◆文/浙江浙大鳴泉科技有限公司 吳 勇 楊宏杰

杭州市機(jī)動(dòng)車(chē)排氣污染管理處 劉 宏 陳 云

保證透射式煙度計(jì)采樣數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的新方法

◆文/浙江浙大鳴泉科技有限公司 吳 勇 楊宏杰

杭州市機(jī)動(dòng)車(chē)排氣污染管理處 劉 宏 陳 云

一、我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)排放現(xiàn)狀

機(jī)動(dòng)車(chē)排放已成為我國(guó)空氣污染的重要來(lái)源，是造成灰霾、光化學(xué)煙霧污染的重要原因，機(jī)動(dòng)車(chē)污染防治的緊迫性日益凸顯。

目前，國(guó)內(nèi)除一些一二線(xiàn)大城市的市內(nèi)公交車(chē)輛已更換為天然氣燃料或電力發(fā)動(dòng)機(jī)外，幾乎所有重型貨運(yùn)車(chē)輛、長(zhǎng)途客運(yùn)車(chē)輛、農(nóng)用車(chē)、公交車(chē)等均為柴油驅(qū)動(dòng)。此外，國(guó)內(nèi)尚有相當(dāng)數(shù)量的柴油私家車(chē)。柴油車(chē)的排氣黑煙是一種聚合物，85%以上是碳，還有少量的氧、氫、灰分和一系列多環(huán)芳香烴化合物，黑煙有臭味并會(huì)形成煙霧。

由于柴油機(jī)的燃料噴射是在燃燒開(kāi)始前的瞬間進(jìn)行的，不利于燃料的汽化和混合汽的形成，在燃燒開(kāi)始后，燃燒室內(nèi)還存在大量的油滴群(甚至部分燃料仍在噴入)，這些油滴群處于氧氣不足狀態(tài)中，在燃燒高溫焙烤下碳化形成煙粒子。一般情況下，煙粒子都能在隨后的燃燒中找到空氣而完全燃燒，使排氣無(wú)煙，但是如果汽缸內(nèi)空氣不足，混合過(guò)程進(jìn)行緩慢，那么由于膨脹行程開(kāi)始而使溫度下降，或者煙粒子碰到了冷的汽缸壁而溫度降低，煙粒子則不能燃燒完全并會(huì)凝聚變大，成為碳煙排出。當(dāng)車(chē)輛在大負(fù)荷(如加速、爬坡、超負(fù)荷)時(shí)，由于燃燒室溫度高，噴入的燃料多，混合汽分布不均勻，就會(huì)不可避免地出現(xiàn)局部地區(qū)高溫缺氧，燃油裂解、聚合、碳化，從而形成黑煙。數(shù)據(jù)顯示，機(jī)動(dòng)車(chē)排放的PM2.5細(xì)微顆粒物，有大約80%來(lái)自柴油車(chē)，這類(lèi)車(chē)在中國(guó)總體機(jī)動(dòng)車(chē)中所占比例不到五分之一。

正因?yàn)槿绱?，柴油?chē)排放檢測(cè)形勢(shì)嚴(yán)峻，控制柴油車(chē)尾氣排放刻不容緩。

二、柴油車(chē)排放檢測(cè)方法

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3847-2005的規(guī)定，采用自由加速狀態(tài)下測(cè)量在用柴油車(chē)排氣污染物的方法，對(duì)于車(chē)輛有負(fù)載時(shí)的排放情況難于反映出來(lái)。

加載減速工況法(Lug-down)是一種在模擬車(chē)輛負(fù)載運(yùn)行時(shí)測(cè)量柴油車(chē)排氣可見(jiàn)污染物的方法，該方法在3個(gè)加載工況點(diǎn)測(cè)試煙度，能較真實(shí)客觀(guān)地評(píng)價(jià)在用柴油車(chē)的污染物排放水平。該方法使用透射式煙度計(jì)(如MQY-200)檢驗(yàn)柴油車(chē)的排放情況。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，測(cè)量時(shí)必須保證儀器的采樣槍插入柴油車(chē)排氣管內(nèi)400毫米的深度，這樣才能正確反映車(chē)輛的真實(shí)排煙情況。

三、檢測(cè)站實(shí)際檢車(chē)情況

由于多種原因，造成我國(guó)檢測(cè)站在實(shí)際檢車(chē)時(shí)，可能出現(xiàn)未按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行操作的情況，其中比較嚴(yán)重的是未將透射式煙度計(jì)的采樣槍探頭深入排氣管內(nèi)，導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)偏低，未達(dá)到篩選出高污染車(chē)輛(冒黑煙等)的目的。由于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)環(huán)境的限制(柴油車(chē)排氣管大多在車(chē)輛的中下部)，現(xiàn)有監(jiān)管措施(如攝像頭)無(wú)法監(jiān)控是否將探頭插入排氣管的規(guī)定位置，現(xiàn)設(shè)計(jì)一種基于排煙溫度采樣的方法來(lái)判斷是否正確操作的裝置。

四、采樣系統(tǒng)監(jiān)測(cè)裝置

MQY-200透射式煙度計(jì)(又稱(chēng)不透光煙度計(jì))采用特殊改造后的采樣管測(cè)量柴油車(chē)煙氣溫度。由于柴油車(chē)從排氣管排出的氣體在經(jīng)過(guò)1.5～3.5米長(zhǎng)的采樣管后，溫度基本冷凝到與環(huán)境溫度相同，為了準(zhǔn)確測(cè)量廢氣溫度，將傳感器的安裝位置移至采樣管中，來(lái)測(cè)量通過(guò)探頭前端的煙氣溫度。

采樣槍結(jié)構(gòu)如圖1所示：采樣管由1根2米長(zhǎng)的金屬軟管、一個(gè)煙氣溫度探頭、若干導(dǎo)線(xiàn)及護(hù)線(xiàn)套組成。其使用原理是通過(guò)對(duì)排氣管排出氣體溫度的測(cè)試，控制采樣系統(tǒng)探頭是否插入排氣管。

圖2 為采機(jī)槍實(shí)物，如圖所示，煙氣溫度傳感器安裝在金屬采樣軟管的一個(gè)出口處，使用螺釘緊固在金屬采樣軟管內(nèi)壁上，再使用護(hù)線(xiàn)套將導(dǎo)線(xiàn)從采樣管內(nèi)穿過(guò)，從另一頭穿出后，連接到下位機(jī)的煙氣溫度電氣接口，將煙氣采樣槍和金屬軟管(安裝有煙氣溫度傳感器的一頭)連接，以此來(lái)測(cè)量通過(guò)采樣槍的煙氣溫度。

五、現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛測(cè)試數(shù)據(jù)

由于檢測(cè)站在實(shí)際檢測(cè)時(shí)，車(chē)輛一輛接一輛，為準(zhǔn)確得到實(shí)際排煙溫度，把檢測(cè)前采樣槍內(nèi)溫度傳感器的溫度和檢測(cè)中的溫度進(jìn)行對(duì)比可以檢驗(yàn)溫度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性(表1)。

表1 檢測(cè)前與檢測(cè)中采樣槍傳感器溫度對(duì)比