CC BY
10ш
•'»в
Транспорт на КПГ
Об измерениях нормируемых компонентов в отработавших газах ДВС автомобиля
А.А. Вишневский,
технический директор ООО «Экоэнерготехника», М.М. Климов,
директор представительства в России фирмы «1^11» (Германия)
С точки зрения экологии двигатели внутреннего сгорания (ДВС), работающие на природном газе, имеют ряд преимуществ перед бензиновыми или дизельными двигателями. Так, метан лучше смешивается с воздухом, значит, качество сгорания лучше. А работа в режиме обедненной смеси тоже является плюсом по части экологичности.
В связи с этим увеличение применения компримированного природного газа (КПГ) в качестве моторного топлива на автотранспорте - процесс объективный. Необходимо только решить ряд важных вопросов, в основном, организационных. Во-первых, это создание инфраструктуры (сети заправочных станций, автосервисов и т. д.), снижение стоимости оборудования и его установки. Во-вторых, необходимо создать новое поколение ДВС, разработанных специально под КПГ.
Например, замеры на автомобилях ВАЗ-21703 «Лада Приора» (Россия), «Фольксваген Кадди», «Мерсе-
дес» В класса (Германия), автобусах «ДЭУ» (Республика Корея), которые были разработаны и изготовлены на заводах для использования КПГ, показали следующие выбросы: СО не более 100-150 млн-1, суммарных углеводородов СхНу (калибровка по метану СН4) не более 140 млн-1, N0 не более 10 млн-1, N0., не более 8 млн-1.
Следует отметить, что проведение корректных измерений на автотранспорте, работающем на КПГ, также является пока нерешенной проблемой.
Дело в том, что в настоящее время в России нет полного ГОСТа для проведения таких измерений.
Выбросы отработавших газов автомобилей, оснащенных ДВС, работающих на газе, по параметрам СО (угарный газ) и СН (суммарные углеводороды) определяются по ГОСТ Р 17.2.2.06-99. В п. 4 данного ГОСТа приведена таблица, которая публикуется ниже.
СНГ - сжиженный нефтяной газ (СУГ)
По требованиям к оборудованию по контролю выбросов ГОСТ Р 17.2.2.06-99 в п. 5.1.3 ссылается на приложение 2 ГОСТ 17.2.2.0387, который утратил свой статус в РФ с 1 января 2004 г. Вместо ГОСТ 17.2.2.03-87 с 2004 г. действует ГОСТ Р 52033-2003, где в приложении Б в п. Б.1.1 указано, что для измерения содержания нормируемых компонентов в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями, не оснащенными системами нейтрализации, что подразумевается приведенной ниже таблицей ГОСТа Р 17.2.2.06-99, используются двухканальные газоанализаторы, предназначенные для измерения содержания оксида углерода (СО) и углеводородов (СН) в пересчете на гексан.
Частота Оксид углерода, объемная доля, % по видам моторного топлива Углеводороды, объемная доля, млн-1 по видам моторного топлива и рабочему объему Оксид углерода, объемная доля, % по видам моторного топлива Углеводороды, объемная доля, млн-1 по видам моторного топлива и рабочему объему
вращения коленчатого вала СНГ КПГ для двигателей с рабочим объемом, дм3 СНГ дКоП Г для двигателей с рабочим объемом, дм3
двигателя до 3 включ. св. 3 до 3 включ. до 3 включ.
СНГ КПГ СНГ КПГ СНГ КПГ СНГ КПГ
Для автомобилей, выпущенных до 01.07.2000 г. Для автомобилей, выпущенных после 01.07.2000 г.
Птп п пов 3,0 2,0 3,0 2,0 1000 600 800 600 2200 900 2000 850 3,0 2,0 2,0 1,5 1000 600 700 400 2200 900 1800 750
Примечание. Частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу птПп и ппов устанавливают в технических условиях и инструкции по эксплуатации автомобилей. Если эти значения не установлены, при проверках принимают птП = (800 ± 50) мин-1, птП = (3000 ± 10) мин-1
ЯИИНВР !Щ"Ц ^ ФЧР 01 ЩЩ «Транспорт на альтернативном топливе» № 6 (6) ноябрь 2008 г.
Транспорт на КПГ
ы
В п. Б.1.2 указывается, что для измерения состава СО, СН и СО2 в отработавших газах следует применять газоанализаторы непрерывного действия, принцип действия которых основан на инфракрасной спектроскопии. В этом заложена ошибка, так как в ГОСТе Р 17.2.2.06-99 не указано, по какому типу углеводорода должен быть откалиброван анализатор или на какой компонент производить пересчет.
ГОСТ Р 52033-2003 рассчитан на бензиновые двигатели, поэтому газоанализатор должен производить измерения СН в пересчете на гексан (СН,„). Понятно, что изме-
6 14
рять выбросы ДВС, работающего на природном газе, в пересчете на гексан неразумно, так как в результате химического недожога не может образоваться молекула гекса-на (С6Н14) из молекул метана (СН4). Поэтому для контроля выбросов ДВС, работающего на природном газе, нужно применять газоанализатор, калиброванный по метану
и лучше именно калиброванный, а не производящий пересчет на метан.
П. Б.1.12 допускает применение газоанализаторов для контроля СО, СН и СО2, основанных на других принципах измерения. Так, для определения концентрации суммарных углеводородов разрешен метод пламенной ионизации. Прибор при этом также должен быть откалиброван по метану. Метод пламенной ионизации основан на ионизации атомов углерода в водородном пламени, эффективность ионизации прямо пропорциональна концентрации атомов углерода, следовательно прибор, калиброванный по гексану (С6Н14), при измерении объемной концентрации метана будет занижать показания в шесть раз!
ООО «ВНИИГАЗ» использует для экологического контроля автомобилей на метане промышленный газоанализатор фирмы «MRU» (Германия) «VARIO PLUS Industrial». Это переносной газоанализатор,
который может работать непрерывно в полустационарном режиме до трех суток. Прибор оснащается датчиками, основанными на методе инфракрасной спектроскопии, а также электрохимическими датчиками, что позволяет измерять широкий спектр компонентов (до 9 газов) при достаточно небольших размерах и массе 8 кг. Комбинация инфракрасных и электрохимических сенсоров позволяет получить минимальные абсолютные и относительные погрешности в широких диапазонах измерений. При этом данный газоанализатор обладает высокой стабильностью измерения за счет встроенного блока осушки пробы с автоматическим удалением конденсата и применения обогреваемой газозаборной линии. Он прекрасно подходит для оперативных замеров и исследований качества работы ДВС на метане.
17-22.09.2008 г. ОАО «Газпром» и ООО «ВНИИГАЗ» проводили автопробег по маршруту Санкт-Петербург - Москва для автомобилей, работающих на КПГ, который стал прологом первого этапа реализации проекта «Голубой коридор». В автопробеге приняли участие специалисты, эксперты, экологи ОАО «Газпром», ООО «ВНИИГАЗ», Национальной газомоторной ассоциации, университета МАДИ и др. Во время автопробега специалистами ООО «ВНИИГАЗ» проводились экологические замеры состава отработавших газов с помощью двух газоанализаторов фирмы «МРи». Эти замеры подтвердили имеющуюся у авторов статистику: только изначально разработанный и качественно изготовленный в заводских условиях ДВС для работы на КПГ отвечает установленным экологическим требованиям.
Таким образом, широкое использование КПГ в качестве газомоторного топлива на автотранспорте в России - это проблема, скорее, не техническая, а организационная.
«Транспорт на альтернативном топливе» № 6 (6) ноябрь 2008 г.
