船用发动机排放法规现状及应对技术措施_SMDERI_20141225

美国船用柴油机排放法规
美国EPA（Environmental Protection Agency）针对不同类型的船用 发动机的污染物排放出台了一系列法案，该系列法案适用于美国海岸 线200海里范围内（专属经济区）航行的船舶。除船机测量循环的排放 限值要求外，还规定了非循环排放控制区域的NTE（Not To Exceed） 限值和在用符合性的NTE限值要求。 37kW以下的船用柴油机参照非道路机械法规的具体要求。
美国船用柴油机排放法规
美国EPA船舶柴油机分类及排放标准
类型
单缸工作容积 (D)
Tier 1-2
Tier 3-4
C1
D < 5L，P≥ 37kW
D< 7 L
C2
5 L≤ D < 30 L
7 L≤ D < 30 L
C3
D ≥ 30 L
Form：Protection of environment PART 1042—CONTROL OF EMISSIONS FROM NEW AND IN-USE MARINE COMPRESSION-IGNITION ENGINES AND VESSELS
0.19
0.04
2014C,D
1400 ≤ P < 2000
1.8
0.19
0.04
2016C
600 ≤ P < 1400
1.8
0.19
0.04
2017D
A 单缸工作容积在15-30L间的第2类发动机为0.25 g/kWh. B Optional compliance start dates can be used within these model years. C 第2类发动机可选择: 2012年满足Tier 3要求，PM、NOx+HC分别为0.14 g/kWh、7.8 g/kWh,2015年达标Tier 4法规要求。 D The Tier 3 PM standards continue to apply for these engines in model years 2014 and 2015 only.
3 船机测试方法标准
GB/T 15097-2008 《船用柴油机排气排放污染物测量方法》标准
二、船用柴油机排放法规
IMO（国际海事组织）公约
船用柴油机有害排放污染物主要包括：NOx、SOx、PM（颗粒物）、CO2、 CO、HC等物质，其中NOx、SOx和PM排放对环境和人体的危害最为突出。
IMO（国际海事组织）公约
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美国船用柴油机排放法规
美国EPA-C1 C2类船舶柴油机排放标准
功率(P)
第1类、第2类船用柴油机Tier4排放标准
NOx
HC
PM
实施日期
kW
g/kWh
g/kWh
g/kWh
1.8
0.19
P ≥ 3700
1.8
0.19
0.12A 0.06
2014C 2016B,C
2000 ≤ P < 3700
1.8
1995 年9 月在伦敦召开的国际海事组织（International Marine Organization，简称IMO）第37 次会议（MEPC37）上，联合国环境与 发展组织正式提出MARPOL73/78/附则VI《防止船舶造成大气污染规 则》。MARPOL 73/78 公约，即《经1978年议定书修订的1973 年国际 防止船舶造成污染公约》，是“MARITIME AGREEMENT REGARDING OIL POLLUTION OF LIABILITY”的缩写。
船用柴油机排放法规现状及应对技术措施
SMDERI 25th, DEC. 2014
主要内容
1 前言 2 船用柴油机排放法规现状 国际海事组织、欧盟、美国 中国内河近海 3 船机NOx排放控制技术 4 船机SOx和PM排放控制技术 5 小结
七一一研究所概况
成立于1963年，隶属于中国船舶重工集团公司，以船用柴油机和动力装置 为主专业，集研发、生产、服务、工程承包为一体的大型综合性实体，为 目前国内唯一的船用柴油机研究所。
适用范围 商用内河船机 娱乐用船机和个人游艇用船机
在区域水域行驶的船舶装用的 船机
欧盟船用柴油机排放法规
2004 年4 月21 日，欧洲议会和欧盟理事会发布2004/26/EC 法规《关于协调 各成员国采取措施防治非道路移动机械用发动机气态污染物和颗粒物排放的 法律》，将97/68/EC 法规适用范围扩大到内河船、铁路轨车装用的柴油机。
法规 2004/26/EC
94/25/EC Central Commission for Navigation on the
Rhine [CCNR] Regulation 莱茵河条例 Bodensee Regulation 博登湖条例
Brandenburg Shipping Order 康斯坦茨湖条例
执行日期
4.5
-2012.1.1
SOx排放控制区域
硫含量 （% m/m）
执行日期
1.5
-2010.7.1
3.5
2012.1.1-2020.1.1（2025.1.1）
1.0
2010.7.1-2015.1.1
0.5
2020.1.1（2025.1.1）-
0.1
2015.1.1-
SOx排放控制区（SECA）：
中国船用柴油机排放法规
标准规定了船舶装用的压燃式发动机（简称：船机）排气污染物排放限 值及测量方法。 本标准适用于内河船、沿海船、江海直达船和海峡[渡]船装用的第1类和 第2类船机的型式核准、生产一致性检查和耐久性要求。本标准也规定了 船机实施大修后的排放要求。
标准的技术内容主要采用欧盟（EU）指令97/68/EC（截止到修订版 2004/26/EC）《关于协调各成员国采取措施防治非道路移动机械用压燃 式发动机气态污染物和颗粒物排放的法律》的有关船机的技术内容；第 二阶段的排放限值要求及对船机大修后的要求参照美国EPA法规40CFR PART 94《压燃式船用发动机排放控制》中的相关规定。
2 船用燃料
节选
2 船用燃料
节选
2 船用燃料
公约/法规关于船舶使用燃油硫含量的限值
2 船用燃料
注： 1. IMO 已成立专家组，对燃油全球市场供应和需求、燃油市场发展趋势等进行分析评 估，以确定该硫含量燃油的可获得性，如判定届时船舶无法满足该要求，则硫含量 0.50% m/m的燃油标准将于2025 年1 月1 日实施。 2. MARPOL 公约附则VI 第14 条规定的排放控制区，目前包括：波罗的海海域、北海海 域、北美海域、美国加勒比海海域（2014 年1 月1 日实施）。 3. 欧盟港口停泊（包括锚泊、系浮筒、码头靠泊）超过2 小时的船舶不得使用硫含量 超过0.10%的燃油。 4. Marine gas oil，对应 ISO 8217 标准规定的DMA 级馏分油。 5. Marine diesel oil，对应ISO 8217 标准规定的DMB 级馏分油。 6. 加利福尼亚沿岸 24 海里海域及港口。 缩写说明： CARB（California Air Resources Board）：加利福尼亚空气资源委员会。 EU（European Union）：欧洲联盟（简称欧盟）。
标准等级 Tier1
实施时间
2004-2010 (IMO 2011)
Tier2
2011-2015
Tier3
2016 and later
转速（n）rpm
<130 130≦n<2000
≧2000 <130 130≦n<2000 ≧2000 <130 130≦n<2000 ≧2000
NOx(g/kW.h）
பைடு நூலகம்
船舶建造时间 2000.1.1 2011.1.1 2016.1.1 2016.1.1
n<130 17.0 14.4 14.4 3.4
单位：g/kWh
130<n<2000 45·n-0.2 44·n-0.23 44·n-0.23 9·n-0.2
n>2000 9.8 7.7 7.7 2.0
~20% ~80%
中国船用柴油机排放法规
GD01-2011《 船用柴油机氮氧化物排放试验及检验指南》（2011） 排放限值要求和实施日期和MARPOL73/78相同。
中国船用柴油机排放法规
GB XXXXX-20XX 船舶压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法 （CHINA Ⅰ ，Ⅱ）
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中 华人民共和国大气污染防治法》，防治船舶发动 机污染物排放对环境的污染，改善环境空气质量， 制定本标准。 尚未正式发布，征求意见阶段； 计划自2016 年1 月1 日起实施，鼓励有条件 的地区提前实施。
MARPOL73/78公约附则Ⅵ“防止船舶造成空气污染规则”对船用柴油机 的氮氧化物、硫氧化物的排放进行了规范。 我国作为国际海事组织（IMO）缔约国成员之一，需严格执行。
IMO NOx排放限制
发动机额定转速n（rpm） TierⅠ TierⅡ
Tier III Out of NECA Tier III In NECA
17.0 45.0* n(-0.2)
9.8 14.4 44.0* n(-0.23) 7.7 3.4 9* n(-0.2) 2.0
注： 1、EPA要求新造的第三类发动机HC排放在2.0g/kWh以下，CO排放在5.0g/kWh以下。 2、PM相关的法规还未通过但要求制造商测量并报告PM排放值。
Form：Protection of environment PART 1042—CONTROL OF EMISSIONS FROM NEW AND IN-USE MARINE COMPRESSION-IGNITION ENGINES AND VESSELS
Form： Protection of Environment
25 PART 94—CONTROL OF EMISSIONS FROM NEW AND IN-USE MARINE COMPRESSION-IGNITION ENGINES AND VESSELS
美国船用柴油机排放法规
美国EPA-C3类船舶柴油机排放标准
2 船用燃料
GB/T17411-2012 Marine fuel oils
GB 252-2011 General Diesel Fuels
2 船用燃料
我国现行国标GB252-2011《普通柴油》，规定自2013年7月1日起，普 通柴油硫含量不大于0.035%ppm（此前限值为0.2%）。
我国现行的船用燃料油标准为GB/T 17411-2012《船用燃料油》， （该标准等效于ISO8217：2010）规定了4种馏分燃料油和6种残渣燃 料油。馏分燃料油的硫含量限值为1%到1.5%，残渣燃料油中最常见的 180cst到700cst运动粘度的规格，硫含量限值均为3.5%。
2000年 Tier I 9.8~17g/kWh NOx 2011年 Tier II 7.7~14.4g/kWh NOx
2016年 Tier III ECA 2~3.4g/kWh NOx
NOx排放控制区域（NECA）：
北美区域； 美加勒比海区域。
IMO SOx排放限制
SOx排放控制区域外
硫含量 （% m/m）
3 船机测试方法标准
ISO8178-4:1996《往复式内燃机 排放测量 第4部分：不同用途发动 机的试验循环》 针对不同类型的船机规定了五种测试循环E1～E5。 该标准只是测量方法标准，没有限值要求。 该船机测量循环已被世界上多个国家采用，中国、欧盟、美国、日本、 韩国、土耳其和俄罗斯等国家对船机的测试都采用了ISO8178DE循环。
波罗的海区域； 北海区域（包括英吉利海峡）； 北美区域； 美加勒比海区域。
IMO排放控制区
排放控制区特点：1.发达国家沿海区域；2.ECA逐 年扩大；3.NECA+SECA；
港湾 船舶
远洋 船舶
内河 船舶
近海 船舶
欧盟船用柴油机排放法规
欧洲船机排放法规包括欧盟商用内河船机排放法规2004/26/EC、娱乐 用船机和个人游艇用船机排放法规94/25/EC和三个区域性船机排放条 例。
船用柴油机及气体机 斯特林发动机 船舶动力系统集成 舰船机舱自动化 节能环保装备 能源服务
七一一研究所概况
经过近十年的发展，711所在船舶发动机领域 建立了较为先进的研发条件。
一、前言
1 范围
排放物种类和限值 燃料 测试方法
船舶根据航行区域不同，应遵循 相应的国际或地方性排放法规； 每个法规又有具体的分类限值， 存在差异。