加装EGCS后船舶废气连续监测系统认可注意事项

2020-08-17 19:47 | 中国船检 船舷内外


从2020年1月1日开始,MARPOL公约附则VI要求船舶使用的燃油硫含量限定至0.50%m/m,越来越多的船东开始对船舶进行改造,加装船舶废气清洗系统(EGCS),而在EGCS中的核心部分就是废气连续监测系统,本文就以废气连续监测系统要求原理及CCS认可中注意事项几个方面,对废气连续监测系统认可要求进行介绍。

产品原理

目前,市场上广泛使用的废气连续测量系统布置都是与MEPC.177(58)附录3中基本一致(来自标准ISO 8178:2006 Part 1),根据测量气体的种类不同,烟气测量系统中配置的气体测量单元也有所差异。以MEPC.177(58)附录3中给出的系统布置为基础,补充了硫氧化物的分析仪,该系统可以对CO2/CO、HC、NO、O2和SOX气体进行在线检测。

图1 废气连续监测系统布置

废气分析系统通常是由原始废气取样管(SP)、加热取样管路(HSL1)、加热的NOX取样管路(HSL2)、加热的预过滤器(HF1,可选)、加热的过滤器(HF2)、加热的取样泵(HP可选)、CO、CO2和O2的取样管路(SL)、转换器(C是催化NO2还原成NO的转换器)、冷却器(B)以及各气体分析仪(SOX、CO2、CO、HC、NO和O2)。基本原理是取样管在废气烟囱中抽取气体,通过加热取样管后对废气进行过滤,然后通过冷却器直接接入CO2/CO、O2和SOX废气分析仪。NOX的测量需要先将NO2转化成NO再通过冷却器接入NO废气分析仪。HC的测量则不需要对气体进行冷确,气体过滤后直接通过伴热管接入HC气体分析仪。

废气连续监测系统的气体分析仪通常集中装配在一个箱体内,即图1中绿色框中部分。

所采用的的传感器类型具体见下表1.

表1 气体种类及相关要求

认可介绍

认可依据和试验项目需要根据废气连续监测系统具体功能选取,本文以同时可以检测NOX、SOX(包括CO2)的产品为例,介绍有关认可事宜。

废气连续监测系统的认可要求源于MEPC.259(68)的5.2条“监测系统应经主管机关认可”,这里的监测系统是指用于方案B中对SOX的连续监测装置;《钢质海船入级规范》第1篇,第3章附录1B/2B的2.7条要求用于船上NOX直接测量的氮氧化物分析仪需经我社审图、认可和产品检验。

1、认可依据

● MEPC.177(58)《船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则修正案》决议

● MEPC.259(68)《2015 年废气滤清系统指南》决议

● 中国船级社《钢质海船入级规范》2018及其修改通报第7篇第1、2章

2、试验项目

1) 硬件试验

系统各部件应按照中国船级社《电气电子产品型式认可试验指南》(GD22-2015)中要求进行环境条件和电磁兼容试验。

在硬件试验部分,振动试验、滞燃试验和压力试验需要予以关注。

(1) 振动试验,因为废气分析仪组成部分中的取样管和伴热管部分会与柴油机排烟管连接,振动试验应该按照±10g,600℃进行。如果取样管和伴热管安装在洗涤塔后,振动情况和环境温度都会好很多,这个时候应该按照±4g进行振动试验;

(2) 滞燃试验,废气连续监测系统中所使用的电缆应经中国船级社认可,阻燃性能应该满足相应标准要求。废气连续监测系统配备的管线,例如取样管、伴热管等,如果使用的是非金属材料,例如聚四氟乙烯(PTFE)等塑料护套,则应对其耐火试验予以关注;

(3) 压力试验,取样管路和校准管线等对其装配后的耐压和密性进行验证。

2) 软件试验

废气连续监测系统的软件验证依据中国船级社《钢质海船入级规范》的第7篇第2章中的第6节,根据规范中的定义,该产品属于II类计算机系统,相关试验及验证证据的收集需按照II类计算机系统要求进行。

软件的代码级、模块级和系统级的验证,统称为软件验证证据,软件验证的方法就是我们通常说的黑盒和白盒测试,可以由产品厂自己进行也可以由第三方进行。其他相关资料应由软件开发商即产品厂自行提交。该部分要求执行时可以参考中国船级社《船用软件安全及可靠性评估指南》。

3) 性能试验

性能试验部分的验证主要依据为MEPC.177(58)《船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则修正案》决议和MEPC.259(68)《2015 年废气滤清系统指南》决议。为了验证产品满足NTC2008第6.3和6.4条以及MEPC.259(68)中对SO2(ppm)/CO2(% v/v)的值,下列试验项目应予以验证。

(1) 精确度(NTC 2008,附录三,1.6)

(2) 精密度(NTC 2008,附录三,1.7)

(3) 干扰(NTC 2008,附录三,1.8)

(4) 零位和满量程漂移(NTC 2008,附录三,1.9和1.10)

(5) 校准曲线(NTC 2008,附录四,5.5.1)

(6) 干扰效应(NTC 2008,附录四,9)

3、无石棉及有害物质的检测

无石棉及香港公约中关于有害物质的要求,需要制造厂根据中国船级社2013年通函第191号总第477号以及香港公约要求,对系统中非金属材料进行分析,并编制控制无石棉材料和部件的书面程序报我社备查,对含石棉高风险的非金属零部件和材料取样进行无石棉监测。检测后产品厂应根据相关报告编写供应商符合声明(SDoC)和材料声明(MD)提交中国船级社备查。

4、认可过程中的注意事项

(1) 试验项目及技术要求根据产品本身具有的测试功能进行要求,例如无HC测试单元的产品,加热取样管的温度可以不必满足达到190℃;

(2) 关于冷凝器尽量减少易容水气体(主要是SO2)组分丢失,应该审核制造厂提供的支撑性文件,例如系统进行了气体损失补偿设计、气体组分丢失验证报告等;

(3) NOX和CO2的记录读数频率不小于1Hz;SO2/CO2(%)应连续监测并以应不小于0.0035Hz的速率记录在数据记录和处理设备上。这些参数检测记录的频率要在现场试验时应该予以验证;

(4) 用于船上安装的NOX测量装置,满足MEPC.177(58)的6.3条简化测量方法和6.4条直接测量和监测方法的要求,在认可证书中应予以标注以区分柴油机台架试验的NOX排放测量装置;

(5) 认可证书签发时,建议在证书中对各气体组分测量单元的原理、测量范围以及精度进行描述。

认可工作建议

1、新产品认可

对于新生效的公约、法规等要求装船的设备,建议在初次认可工作中由总部牵头,联合审图部门、认可单位和生产厂家对标准条款进行逐条解读。对标准条款中要求,在认可过程中是如何理解和验证的,汇总成册。

在具体操作时,可以分成两部分,第一部分可以是图纸文件与标准条款的对应性说明,可以将前期产品设计验证的内容跟标准条款的符合性进行评估;第二部分可以将符合标准条款的型式试验报告跟标准进行评估说明。

2、相关行业及实验室跟踪

废气连续监测系统对于船舶领域来说是新要求、新产品,但是陆上相关行业,例如电厂、和其他排废气严重的生产制造企业,早已使用。建议IMO和IACS在制定或者出台相关要求时,中国船级社能够对国内相关行业领域进行调研,同时了解试验机构的试验能力,对后续规定生效执行时,做好技术储备。

3、指导文件

在进行认可和检验过程中,中国船级社2019年4月2日下发了《船舶废气清洗系统(EGCS)检验实施方案的通函》(2019年)通函第2号总第558号;总部产品处2019年5月21日下发的船产(2019)41《关于印发“用于方案B的EGC产品及装船后检验要求研讨会纪要”的通知》。这两份指导文件在废气连续监测系统的认可及EGC产品检验过程中都可以参照执行。

另外,建议在两份海安会决议理解遇到问题时,可以参考对比ISO8178-1(2006):往复式内燃机.废气排放测量.第1部分:排气和颗粒废物排放量现场测量,该标准适用于非汽车用内燃机废气排放的测量。

4、持证要求

建议《钢质海船入级规范》第1篇,第3章附录中增加SOX分析仪/测量装置的持证要求,类似1B/2B的2.7条要求用于船上NOX直接测量的氮氧化物分析仪需经我社审图、认可和产品检验。目前我社持证清单2B的2.8条废气清洗系统中只有对电控箱的持证要求,用于EGC系统的电控箱需要审图和产品检验。

END

关键词: EGCS


国际船舶网微信公众号