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柴油发电机尾气污染物组成和排放标准 |
导读：新一代康明斯欧III中柴油发电机与以往欧II柴油发电机相比，不仅排放更低，并且燃油经济性提高了8%以上，发动机可靠性更佳。康明斯厂家将在下文针对柴油发电机的污染及排放标准进行技术概述：
一、排放污染物
柴油发电机的主要污染物质包括碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOX）和颗粒物（PM)。柴油发电机与汽油机相比，颗粒物和氮氧化物的排放量较高（图1）。
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汽油机与柴油机排放污染物对比图 |
1、HC
HC的生成取决于柴油发电机的设计和运行因素。柴油发电机运行中，混合气过浓或过稀、燃烧条件差、窜机油或温度过低等都会导致HC的产生。柴油发电机排出的HC主要是未燃烧的燃料、分解的燃料分子和少量的氧化反应中间产物。HC中的某些烃类光化学反应活性很强，可与空气中的N02结合，在阳光下形成以03（臭氧）为主的光化学烟雾，刺激人的眼睛和呼吸器官，造成呼吸困难。
2、CO
CO的产生主要是燃料燃烧时，02相对不足，燃料中的c不能完全燃烧，或混合气不均匀燃烧，或缸内温度低导致的。CO进人人体后，很容易与血红蛋白结合，导致缺氧，甚至使人窒息，严重时会危及生命。
3、NOX
NOX是空气中的N2和O2在燃烧室的高温、富氧条件下反应生成的。NOX主要以NO的形式出现，还有少量的NO2。NOX可以与某些烃类发生化学反应，生成光化学烟雾。
4、PM
PM是柴油发电机工作时，燃料与空气混合不均匀，造成局部混合气过浓，在高温缺氧情况下产生的。PM中含有可致癌的物质，容易被人体吸人并沉积在肺内。
当前，我国的压燃式柴油发电机已经实施国III标准。表13-1为各阶段国标排放限值。
表13-1 柴油发电机国标排放限值
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排放标准g/km·h |
CO |
HC |
NOX |
PM |
烟度 |
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国Ⅰ |
4.5 |
1.1 |
8 |
0.61 |
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国Ⅱ |
4 |
1.1 |
7 |
0.15 |
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国Ⅲ |
2.1 |
0.66 |
5 |
0.1 |
0.8 |
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国Ⅳ |
1.5 |
0.46 |
3.5 |
0.02 |
0.5 |
柴油发电机排放控制的重点是PM和NOX。为满足国III及以上排放要求，控制PM和NOX的排放，国III柴油发电机上均加装了后处理系统。
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尾气污染物成分结构图 |
二、国四标准及管控要求
非道路移动机械国四阶段标准以《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国第三、四阶段）》（GB 20891-2014）为基础，结合环境管理新需求、非道路移动机械国三标准实施情况及行业技术现状，主要对以下技术要求进行了修改完善。
1、更加关注整机排放要求
对37kW以上机械实际使用过程的污染物排放使用便携式排放测试系统（PEMS）进行测量，规定90%以上有效功基窗口的CO和NOX的比排放量不应超过相应功率段限值的2.5倍。此外，参考欧标要求，增加了柴油机非标准循环工况的测试方法及限值要求。
2、新增颗粒物粒子数量限值要求
为解决非道路移动机械冒黑烟的问题，新增颗粒物粒子数量（PN）限值，规定其排放必须小于等于5×1012个/千瓦时，通用技术手段为加装柴油颗粒捕集器（DPF）。标准不对技术路线进行固化和限制，鼓励企业使用更高效的污染排放控制技术。
3、提出远程监控及定位要求
为保证排放控制系统在实际使用过程中始终正常发挥作用，防止用户在使用过程中恶意破坏拆除污染控制装置，参考欧IV法规提出排放控制系统远程监控要求，并向监管平台实时发送排放及定位相关数据。
4、给出指定的劣化系数
通过前期标准实施，我们获取了大量柴油机劣化趋势特征数据，给出指定的劣化系数，明确企业可采用指定的劣化系数代替耐久实测劣化系数，大幅降低企业的测试费用和研发成本。
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