и поверочного газов, номинальная концентрация которого превышает 80 % полной шкалы диапазона измерений; и

.2 если при двух проверенных точках полученные значения не отличаются более чем на + 4 % полной шкалы от заявленных эталонных значений, то может допускаться перерегулировка. В противном случае

должна быть установлена новая калибровочная зависимость в соответствии с 9.5.

11 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНВЕРТЕРА NOx

Эффективность конвертера для преобразования N02 —> NO должна тестироваться согласно 11.1 - 11.8.

11.1 ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

КПД конвертера может быть установлен с помощью испытательной установки, показанной на рис. 11.1, и изложенной ниже процедуры с использованием озонатора.

11.2 КАЛИБРОВКА УСТАНОВКИ

Установка должна калиброваться в наиболее распространенном рабочем диапазоне по инструкции изготовителя с помощью нейтрального и поверочного газов, содержание N0 в котором должно составлять порядка 80 % рабочего диапазона, а концентрация N02 в смеси - менее

5 % концентрации N0. Анализатор N0X должен быть в режиме N0 с тем, чтобы поверочный газ не проходил через конвертер. Показание должно быть зарегистрировано.

113 РАСЧЕТ

11.7 ВЫКЛЮЧЕНИЕ ОЗОНАТОРА

После выключения озонатора, газовая смесь (по 11.6) проходит через конвертер в детектор. Отмеченная концентрация записывается как величина b из формулы (11.3) (анализатор должен быть в режиме NOx).

11.8 РЕЖИМ NO

При переключении в режим N0 с выключенным озонатором поток кислорода или синтетического воздуха также должен быть перекрыт. Показание N0X анализатора не должно отклоняться более чем на + 5 % от значения, замеренного по 11.2 (анализатор в режиме N0X).

11.9 ИНТЕРВАЛ МЕЖДУ ПОВЕРКАМИ

Эффективность конвертера должна поверяться перед каждой калибровкой анализатора N0X.

11.10 ТРЕБОВАНИЯ К ЭФФЕКТИВНОСТИ

КПД конвертера должен быть не ниже 90 %, но настоятельно рекомендуется более высокий КПД - свыше 95 %.

Примечание. Если при работе на самом распространенном диапазоне анализатора конвертер NO* не может дать снижение с 80 до 20 %, следуя 11.2, то рекомендуется использовать самый высокий диапазон, который дает преобразование.

12 ПОМЕХИ В СО, С02, NOx И 02 - АНАЛИЗАТОРАХ

Неопределяемые данным типом детектора газообразные компоненты отработавших газов могут создавать различные помехи в показаниях приборов. Помехи, вызывающие увеличение показаний, могут проявляться в приборах с детекторами типа И ДИК (NDTR) и ПМД (PMD), когда мешающий компонент вызывает такую же реакцию детектора, как и измеряемый, но в меньшей степени. Помехи, вызывающие уменьшение показаний, могут проявляться в приборах с детектором типа НДИК (NDTR) и ХЛД (CLD) за счет компонентов, обладающих свойствами интерференции и расширяющих полосу поглощения измеряемого газа. Оценка дополнительной погрешности от помех должна производиться перед началом использования анализатора и после длительных перерывов в его работе.

12.1 ОЦЕНКА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ОТ ПОМЕХ

В АНАЛИЗАТОРЕ СО

Вода и СОг оказывают влияние на характеристики анализатора СО с детектором НДИК (NDIR). Для количественной оценки дополнительной погрешности этих помех регистрируется реакция газоанализатора на влажный С02, имеющий концентрацию 80 - 100 % полной шкалы максимального рабочего диапазона. Увлажнение поверочного газа осуществляется за счет его барботажа сквозь воду комнатной температуры. Сигнал анализатора от влажного С02 не должен превышать

1 % полной шкалы для диапазонов, больших или равных 300 млн -1, или

3 млн -1 для диапазонов, меньших 300 млн-1.

12.2 ОЦЕНКА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ОТ ПОМЕХ

В АНАЛИЗАТОРЕ NOx

На анализаторы с детекторами типа ХЛД (CLD) и НХЛД (KCLD) оказывают влияние С02 и водяной пар. Дополнительная погрешность, вызываемая их наличием, пропорциональна их концентрациям. Количественная оценка дополнительной погрешности этих помех выполняется при самых высоких ожидаемых концентрациях мешающих газов во время испытаний в соответствии с 12.2.1 и 12.2.2 настоящего приложения. Методы определения дополнительных погрешностей от С02 и Н20 в одинаковой степени относятся к ХЛД (CLD) и НХЛД (HCLD) детекторам.

13 ИНТЕРВАЛЫ МЕЖДУ КАЛИБРОВКАМИ

13.1 Анализаторы должны калиброваться в соответствии с разд. 9 настоящего приложения не реже чем раз в 3 мес., либо калибровка может обусловливаться ремонтом или изменениями, сделанными в приборе.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5
ДОПУСТИМЫЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ

1 ДОПУСТИМАЯ ПОГРЕШНОСТЬ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ НА ИСПЫТАТЕЛЬНОМ СТЕНДЕ

Допустимые погрешности измерений показателей двигателя и периодичность поверки измерительного оборудования должны полностью соответствовать требованиям табл. 1—5.

Таблица 1

Допустимые отклонения и сроки действия калибровки приборов при измерениях параметров двигателя на испытательном стенде предприятия (изготовителя)

Таблица 3

Допустимые отклонения и сроки действия калибровки приборов при измерениях параметров двигателя на судне, когда двигатель уже прошел освидетельствование на стенде предприятия (изготовителя)

В связи с тем, что требования российских стандартов обязывают производителей аналитического оборудования указывать общую погрешность газового анализа без детализации составляющих, в табл. 5 приведены погрешности газового анализа, разрешенные Техническим кодексом по NOx и Руководством.

Таблица 5

Допустимые погрешности газового анализа при контроле вредных выбросов судовых двигателей

ПРИЛОЖЕНИЕ 6
СХЕМЫ ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЯ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (СМ. 2Л .6 И 5.2Л1 РУКОВОДСТВА)

Руководство по освидетельствованиям судовых дизельных двигателей,

описанным в разд. 2 и 5 Руководства, приведено в виде схем на рис. 1—3

настоящего приложения.

Примечание. На этих схемах не показаны критерии освидетельствования существующего двигателя, как требуется правилом 13.7 Приложения VI к Конвенции МАРПОЛ 73/78.

Рис. 2 Первоначальное освидетельствование на судне

Рис. 3
Освидетельствование для возобновления свидетельства, ежегодное или промежуточное освидетельствование на судне

ПРИЛОЖЕНИЕ 7
ПЕРЕЧЕНЬ ПРОВЕРОК ДЛЯ МЕТОДА СВЕРКИ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Отдельные параметры двигателя могут быть освидетельствованы различными способами, причем одного из них должно быть достаточно для демонстрации соответствия фактического значения проверяемого параметра его проектному значению. Старший механик судна может выбрать, с учетом рекомендаций изготовителя двигателя и при одобрении Регистра, наиболее предпочтительный способ проверки.

1.2 Рабочие параметры двигателя, существенно влияющие на величину выбросов NOx, значения которых изменяются в зависимости от нагрузки (такие как, например, давление наддува, максимальное давление сгорания, температура наддувочного воздуха, температура отработавших газов), должны быть представлены для проверки в виде, позволяющем установить влияние изменения этих параметров на изменение выброса NOx. При этом необходимо убедиться, что степень сжатия в двигателе соответствует исходной при первоначальном освидетельствовании (см. 1.7 настоящего приложения).

2 РАССМОТРЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ВЕЛИЧИНУ ВЫБРОСОВ NOx

2Л Параметр «угол опережения впрыска топлива» проверяется:

.1 по положению кулака вала ТНВД: каждого отдельного кулака или вала в целом, если кулаки не регулируемые (например, по положению промежуточного звена между валом и приводом насоса);

.2 по фактическому началу впрыска, измеренному путем: регистрации (осцилографирования) давления топлива при определенных положениях рейки;

регистрации начала открытия запорного клапана топливовпрыскивающего устройства (например, иглы распылителя форсунки с помощью индукционного или емкостного датчика) при определенных значениях нагрузки.

Примечание. При оценке значения установленного угла опережения впрыска топлива необходимо знать допуски на его установку, удовлетворяющие нормам выбросов NOx, и иметь зависимость (предпочтительно в графической форме) выбросов NOx от угла опережения впрыска, построенную по результатам стендовых испытаний.

2.2 Параметр «форсунка» проверяется:

.1 по спецификации;

.2 по перечню идентифицирующих особенностей.

2.3 Параметр «ТНВД» проверяется:

.1 по спецификации;

.2 по перечню идентифицирующих особенностей, определяющих конструкцию плунжера и втулки.

2.4 Параметр «кулачок ТНВД» проверяется:

.1 по перечню идентифицирующих особенностей, определяющих профиль;

.2 по началу и концу подачи для определенного положения рейки ТНВД (динамические измерения давления топлива).

2.5 Параметр «давление впрыска» проверяется только для обычных разделенных топливоподающих систем по зависимому от нагрузки давлению в трубке и графику его корреляции с выбросами NOx.

2.6 Параметр «камера сгорания» проверяется по перечню идентифицирующих признаков для крышки цилиндра и головки поршня.

2.7 Параметр «степень сжатия» проверяется:

.1 по фактическому надпоршневому зазору;

.2 по вкладышам поршневого пальца или шатуна.

2.8 Параметр «тип и конструкция турбокомпрессора» проверяется:

.1 по модели и спецификации (идентифицирующие признаки);

.2 по зависимому от нагрузки давлению наддува и графику его корреляции с выбросами NOx.

2.9 Параметр «охладитель наддувочного воздуха, нагреватель сжатого воздуха» проверяется:

.1 по модели и спецификации;

.2 по зависимой от нагрузки температуры над дувочного воздуха, приведенной к эталонным условиям, и графику ее корреляции с выбросами NOx.

2.10 Параметр «фазы газораспределения» проверяется только для 4-такт-ных двигателей:

.1 по положению кулаков;

.2 по фактическим углам открытия и закрытия клапанов;

.3 по фактической продолжительности открытия клапанов.

2.11 Параметр «впрыск воды» проверяется по зависимому от нагрузки расходу воды (дозирование) и графику его корреляции с выбросами NOx.

2.12 Параметр «эмульсионное топливо» проверяется:

.1 по зависимому от нагрузки положению рейки ТНВД (дозирование);

.2 по зависимому от нагрузки расходу воды (дозирование) и графику его корреляции с выбросами NOx.

2.13 Параметр «рециркуляция отработавших газов» проверяется:

.1 по зависимому от нагрузки массовому расходу рециркулируемых газов (дозирование) и графику его корреляции с выбросами NOx;

.2 по концентрации СОг в смеси свежего воздуха и рециркулируемых отработавших газов, например, в «продувочном воздухе» (контроль);

.3 по концентрации 02 в «продувочном воздухе» (контроль).

2.14 Параметр «селективная каталитическая очистка»1 проверяется:

.1 по зависимому от нагрузки расходу активной среды (дозирование) и

графику его корреляции с концентрацией NOx на выходе из реактора;

.2 по зависимому от нагрузки значению концентрации NOx после проведения СКО (периодический контроль).

Для двигателей с СКО газов, не регулируемой с помощью обратной связи, измерения выбросов NOx (путем периодических проверок или мониторинга) полезны для проверки того, что эффективность СКО во время работы двигателя соответствует его состоянию во время освидетельствования независимо ни от внешних условий, ни от качества топлива, влияющих на выбросы с неочищенными отработавшими газами.

1 В дальнейшем - СКО.

содержание .. 2 3 4