排放测量(自学内容)课件.ppt
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- 排放 测量 自学 内容 课件
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1、一、内燃机排气污染物的取样系统一、内燃机排气污染物的取样系统(一)定容取样系统(一)定容取样系统(CVSCVS:Constant Volume SamplingConstant Volume Sampling)我国现行排放法规规定的测试方法:我国现行排放法规规定的测试方法:汽车汽车-轻型汽车测试方法(用底盘测功机控制)轻型汽车测试方法(用底盘测功机控制)重型汽车受测功机的影响,采用内燃机排放测试方法重型汽车受测功机的影响,采用内燃机排放测试方法 排放法规规定使用定容采样的原因:排放法规规定使用定容采样的原因:排气污染物测试循环的需要排气污染物测试循环的需要 袋式采样取均值的方法,污染物会发生物
2、理、化学变化,影袋式采样取均值的方法,污染物会发生物理、化学变化,影响精度。采用模拟汽车排气进入大气扩散的响精度。采用模拟汽车排气进入大气扩散的CVS稀释采样。稀释采样。内燃机内燃机点燃式内燃机测试法方法(点燃式内燃机测试法方法(9-工况法)工况法)压燃式内燃机测试法方法(压燃式内燃机测试法方法(13-工况法)工况法)循环号循环号工况序号工况序号模拟工况名模拟工况名负荷百分数负荷百分数工况时间,工况时间,S S加权系数加权系数WfWf转速,转速,r rminmin 1 1怠速怠速-60600.2320.232厂标厂标2 2等速等速252560600.0770.077200020003 3加速加
3、速555560600.1470.147200020004 4等速等速252560600.0770.077200020005 5减速减速101060600.0570.057200020006 6等速等速252560600.0770.077200020007 7高负荷高负荷909060600.1130.113200020008 8等速等速252560600.0770.077200020009 9挂档滑行挂档滑行-60600.1430.14320002000 1010等速等速252560600.0770.077200020001111加速加速555560600.1470.14720002000121
4、2等速等速252560600.0770.077200020001313减速减速101060600.0570.057200020001414等速等速252560600.0770.077200020001515高负荷高负荷909060600.1130.113200020001616等速等速252560600.0770.077200020001717挂档滑行挂档滑行-60600.1430.143200020001818怠速怠速-60600.2320.232厂标厂标市区循环市区循环郊区循环郊区循环 1 1、CVSCVS的结构和工作原理的结构和工作原理 微粒测量系统微粒测量系统DAF-稀释空气过滤器F-
5、过滤器S1S4取样探头取样探头SP-取样泵取样泵FC-流量控制器流量控制器FL-流量计流量计QV-快速作用阀快速作用阀QF-快接管接头快接管接头HE-换热器换热器CS-旋风分离器旋风分离器CF-积累流量计CFV-临界流文丘里管DEP-稀释排气抽气泵稀释排气抽气泵TS-温度传感器温度传感器HF-加热过滤器加热过滤器式中:-污染物i的排放量(g/km);-标准状态下的稀释排气体积(L);21205.0mmm1mmf1m2mfm21205.0mmm12mm 21mmmfdkVMiHidgi/iMdgV -标准状态下污染物标准状态下污染物i的密度(的密度(g/L););-用于计算用于计算NOx的排放量
6、湿度修正系数;的排放量湿度修正系数;-稀释排气中污染物稀释排气中污染物i的体积分数;的体积分数;-车辆在测试循环中实际的行驶距离(车辆在测试循环中实际的行驶距离(km);取样袋中污染物取样袋中污染物i的校正体积分数为:的校正体积分数为:式中:式中:-稀释排气中实测污染物稀释排气中实测污染物i的体积分数;的体积分数;-稀释空气中实测污染物稀释空气中实测污染物i的体积分数;的体积分数;-测试用稀释风道稀释比。测试用稀释风道稀释比。iHkidDRdaidgii/11dgidaiDR标准状态下各种污染物的密度污染物污染物COHCNO2常规燃料常规燃料LPGCNG密度(密度(g/L)1.250.6190
7、.6490.7142.05NONOx x的湿度校正系数为:的湿度校正系数为:式中:式中:-环境空气绝对湿度环境空气绝对湿度gg(水)(水)/kg/kg(干空气)(干空气)-环境空气的相对湿度(环境空气的相对湿度(%)-环境温度下的饱和蒸汽压(环境温度下的饱和蒸汽压(kPakPa)-环境大气压力(环境大气压力(kPakPa)swBswHpppHHk/62171.100329.01/1HswpBp(2)压燃式内燃机)压燃式内燃机 压燃式内燃机的HC排放不能用取样袋收集,用加热型的氢火焰离子化检测器HFID直接测量。式中:-HFID纪录曲线;-稀释排气中测得的平均HC量;12/21ttdtttdgH
8、CdgHCdtttdgHC21dgHC(二)适合(二)适合ICEICE稳态测试循环要求的气体污染物直接采样系统稳态测试循环要求的气体污染物直接采样系统 目前我国的内燃机排放法规中,火花点燃式内燃机采用目前我国的内燃机排放法规中,火花点燃式内燃机采用9-9-工工况稳态循环,柴油机采用况稳态循环,柴油机采用13-13-工况稳态循环。在稳态循环时,工况稳态循环。在稳态循环时,一般采用直接采样测量内燃机的气体污染物排放量。一般采用直接采样测量内燃机的气体污染物排放量。内燃机在台架上稳态运行,分析样气直接从排气管抽取。污内燃机在台架上稳态运行,分析样气直接从排气管抽取。污染物浓度高,测量精度也比较高。染
9、物浓度高,测量精度也比较高。THCTHC的测量:用保持的测量:用保持180180200200的加热型氢火焰离子化检测的加热型氢火焰离子化检测器器HFID检测。检测。NOx测量:用温度保持测量:用温度保持95200的加热型化学发光分析仪的加热型化学发光分析仪HCLA测量。测量。CO和和CO2脱水处理后,用不分光红外分析脱水处理后,用不分光红外分析NDIR。PFPF-加热型粗滤器加热型粗滤器HFHF-加热型过滤器加热型过滤器P P-取样泵取样泵SLSL-取样管取样管TS-TS-温度计温度计PG-PG-压力表压力表ZG-ZG-调零气体调零气体PRPR-压力调节阀压力调节阀QV-QV-快速作用阀快速作
10、用阀FM-FM-流量计流量计B B-冷凝脱水槽冷凝脱水槽HSLHSL-加热型取样管加热型取样管HOHO-恒温加热炉恒温加热炉C-NO2-NOC-NO2-NO转化器转化器NVNV-调节针阀调节针阀直接采样系统直接采样系统COCO分析分析NONOx x分析分析THCTHC分析分析污染物比排放计算污染物比排放计算污染物的质量流量:式中:-污染物i的质量流量(g/h);-内燃机排气湿基体积流量(L/h);-进气湿基体积流量(L/h);-燃油的质量流量(g/h)。-标准状态下污染物i的浓度;-NOx湿度修正系数;-排气中污染物i的湿基体积分数。iwHTiVgwnikqqniqVgwqmjVawVgwgq
11、q77.0VawqmfqiHTkiw 用用HFID测量测量HC,不除水,不除水,HC测得的是湿基测得的是湿基 ;用;用NDIR测量测量CO,除水,测得的,除水,测得的CO为干基为干基 。干湿基换算基准:干湿基换算基准:NONOx x湿度修正系数:湿度修正系数:式中:式中:H-进气绝对湿度;进气绝对湿度;T-进气温度(进气温度(K);-干空气的进气质量流量(干空气的进气质量流量(g/h)。)。比排放量计算公式:比排放量计算公式:madmfdwqq/85.11madqHCwCOdmadmfmadmfHTqqBqqATBHAk/209.000954.0/309.00266.030271.101/1j
12、jejjjmijiWFPWFqBS131131/(三)稀释采样系统(三)稀释采样系统 美国的排放法规和欧美国的排放法规和欧排放法规,均加入了瞬态工况。在此排放法规,均加入了瞬态工况。在此种情况下,不能采用直接采样,法规要求使用稀释采样系统。种情况下,不能采用直接采样,法规要求使用稀释采样系统。THCTHC、NOx、CO的体积分数,在稀释风道中连续测量,测试的体积分数,在稀释风道中连续测量,测试循环中的平均体积分数,用分析仪信号的积分确定。循环中的平均体积分数,用分析仪信号的积分确定。稀释采样系统包括全硫稀释采样系统(稀释采样系统包括全硫稀释采样系统(FFDSS,Full Flow Diluti
13、on Sampling System)和分流稀释采样系统)和分流稀释采样系统(Partial Flow Dilution Sampling System)。)。1、全流稀释采样系统、全流稀释采样系统DAF-DAF-稀释空气过滤器;稀释空气过滤器;DP-DP-稀释空气泵;稀释空气泵;FM-FM-流量计;流量计;SDT-SDT-次级稀释风道;次级稀释风道;FH-FH-滤纸保持器;滤纸保持器;BV-BV-快速作用阀;快速作用阀;PSP-PSP-部分采样管;部分采样管;PDT-PDT-初级稀释风道;初级稀释风道;TC-TC-温度控制器;温度控制器;PTT-PTT-微粒传输管;微粒传输管;PSS-PSS
14、-微粒采样系统;微粒采样系统;PDP-PDP-容积泵;容积泵;SB-SB-采样风机。采样风机。全流稀释采样系统全流稀释采样系统初级稀释系统初级稀释系统次级稀释次级稀释系统系统微粒比排放量计算:微粒比排放量计算:测试循环的微粒总排放量:测试循环的微粒总排放量:式中:式中:-测试循环的微粒中排放量(测试循环的微粒中排放量(g);-采样滤纸收集到的微粒质量(采样滤纸收集到的微粒质量(g);-稀释排气的质量流量(稀释排气的质量流量(kg/h);-微粒样气的质量流量(微粒样气的质量流量(kg/h)。)。柴油机微粒比排放量为:柴油机微粒比排放量为:-工况点工况点j的有效功率(的有效功率(kW););-工况
15、点工况点j的持续时间(的持续时间(h)。)。msmdgfPMqqmm/PMmfmmsqejPjtmdgqjejpmPMtPmBS/欧洲的十三工况测量时,可用十三张滤纸分别测量,计算微欧洲的十三工况测量时,可用十三张滤纸分别测量,计算微粒比排放量:粒比排放量:131131/jjejjjPMjPMWFPWFmBS2、分流稀释采样系统、分流稀释采样系统 全流稀释采样系统的缺点:设备庞大、笨重、占地面积大、全流稀释采样系统的缺点:设备庞大、笨重、占地面积大、测试功耗大。法规规定,可以只用体积小、价格低的分流测试功耗大。法规规定,可以只用体积小、价格低的分流稀释采样系统。稀释采样系统。按照对稀释排气的采
16、样,可分为全采样和部分采样系统。按照对稀释排气的采样,可分为全采样和部分采样系统。采样系统不同,相应的微粒计算有一定差距。采样系统不同,相应的微粒计算有一定差距。分流稀释系统分流稀释系统 DAF-DAF-稀释空气过滤器稀释空气过滤器 FC-FC-流量控制器流量控制器 PSS-PSS-微粒采样系统微粒采样系统 FM-FM-流量计流量计 GFM-GFM-排气流量计排气流量计 PSP-PSP-微粒采样管微粒采样管 DO-DO-孔板式流量计孔板式流量计 DT-DT-稀释风道稀释风道 PTT-PTT-微粒传输管微粒传输管 EP-EP-排气管排气管 BV-BV-快速作用阀快速作用阀 VN-VN-文丘里管文
17、丘里管 EGA-EGA-废气分析仪废气分析仪 DP-DP-稀释空气泵稀释空气泵二、气体污染物的测量二、气体污染物的测量三种气体分别采用不同的测量方法:三种气体分别采用不同的测量方法:CO和和CO2分析采用不分光红外分析仪分析采用不分光红外分析仪NDIR(Nodispersive Infrared Analyzer)THC分析采用氢火焰离子化分析仪分析采用氢火焰离子化分析仪FID(Flame Ionization Detector)NOx分析采用化学发光法分析采用化学发光法CLA(Chemiluminescent Analyzer 当从当从THC中分离中分离CH4时,采用气相色谱时,采用气相色谱
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