柴油發(fā)電機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)（又稱(chēng)排放法規(guī)）是為實(shí)現(xiàn)大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)柴油發(fā)電機(jī)污染物排放作出的限制，其作用是直接控制柴油發(fā)電機(jī)刊下出的污染物刊下放量，以防止大氣污染。為了控制發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放污染，許多國(guó)家都制定了相應(yīng)的環(huán)保法規(guī)和排放污染物防治的技術(shù)政策，以及控制污染物排放的技術(shù)監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)。
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一、國(guó)外的排放標(biāo)準(zhǔn)
從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，世界各國(guó)及地區(qū)相繼以法規(guī)形式對(duì)柴油發(fā)電機(jī)排放物予以強(qiáng)制性限制。具有代表性的國(guó)際三大排放體系（美國(guó)、日本和歐洲）分別制定了分階段的柴油發(fā)電機(jī)排放限值。目前，各國(guó)排放法規(guī)中對(duì)排放測(cè)試裝置、取樣方法、分析儀器等方面，大都取得了一致，而且各國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)不斷嚴(yán)格的趨勢(shì)也是一致的。但測(cè)試規(guī)范（車(chē)輛的行駛工況或柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)工況組合方案）和排放量限值仍有很大差異。
在發(fā)動(dòng)機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)中分為兩個(gè)部分。一部分是道路排放標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)道路用發(fā)動(dòng)機(jī)，如轎車(chē)、卡車(chē)等。另一部分是非道路排放標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)非道路用發(fā)動(dòng)機(jī)的排放而制定的。所謂非道路用機(jī)動(dòng)設(shè)備是各種工程機(jī)械設(shè)備、工程車(chē)輛、艦船和發(fā)電機(jī)組等的總稱(chēng)。
二、美國(guó)非道路用柴油機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)
據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)每年非道路用發(fā)動(dòng)機(jī)排放的氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）和顆粒物(PM)等有害物質(zhì)的總量與道路用車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的年排放總量相當(dāng)，美國(guó)是世界上控制非道路用柴油發(fā)電機(jī)尾氣排放最早的國(guó)家。美國(guó)國(guó)家環(huán)保局，簡(jiǎn)稱(chēng)EPA)從1990年開(kāi)始著手研究和限制非道路用柴油發(fā)電機(jī)的尾氣排放問(wèn)題。1998年8月27日，EPA簽署了40 CFR PART89法規(guī)，規(guī)定了非道路用柴油發(fā)電機(jī)第一、第二、第三階段排放標(biāo)準(zhǔn)。40 CFR PART1039是美國(guó)非道路用柴油發(fā)電機(jī)第四階段的排放標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)從2008年分功率段逐步開(kāi)始實(shí)施，從2008年到2014年是本標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)渡期，過(guò)渡期內(nèi)有相應(yīng)限值要求，2014年以后，正式實(shí)施第四階段限值要求。Tier1~Tier4,各功率段排放限值及具體實(shí)施時(shí)間。Tier4在過(guò)渡期相比Tier3只是加嚴(yán)了NOX的排放限值，過(guò)渡期結(jié)束后又加嚴(yán)了顆粒物的限值要求，這樣既給企業(yè)留出了足夠的時(shí)間進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)，也避免了直接到第四階段造成的產(chǎn)品價(jià)格激增。
三、非道路用柴油機(jī)排放限值表
1、《非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)I、II階段）》 （GB20891-2007）標(biāo)準(zhǔn)，非道路移動(dòng)機(jī)械用功率小于560kW的柴油機(jī)；額定凈功率不超過(guò)37kW，用于船舶驅(qū)動(dòng)的，可參考本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)排氣污染物中的CO、HC、NOX、PMD的比排放量第II階段如表1。
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表1 非道路移動(dòng)機(jī)械裝用柴油機(jī)排氣污染物限值（第II階段） |
|||||
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額定凈功率（Pmax）
（kW）
|
CO (g/kWh)
|
HC (g/kWh)
|
NOX (g/kWh)
|
HC+ NOX (g/kWh)
|
PM
(g/kWh)
|
|
130WPmaxW560
|
3.5
|
1.0
|
6.0
|
——
|
0.2
|
|
75WPmax<130
|
5.0
|
1.0
|
6.0
|
——
|
0.3
|
|
37WPmaxV75
|
5.0
|
1.3
|
7.0
|
——
|
0.4
|
|
18WPmax<37
|
5.5
|
1.5
|
8.0
|
——
|
0.8
|
|
8WPmax〈18
|
6.6
|
——
|
——
|
9.5
|
0.8
|
|
0<Pmax<8
|
8.0
|
——
|
——
|
10.5
|
1.0
|
2、《非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)三、四階段）》
本標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)《非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)I、Ⅱ階段）》（GB 20891-2007）的修訂。修訂的主要內(nèi)容如下∶
—— 加嚴(yán)了污染物排放限值；
—— 增加了瞬態(tài)試驗(yàn)循環(huán)（NRTC）；
—— 增加了560kW以上柴油機(jī)的控制要求；
—— 優(yōu)化了一致性檢查的判定方法；
—— 增加了排放控制耐久性要求；
—— 增加了催化轉(zhuǎn)化器載體體積和貴金屬含量的試驗(yàn)要求；
——修訂了試驗(yàn)用基準(zhǔn)柴油的技術(shù)要求。
具體限值見(jiàn)表2：
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表2 非道路用柴油機(jī)排氣污染物排放限值
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||||||
|
階段
|
額定凈功率 (Pmax) (kW)
|
CO
(g/kWh)
|
HC
(g/kWh)
|
NOx
(g/kWh)
|
HC+ NOx
(g/kWh)
|
PM
(g/kWh)
|
|
第三 階段
|
Pmax >560
|
3.5
|
——
|
——
|
6.4
|
0.20
|
|
130<Pmax<560
|
3.5
|
——
|
——
|
4.0
|
0.20
|
|
|
75<Pmax<130
|
5.0
|
——
|
——
|
4.0
|
0.30
|
|
|
37<Pmax<75
|
5.0
|
——
|
——
|
4.7
|
0.40
|
|
|
Pmax V 37
|
5.5
|
——
|
——
|
7.5
|
0.60
|
|
|
第四 階段
|
Pmax >560
|
3.5
|
0.40
|
3.5, 0.67 ⑴
|
——
|
0.10
|
|
130<Pmax<560
|
3.5
|
0.19
|
2.0
|
——
|
0.025
|
|
|
75<Pmax<130
|
5.0
|
0.19
|
3.3
|
——
|
0.025
|
|
|
56<Pmax<75
|
5.0
|
0.19
|
3.3
|
——
|
0.025
|
|
|
37<Pmax<56
|
5.0
|
——
|
——
|
4.7
|
0.025
|
|
|
Pmax<37
|
5.5
|
——
|
——
|
7.5
|
0.60
|
|
|
(1)適用于可移動(dòng)式發(fā)電機(jī)組用Pmax>900kW的柴油機(jī)。
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||||||
四、國(guó)三排放標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)二的區(qū)別
對(duì)以上非道路用柴油機(jī)國(guó)三標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)二、國(guó)一進(jìn)行對(duì)比可知第三階段有如下變化：
1、 加嚴(yán)了污染物的排放限值
本標(biāo)準(zhǔn)限值要求與我國(guó)第II階段限值對(duì)比見(jiàn)表3。
表3 非道路第II和第III階段限制比較
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額定凈功率（Pmax）
（kW）
|
CO
（g/kWh）
|
THC
（g/kWh）
|
NOx
（g/kWh）
|
THC+NOx
（g/kWh）
|
PM
（g/kWh）
|
|||||
|
|
II
|
III
|
II
|
III
|
II
|
III
|
II
|
III
|
II
|
III
|
|
130≤Pmax≤560
|
3.5
|
3.5
|
1.0
|
/
|
6.0
|
/
|
/
|
4.0
|
0.2
|
0.2
|
|
75≤Pmax＜130
|
5.0
|
5.0
|
1.0
|
/
|
6.0
|
/
|
/
|
4.0
|
0.3
|
0.3
|
|
37≤Pmax＜75
|
5.0
|
5.0
|
1.3
|
/
|
7.0
|
/
|
/
|
4.7
|
0.4
|
0.4
|
|
19≤Pmax＜37
|
5.5
|
5.5
|
1.5
|
/
|
8.0
|
/
|
/
|
7.5
|
0.8
|
0.6
|
|
8≤Pmax＜19
|
6.6
|
6.6
|
/
|
/
|
-
|
/
|
9.5
|
7.5
|
0.8
|
0.8
|
|
Pmax＜8
|
8.0
|
8.0
|
/
|
/
|
/
|
/
|
10.5
|
7.5
|
1.0
|
0.8
|
從上表中我們可以看出：各功率段污染物的主要變化在THC+NOx，THC+NOx降低幅度約30%-40%，CO沒(méi)有任何變化，PM只有19≤Pmax＜37 和Pmax＜8功率段有所降低，降低幅度分別為25%和20%。
我國(guó)19kW以下機(jī)型數(shù)量巨大，且排放水平低，污染物分擔(dān)率占到了非道路用移動(dòng)機(jī)械的90%以上，需要重點(diǎn)控制。
2、 增加了耐久性的技術(shù)要求
引進(jìn)了有效壽命的概念，有效壽命即保證非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)及其排放控制系統(tǒng)（如有）的正常運(yùn)轉(zhuǎn)并符合有關(guān)氣態(tài)污染物和顆粒物排放限值，且已在型式核準(zhǔn)時(shí)給予確認(rèn)的使用時(shí)間。詳細(xì)要求見(jiàn)表4：
表4 耐久性時(shí)間要求
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柴油機(jī)功率段
（kW）
|
轉(zhuǎn)速
|
有效壽命
（h）
|
允許最短試驗(yàn)時(shí)間
（h）
|
|
Pmax≥37
|
任何轉(zhuǎn)速
|
8000
|
2000
|
|
19≤Pmax＜37
|
非恒速
|
5000
|
1250
|
|
恒速＜3000
|
|||
|
恒速≥3000
|
3000
|
750
|
|
|
Pmax＜19
|
任何轉(zhuǎn)速
|
560kW以上的柴油機(jī)主要應(yīng)用于大型的礦山機(jī)械、發(fā)電機(jī)組等。雖然數(shù)量較小，但考慮到污染物總量減排的需要，也應(yīng)對(duì)其進(jìn)行控制。
4、 增加了后處理系統(tǒng)的貴金屬檢測(cè)要求
催化轉(zhuǎn)化器的貴金屬含量與柴油機(jī)污染物的排放密切相關(guān)，對(duì)其加強(qiáng)檢查，有利于柴油機(jī)污染物排放控制。
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