保證透射式煙度計采樣數(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)動車排氣污染管理處 劉 宏 陳 云

保證透射式煙度計采樣數(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)動車排氣污染管理處 劉 宏 陳 云

一、我國機(jī)動車排放現(xiàn)狀

機(jī)動車排放已成為我國空氣污染的重要來源，是造成灰霾、光化學(xué)煙霧污染的重要原因，機(jī)動車污染防治的緊迫性日益凸顯。

目前，國內(nèi)除一些一二線大城市的市內(nèi)公交車輛已更換為天然氣燃料或電力發(fā)動機(jī)外，幾乎所有重型貨運(yùn)車輛、長途客運(yùn)車輛、農(nóng)用車、公交車等均為柴油驅(qū)動。此外，國內(nèi)尚有相當(dāng)數(shù)量的柴油私家車。柴油車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，黑煙有臭味并會形成煙霧。

由于柴油機(jī)的燃料噴射是在燃燒開始前的瞬間進(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，使排氣無煙，但是如果汽缸內(nèi)空氣不足，混合過程進(jìn)行緩慢，那么由于膨脹行程開始而使溫度下降，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凝聚變大，成為碳煙排出。當(dāng)車輛在大負(fù)荷(如加速、爬坡、超負(fù)荷)時，由于燃燒室溫度高，噴入的燃料多，混合汽分布不均勻，就會不可避免地出現(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)動車排放的PM2.5細(xì)微顆粒物，有大約80%來自柴油車，這類車在中國總體機(jī)動車中所占比例不到五分之一。

正因為如此，柴油車排放檢測形勢嚴(yán)峻，控制柴油車尾氣排放刻不容緩。

二、柴油車排放檢測方法

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB3847-2005的規(guī)定，采用自由加速狀態(tài)下測量在用柴油車排氣污染物的方法，對于車輛有負(fù)載時的排放情況難于反映出來。

加載減速工況法(Lug-down)是一種在模擬車輛負(fù)載運(yùn)行時測量柴油車排氣可見污染物的方法，該方法在3個加載工況點(diǎn)測試煙度，能較真實客觀地評價在用柴油車的污染物排放水平。該方法使用透射式煙度計(如MQY-200)檢驗柴油車的排放情況。

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

三、檢測站實際檢車情況

由于多種原因，造成我國檢測站在實際檢車時，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的采樣槍探頭深入排氣管內(nèi)，導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)偏低，未達(dá)到篩選出高污染車輛(冒黑煙等)的目的。由于現(xiàn)場檢測環(huán)境的限制(柴油車排氣管大多在車輛的中下部)，現(xiàn)有監(jiān)管措施(如攝像頭)無法監(jiān)控是否將探頭插入排氣管的規(guī)定位置，現(xiàn)設(shè)計一種基于排煙溫度采樣的方法來判斷是否正確操作的裝置。

四、采樣系統(tǒng)監(jiān)測裝置

MQY-200透射式煙度計(又稱不透光煙度計)采用特殊改造后的采樣管測量柴油車煙氣溫度。由于柴油車從排氣管排出的氣體在經(jīng)過1.5～3.5米長的采樣管后，溫度基本冷凝到與環(huán)境溫度相同，為了準(zhǔn)確測量廢氣溫度，將傳感器的安裝位置移至采樣管中，來測量通過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米長的金屬軟管、一個煙氣溫度探頭、若干導(dǎo)線及護(hù)線套組成。其使用原理是通過對排氣管排出氣體溫度的測試，控制采樣系統(tǒng)探頭是否插入排氣管。

圖2 為采機(jī)槍實物，如圖所示，煙氣溫度傳感器安裝在金屬采樣軟管的一個出口處，使用螺釘緊固在金屬采樣軟管內(nèi)壁上，再使用護(hù)線套將導(dǎo)線從采樣管內(nèi)穿過，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，以此來測量通過采樣槍的煙氣溫度。

五、現(xiàn)場車輛測試數(shù)據(jù)

由于檢測站在實際檢測時，車輛一輛接一輛，為準(zhǔn)確得到實際排煙溫度，把檢測前采樣槍內(nèi)溫度傳感器的溫度和檢測中的溫度進(jìn)行對比可以檢驗溫度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性(表1)。

表1 檢測前與檢測中采樣槍傳感器溫度對比