Резолюция MEPC.103(49)

РУКОВОДСТВО ПО ПРОЦЕДУРЕ ПРОВЕРКИ NO_X НА СУДНЕ - МЕТОД НЕПОСРЕДСТВЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ И КОНТРОЛЯ

(Принята 18 июля 2003 года)

 

 

КОМИТЕТ ПО ЗАЩИТЕ МОРСКОЙ СРЕДЫ,

 

ССЫЛАЯСЬ на статью 38(a) Конвенции о Международной морской организации, касающуюся функций Комитета по защите морской среды (Комитет), возложенных на него международными конвенциями о предотвращении загрязнения моря и борьбе с ним,

 

ССЫЛАЯСЬ ТАКЖЕ на то, что Конференция Сторон Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов 1973 года, измененной Протоколом 1978 года к ней (МАРПОЛ 73/78), состоявшаяся в сентябре 1997 года, приняла Протокол 1997 года об изменении МАРПОЛ 73/78 посредством нового Приложения VI о предотвращении загрязнения воздушной среды с судов,

 

ОТМЕЧАЯ, что Конференция 1997 года резолюцией 2 приняла Технический кодекс по контролю за выбросами окислов азота (NO_x) из судовых дизельных двигателей, в пункте 2.4.5 которого предусматривается, что процедуры проверки NO_x на судне могут основываться на устройстве для контроля и регистрации NO_x, одобренном Администрацией на основе Руководства, которое будет разработано Организацией,

 

УЧИТЫВАЯ, что выполнение этого требования не может быть обеспечено до вступления в силу Протокола 1997 года,

 

УЧИТЫВАЯ ТАКЖЕ необходимость разработки соответствующего Руководства до вступления в силу Протокола 1997 года при подготовке к осуществлению Приложения VI к МАРПОЛ 73/78,

 

РАССМОТРЕВ рекомендацию, сделанную Подкомитетом по проектированию и оборудованию судов на его сорок шестой сессии,

 

1. ПРИНИМАЕТ Руководство по процедуре проверки NO_x на судне - метод непосредственных измерений и контроля, изложенное в приложении к настоящей резолюции;

 

2. ПРЕДЛАГАЕТ правительствам применять Руководство с даты вступления в силу Протокола 1997 года.

 

Приложение.

РУКОВОДСТВО ПО ПРОЦЕДУРЕ ПРОВЕРКИ NO_x НА СУДНЕ - МЕТОД НЕПОСРЕДСТВЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ И КОНТРОЛЯ

 

ПРИМЕЧАНИЕ О БЕЗОПАСНОСТИ

 

Необходимо обращать должное внимание на безопасность, относящуюся к обращению с выхлопными газами и их близости, измерительному оборудованию, а также хранению и использованию чистых и калибровочных газов в баллонах. Места отбора проб и подмостки для доступа должны быть таковыми, чтобы контроль мог осуществляться безопасным образом и не мешал работе двигателя.

 

ПРИНЦИПЫ

 

Преследуется цель, чтобы настоящее Руководство было объективным, основанным на рабочих характеристиках документом. Настоящее Руководство носит рекомендательных характер. Однако национальным администрациям предлагается при осуществлении требований исходить из настоящего Руководства. Поскольку в Техническом кодексе по NO_x метод непосредственных измерений и контроля является одной из трех допустимых процедур проверки NO_x на судне (см. пункт 2.4.4 Технического кодекса по NO_x), его точность должна быть сравнима с точностью других методов. Поэтому в настоящем Руководстве по одобрению устройств для контроля и регистрации NO_x на судне даются соответствующие ссылки на Технический кодекс по NO_x. Ссылки на Технический кодекс по NO_x подчеркивают, что соответствующие требования уже регулируются в обязательном документе, даже если они не сгруппированы в общей главе (например, "Метод непосредственных измерений и контроля"). Величины, определяемые этим методом, могут быть несравнимы напрямую с результатами стендовых испытаний. Наиболее важным для одобрения является пригодность устройств для контроля и регистрации NO_x для использования на судне.

 

В качестве общего принципа процедура проверки NO_x на судне должна облегчать демонстрацию соответствия правилу 13 Приложения VI к МАРПОЛ 73/78 (Приложение VI). В то же время она не должна быть настолько обременительной, чтобы вызывать необоснованную отсрочку отхода судна или требовать глубоких знаний характеристик конкретного двигателя или специальных измерительных приборов, не имеющихся на судне.

 

1. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

 

1.1 Измерение образцов выбросов

 

1.1.1 Контроль NO_x на судне включает, как абсолютный минимум, измерение концентраций выбросов NO_x (как NO + NO₂).

 

1.1.2 Если определяется расход отработавших газов с использованием добавления 6 (метод 2, универсальный, углеродный баланс) Технического кодекса по NO_x, то должны измеряться O₂ и/или СO₂ и во всех случаях могут использоваться положения добавления 6, которые предполагают полное сгорание. Если предпочитаются положения добавления 6, которые не предполагают полного сгорания, то дополнительно следует измерять СО и НС.

 

1.1.3 Отработавшие газы должны анализироваться с помощью следующих приборов. Для нелинейных анализаторов допускается использование линеаризирующих преобразователей. С одобрения Администрации могут приниматься другие системы и анализаторы, при условии что они обеспечивают равноценные результаты, что и указанное ниже оборудование:

 

.1 Анализ окислов азота (NO_x)

 

Анализатором окислов азота должен быть хемилюминесцентный детектор (ХЛД) или нагреваемый хемилюминесцентный детектор (НХЛД). Отработавший газ, отобранный для измерения NO_x, должен поддерживаться выше точки росы, до того как он пройдет через конвертер NO₂/ NO.

 

Примечание.

 

В случае неочищенного отработавшего газа эта температура должна быть более 333 К (60°С), если двигатель работает на топливе сорта DM стандарта ISO 8217, и более 413 К (140°С), если он работает на топливе сорта RM стандарта ISO 8217.

 

.2 Анализ двуокиси углерода (СО₂)

 

Когда необходимо, анализатор двуокиси углерода должен быть недиспергирующего инфракрасного (НДИ) абсорбционного типа.

 

.3 Анализ кислорода (О₂)

 

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

 

.4 Анализ окиси углерода (СО)

 

Когда необходимо, анализатор окиси углерода должен быть недиспергирующего инфракрасного (НДИ) абсорбционного типа.

 

.5 Анализ углеводородов (УВ)

 

Когда необходимо, анализатором углеводородов должен быть нагреваемый пламенно-ионизационный детектор (НПИД). Отработавший газ, отбираемый для измерения УВ, должен поддерживаться при температуре 463К ±10К (190°С ±10°С) на участке от точки отбора пробы до детектора.

 

1.2 Технические требования к анализаторам

 

1.2.1 Технические требования к анализаторам должны соответствовать пунктам 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, и 1.9 добавления 3 к Техническому кодексу по NO_x.

 

1.2.2 Диапазон измерения анализаторов должен быть таким, чтобы измеренное значение выбросов находилось в пределах 15% - 100% используемого диапазона.

 

1.2.3 Аналитические приборы должны устанавливаться и обслуживаться в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя таким образом, чтобы выполнялись требования пунктов 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9 добавления 3 и пункты 7 и 8 добавления 4 к Техническому кодексу по NO_x.

 

1.3 Чистые и калибровочные газы

 

1.3.1 Требуемые чистые и калибровочные газы должны отвечать пунктам 2.1 и 2.2 добавления 4 к Техническому кодексу по NO_x. Объявленные концентрации должны соответствовать национальным и/или международным стандартам. Калибровочные газы должны соответствовать рекомендациям завода-изготовителя аналитических приборов.

 

1.3.2 Поверочные газы анализаторов должны быть в пределах от 80% до 100% по поверяемой шкале анализатора.

 

Примечание.

 

При некоторых условиях для калибровки аналитических приборов может быть необходимым только поверочный газ для анализатора NO_x. Поверочный газ NO для анализатора NO_x может применяться как нулевой газ для анализатора О₂ или СО₂, если поверочный газ сбалансирован только с азотом. Окружающий воздух может применяться в качестве как поверочного газа для анализатора O₂ (т. е. 20,9% О₂), так и нулевого газа для анализатора NO_x, при условии что окружающий воздух не загрязнен отработавшими газами.

 

1.4 Система отбора проб газов и их передачи

 

1.4.1 Проба отработавших газов должна представлять осредненный выброс отработавших газов из всех цилиндров двигателя. Система отбора проб газов должна отвечать пункту 5.9.3 Технического кодекса по NO_x.

 

1.4.2 Проба отработавших газов должна отбираться на любом участке в пределах от 10% до 90% диаметра канала.

 

1.4.3 Для оказания помощи в установке пробоотборника в добавлении 1 приведен пример соединительного фланца точки отбора проб.

 

1.4.4 Проба отработавших газов для измерения NO_x должна поддерживаться, с тем, чтобы предотвратить потерю NO₂ вследствие конденсации воды или кислоты, в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя аналитических приборов.

 

1.4.5 Проба газов не должна осушаться с помощью химических осушителей.

 

1.4.6 Должна иметься возможность проверки системы отбора проб газов на отсутствие протечки в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя аналитических приборов.

 

1.4.7 Для облегчения контроля качества системы должна быть предусмотрена дополнительная точка отбора проб рядом с используемой.

 

2. ИЗМЕРЕНИЯ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ И УСЛОВИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

 

2.1 Измерения рабочих характеристик двигателя

 

2.1.1 В таблице 1 перечислены параметры рабочих характеристик двигателя, которые во время контроля NO_x на судне должны измеряться или рассчитываться, а также регистрироваться в каждом режиме.

 

Таблица 1

 

 

2.1.2 Должны быть выявлены и зарегистрированы другие установки двигателя, необходимые для определения условий работы двигателя, например, сбрасывающая заслонка, байпас наддувочного воздуха, состояние турбонагнетателя.

 

2.1.3 Должны быть определены и зарегистрированы установки и рабочие условия устройств контроля NO_x.

 

2.1.4 Должны быть измерены мощность и частота вращения двигателя, с тем чтобы установить, работает ли двигатель в режиме, соответствующем установленным испытательным циклам (см. раздел 3.1 настоящего Руководства).

 

2.1.5 Если непосредственное измерение мощности представляется затруднительным, то нескорректированная эффективная мощность может быть оценена любыми другими средствами, одобренными Администрацией (см. пункты 6.3.1.3, 6.3.3.2 и 6.3.7 Технического кодекса по NO_x). Возможные методы определения эффективной мощности включают, не ограничиваясь этим, следующие:

 

.1 непосредственные измерения согласно пункту 6.3.3.1 Технического кодекса по NO_x; или

 

.2 оценку по номограммам.

 

2.1.6 Массовый расход топлива (фактический расход) должен определяться с помощью:

 

.1 непосредственных измерений; или

 

.2 данных стендовых испытаний согласно пункту 6.3.1.4 Технического кодекса по NO_x.

 

2.2 Измерения условий окружающей среды

 

2.2.1 В таблице 2 перечислены параметры условий окружающей среды, которые во время контроля NO_x на судне должны измеряться или рассчитываться, а также регистрироваться в каждом режиме.

 

Таблица 2

 

 

2.3 Оборудование для контроля рабочих характеристик двигателя и условий окружающей среды

 

Оборудование для контроля рабочих характеристик двигателя и условий окружающей среды должно быть установлено и обслуживаться в соответствии с рекомендациями изготовителя таким образом, чтобы в отношении допустимых отклонений выполнялись требования пункта 1.3.2 и таблиц 3 и 4 добавления 4 к Техническому кодексу по NO_x.

 

2.4 Электрооборудование: материалы и конструкция

 

2.4.1 Конструкция электрооборудования должна состоять из прочных, огнестойких, влагоустойчивых материалов, которые не ухудшают своих свойств в условиях окружающей среды на месте установки и при температурах, воздействию которых оборудование может подвергаться.

 

2.4.2 Электрооборудование должно быть сконструировано таким образом, чтобы токопроводящие детали с заземлением были защищены от случайного контакта.

 

3. ИЗМЕРЕНИЕ ВЫБРОСОВ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

 

   3.1 Испытательные циклы

 

3.1.1 Работа двигателя на судне по установленному испытательному циклу не всегда возможна, однако методика испытания, одобренная Администрацией, должна в максимально возможной степени соответствовать методике, определенной в пункте 3.2 Технического кодекса по NO_x.

 

3.1.2 В том, что касается испытательного цикла Е3, если фактическая кривая винтовой характеристики отличается от кривой Е3, должна быть установлена применяемая точка нагрузки с использованием частоты вращения двигателя или соответствующего среднего эффективного давления (СЭД), или среднего индикаторного давления (СИД) с учетом соответствующего режима этого цикла.

 

3.1.3 Если число точек измерения на судне отличается от числа точек измерения на испытательном стенде, то число точек измерения и весовые коэффициенты должны быть одобрены Администрацией.

 

3.1.4 В том, что касается испытательных циклов E2/E3/D2, должно использоваться минимальное количество точек нагрузки, общий номинальный весовой коэффициент которых, как указано в пункте 3.2 Технического кодекса по NO_x, составляет более 0,5.

 

3.1.5 В том, что касается испытательного цикла С1, должна использоваться как минимум одна точка нагрузки из каждого раздела номинальной, промежуточной частоты вращения и холостого хода.

 

3.1.6 Если число точек измерения на судне отличается от числа точек измерения на испытательном стенде, то номинальные весовые коэффициенты на каждой точке нагрузки должны быть пропорционально увеличены для суммирования до единицы (1,0).

 

3.1.7 Пример выбора точек нагрузки и пересмотренных весовых коэффициентов приведен в добавлении 2.

 

3.1.8 Фактические точки нагрузки, используемые для демонстрации соответствия, должны быть в пределах ±5% номинальной мощности в точке режима, за исключением случая 100% нагрузки, при которой диапазон должен быть от +0 до -10%. Например, в точке приложения нагрузки 75% допустимый диапазон должен составлять 70% - 80% номинальной мощности.

 

3.1.9 В каждой выбранной точке нагрузки, за исключением холостого хода, и после первоначального переходного периода (если применимо) мощность двигателя должна поддерживаться в заданной точке нагрузки в пределах коэффициента вариации, составляющего 5% (% KB) в течение 10-минутного промежутка. Пример расчета коэффициента вариации приведен в добавлении 3.

 

3.1.10 В том, что касается испытательного цикла С1, с одобрения Администрации должен быть заявлен допуск на холостой ход.

 

3.2 Параметр условий испытаний

 

Параметр условий испытаний, указанный в пункте 5.2.1 Технического кодекса по NO_x, не должен применяться к контролю NO_x на судне. Должны быть приемлемыми данные, полученные в любых преобладающих условиях окружающей среды.

 

3.3 Рабочие характеристики анализаторов

 

3.3.1 Аналитические приборы должны работать в соответствии с рекомендациями изготовителя.

 

3.3.2 Перед измерениями должны быть проверены значения нулевого и поверочного газа, а анализатор, если необходимо, должен быть отрегулирован.

 

3.3.3 После измерений должны быть проверены значения нулевого и поверочного газа анализатора, с тем чтобы установить, что они находятся в пределах значений, допускаемых в пункте 5.9.9 Технического кодекса по NO_x.

 

3.4 Данные для расчета выбросов

 

3.4.1 Выходные сигналы анализаторов должны регистрироваться как во время испытаний, так и во время всех проверок сигналов (нуль и поверочный). Эти данные должны регистрироваться на ленточном самописце или с помощью других устройств регистрации данных.

 

3.4.2 Для оценки выбросов газов минимальные показания самописца, составляющие 1 герц, за устойчивый 10-минутный промежуток отбора проб на каждой точке приложения нагрузки должны усредняться. Средняя концентрация (конц.) NO_x, O₂ и/или СО₂, если требуется, и - необязательно - СО и НС должна определяться по средним показаниям самописца и соответствующим данным калибровки.

 

3.4.3 Как минимум в течение вышеупомянутого 10-минутного периода должны регистрироваться данные о концентрациях газов в выбросах, рабочих характеристиках двигателя и условиях окружающей среды.

 

4. ОЦЕНКА ДАННЫХ

 

4.1 Состав топлива

 

Для расчета массового расхода влажных отработавших газов (GEXHW) должны быть получены данные о составе топлива одним из следующих методов:

 

.1 состав топлива с помощью анализа (углерод, водород и сера); или

 

.2 с помощью данных, установленных по умолчанию, - см. таблицу 3.

 

Таблица 3

 

 

4.2 Плотность отработавших газов

 

Для расчета массового расхода влажных отработавших газов (GEXHW) и коэффициента "и" таблицы 5 Технического кодекса по NO_x должны быть получены данные о плотности отработавших газов одним из следующих методов:

 

.1 с помощью расчетов в соответствии с добавлением 6 к Техническому кодексу по NO_x; или

 

.2 с помощью значения по умолчанию, составляющего 1,293 кг/м³ (273,15 К и 101,3 кПа).

 

4.3 Поправка на сухую/влажную основу

 

Концентрация выбросов газов согласно пункту 2 настоящего Руководства, если они уже не измерены на влажной основе, должны быть преобразованы во влажную основу в соответствии со следующим:

 

.1 непосредственным измерением содержания воды; или

 

.2 расчетом в соответствии с пунктом 5.12.2 Технического кодекса по NO_x. (Формула 11 Технического кодекса по NO_x; СО может быть установлен на нуль).

 

4.4 Поправки на влажность и температуру NO_x

 

Поправки на влажность и температуру NO_x должны производиться в соответствии с пунктом 5.12.3 Технического кодекса по NO_x. Исходная температура наддувочного или отработавшего воздуха (T_{sc ref}) должна заявляться и одобряться Администрацией. Значения T_scref должны соответствовать температуре забортной воды 25°С, и при применении значения T_{sc ref} следует делать поправку на фактическую температуру забортной воды.