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柴油发电机排放仪器测试前校准检查 |
摘要：柴油发电机废气成分的测量主要包括对废气中氮氧化物（NOx），一氧化碳（CO），二氧化碳（CO2），碳氢化合物（HC）和氧（O2）的测量，适用的测量原理分别是化学发光法（CLD测量NOx）、不分光红外分析（NDIR测量CO和CO2）、加热式氢火焰离子化分析（HFID测量HC）和顺磁分析法（PMD测量O2）。依照法规要求完成柴油发电机废气成分测量时，仪器装配应先经校准，并用标准气体检查校准曲线，以保证测量结果的正确性，而当排气取样时应使用相同的气体流量。因而完成对测试仪器的校准检查是测试前的必要工作。
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尾气排放检测仪 |
一、实验要求
根据GB17691－2001《压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法》、《MARPOL73/78防污染公约》附则VI“防止船舶造成空气污染规则”和中国船级社（CCS）“船用柴油发电机氮氧化物排放试验及检验指南”的规定，另参考了ISO 8178规范完成测试仪器的曲线校准。本实验通过对测试仪器的校准，使学生熟悉排放测量前相关准备工作，了解测试对象及测试要求，熟悉气体排放测量原理。校准结束后制定各分析单元的校正曲线并提交校准报告。
二、实验所用设备与仪器
发动机废气分析仪（MEXA-1500D）、气体分配器（GAS DIVIDER700）、臭氧发生器、连接气管和接头、各种工作气体（包括纯净空气；高纯氧浓度99.999％；高纯氮浓度99.999％；氢气浓度40％载气为氦气）、各种标准气体（NOx浓度1600~2000ppm；CO-CO2浓度分别为800~1000ppm，15~16％；C3H8浓度1400~1660ppm）。
三、实验步骤
（1）实验前排放测试仪要充分预热，预热至少2小时；检查仪器各显示温度正常，加热部分191 OC，冷凝部分5OC
（2）针对单一测试单元，用连接管及接头连接标准气体、气体分配气和稀释用纯净气体到测量单元进气入口；
（3）校准仪器零位和满刻度；
（4）调节气体分配器刻度，提供测试单元不同浓度的气体，分别读数并记录；
（5）更换测试单元，通入相应气体完成各测量单元测试；
（5）接通干燥纯净气体对测量仪器管路和气体分配器进行清洗；
（7）整理试验室，以备下次测量。
四、实验数据的整理
1、分析仪校准曲线应通过至少5个尽可能间隔均匀的校准点（不包括零）来制定，最高名义浓度应大于或等于满刻度的90%；
2、校准曲线用最小二乘法计算，如果所得到的多项式次数大于3，校准点（包括零）的数目应至少等于多项式次数加2；
3、校准曲线与每个校准点的名义值的差异应不超过±2%，并在零位时应不超过满刻度的±1%；
4、根据校准曲线与每个校准点可以验证校准进行的正确性。分析仪的不同特性参数应予指出，特别是：
（1）测量范围；
（2）灵敏度；
（3）进行校准的日期。
5、低于满刻度的15%的校准：
（1）分析仪的校准曲线应通过至少10个间隔开的校准点（不包括零）来制定，使得50%的校准点在满刻度的10%以下；
（2）校准曲线应采用最小二乘法计算。校准曲线与每个校准点的名义值的差异不超过±4%，且在零位时不超过满刻度的±1%。
五、试验结果
柴油机NOx排放是柴油发动机污染物中最具潜在污染性的主要污染物之一，是影响大气环境质量的关键污染物之一。柴油机NOx排放影响因素的研究是柴油机NOx排放限制的关键技术。本文通过对康明斯某型柴油发电机实验研究，系统地分析了影响NOx排放的机械因素（机械动力系统、燃料系统、进口压力和燃烧过程），以及控制NOx排放的气体处理技术（SCR催化剂和NOx储存催化剂）。
实验研究表明，机械动力系统对柴油机NOx排放具有显著影响。特别是空气流量、空气燃料比、进气源温度、排气涡轮增压压力和凝结温度对NOx排放影响显著。燃料系统对NOx排放的影响体现在燃油喷射时间、喷射量和喷射角度的精确控制上，进口压力和燃烧过程对NOx排放的影响体现在进口空气抽吸和燃烧过程控制上。因此，要降低柴油机NOx排放，需要从机械动力系统、燃料系统和进口压力和燃烧过程控制等多方面入手，提高机械动力系统和燃料系统性能，实现规范控制。
此外，实验结果表明，气体处理技术对NOx排放具有重要影响。SCR催化剂具有良好的NOx氧化性能，可以有效降低NOx排放浓度；NOx储存催化剂具有良好的NOx脱硝能力，可以提高脱硝效率，同时可以有效降低NOx排放量。因此，适当使用双重技术可以进一步改善柴油机NOx排放性能。
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