—、系統(tǒng)背景

海上船舶排放的廢氣造成大氣的污染占據(jù)整個(gè)大氣污染源的10隊(duì)已經(jīng)成為大氣污染重要的 來(lái)源之一。船舶柴油機(jī)排放廢氣中的SO, 和NO,嚴(yán)重影響了大氣環(huán)境和氣候變化，引起了國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。

近年來(lái)，國(guó)際海事組織(mo)推出了一系列新公約和新規(guī)范。比如引防止船舶造成大氣污染規(guī)則》船舶在排放控制區(qū)航行時(shí)，船上使用的琉含滋需達(dá)到不超過(guò)0.10知/m,至2020年1月1日及以后，全球除以上區(qū)域外，－般要求船上使用的任何燃油的硫含噩不匝超過(guò)0.50 知／沁

{ Marpol 73/7的附則VI一一防止船舶迼成空氣污染規(guī)則將對(duì)船舶排放廢氣SO中, 和的NO,的含噩進(jìn)行限制并禁止損害臭氧物質(zhì)的故意排放。但目前的技術(shù)水平還無(wú)法提供有效的檢測(cè)手段，遵守公約完全霪船員和船東的自覺(jué)性。因，此開(kāi)發(fā)新型的在線檢測(cè)尾氣裝備，P協(xié)SC助監(jiān)督船舶航行時(shí)的情況對(duì)于保護(hù)海洋環(huán)境很有必要。通過(guò)完善立法強(qiáng)制限制船舶的排放，并鋪以有助于法規(guī)有效實(shí)施的政策手段和監(jiān)測(cè)監(jiān)管體系，是控制船舶廢氣排放的Zui有力措施。

我國(guó)交通運(yùn)輸部于2018年12月10日公布了“船舶大氣污染物排放控制區(qū)實(shí)”施（方交案海發(fā)( 2018)  168號(hào)，以下簡(jiǎn)稱”調(diào)整方案")'對(duì)排放控制區(qū)地理范圍、污染物控制范圍、排放控制標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)施時(shí)間、要求等方面  進(jìn)行了調(diào)整，船舶廢氣排放連續(xù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)即將全面施行。

然而，對(duì)于國(guó)內(nèi)航行的船舶來(lái)說(shuō)，由于歷史以及船舶客觀技術(shù)狀況的原因，國(guó)內(nèi)航行船舶廢氣排放的水平始 終較高，所以，現(xiàn)行的針對(duì)國(guó)內(nèi)航行船舶的排放控制法規(guī)并沒(méi)有參照公約的要求，加之監(jiān)管能力的不足等因素， 導(dǎo)致了目前在國(guó)內(nèi)航行船舶的廢氣排放控制上與國(guó)外存在較大差距。

技術(shù)現(xiàn)狀

2. 1 船舶尾氣檢測(cè)裝貫的環(huán)境

1) 祧檢測(cè)氣體溫度高。以船舶主機(jī)型肛號(hào)N B&W 7L58/ 64為例，其額定功率9 800 kW, 正常負(fù)荷運(yùn)行時(shí)排氣總管廢氣溫度約達(dá)525二，廢氣渦輪增壓器前廢氣溫度大45約0'  480二，增壓器后出口為375'  400 °  c ,廢氣鍋爐前約為320 '350 c, 廢氣鍋爐后約為260' 280 C。溫度過(guò) 高會(huì)影響檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果的正確性。

2) 尾氣成分復(fù)雜。船舶的尾氣排放物可分以為顆粒物和氣態(tài)物。顆粒物主要包括炭粒塵和微煙，由炭煙、未燃的燃油和潤(rùn)滑油、硫酸鹽等；組氣成態(tài)物主要是NO,、SO, 、CO,、HC、足。N、和 過(guò)蠱的。2 等，其中NO,

包括NO、NO?、N204 等，SO, 包括S0 2 和S03, CO, 包括co和CO2等。

3) 船舶振動(dòng)與吐聲。由于柴油機(jī)的主要件機(jī)運(yùn)動(dòng)的往復(fù)性及工作的周期循環(huán)性，不免可避地導(dǎo)致整個(gè)柴油機(jī)產(chǎn)生整機(jī)性的振動(dòng)及吐聲。長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)和吐聲不但會(huì)使船員容易疲勞和損害鍵膜，而且還會(huì)使機(jī)器和儀表工作失常，壽命縮短，甚至失靈損壞。這就要求儀器不但要有良好的檢測(cè)性能，而且還要擁有良好的抗振 性能。

2. 2 現(xiàn)行的煙氣檢測(cè)技術(shù) 

目前常規(guī)氣體分析方法主要包括化學(xué)分析法、電化學(xué)分析法、色譜分析法、紅外傅里葉變換分析法和吸收光  譜法。吸收光譜法包括原子吸收光譜法和分子吸收光譜法。原子吸收光譜主要是分析金屈元素，故其不能用于污染氣體分子的在線測(cè)謐。分子吸收光譜法包括分子熒光分析法、紫外－可見(jiàn)分光光度法和紅外光譜法。

對(duì)于目前市場(chǎng)上較為流行S的02 檢測(cè)方法為紫外熒光法N，O,的檢測(cè)方法則是化學(xué)發(fā)光法，但這些儀器通常只限于單點(diǎn)監(jiān)測(cè)，而且煙氣中的氣體種類繫多、濃度比較高、測(cè)僅環(huán)境復(fù)雜，并隨看對(duì)煙氣排放提出更高的限制  和要求，因此傳統(tǒng)的煙氣監(jiān)測(cè)技術(shù)已不能污足需要。

船舶尾氣檢測(cè)所需要的是一種簡(jiǎn)單的、能適應(yīng)船舶惡劣檢測(cè)環(huán)境的、能同時(shí)檢測(cè)多種氣體的檢測(cè)技術(shù)。而基于差分吸收光譜法( di ff erent i al optical absorption spectroscopy, DOAS)的尾氣排放檢測(cè)系統(tǒng)儀器，靈敢度高、精密度好、分析范圍廣、分析速度快、可以連續(xù)自動(dòng)測(cè)定、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單，可S0以2、同N時(shí)O、進(jìn)N0行2等氣體濃度的檢測(cè)，是一種較理想的氣體成分和濃度分析方法，在監(jiān)控船舶柴油機(jī)尾氣排放方面具有其它技術(shù)難 以比擬的優(yōu)勢(shì)。

3、敏義船舶廢氣連續(xù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

根據(jù)MARPOL 附則 VI 、GB15097-2016和GDO-l2011等國(guó)際、國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，敢義船舶廢氣連續(xù)在線測(cè)系統(tǒng)叮夭B-1000采用紫外差分光譜氣體分析技術(shù)、非分光紅外氣體分析技術(shù)及長(zhǎng)壽命電化學(xué)傳感器技術(shù)    同時(shí)在線監(jiān)測(cè)船舶排放廢氣及廢氣處理工藝過(guò)程S0中2、的NOX、co、CO2、HC、02等多組分氣體體積濃度。該系統(tǒng)有如下特性：

· 預(yù)處理單元：系統(tǒng)采用抽氣能力為6L/ 爪i n 的采樣泵為系統(tǒng)提供樣氣的輸送動(dòng)；力采用一級(jí)過(guò)潰精度為s  μ   m的TF3000過(guò)洈器，過(guò)濾樣氣的同時(shí)分離樣氣中的液；態(tài)采水用一臺(tái)電子冷凝器，內(nèi)2含個(gè)蟋動(dòng)泵，輸出樣氣露點(diǎn)怨它 去除樣氣中含有的氣態(tài)；水采用一級(jí)過(guò)洈精度為o.1μ  m的精密過(guò)濾器作為樣氣進(jìn)入分析儀表前的Zui后一級(jí)過(guò)淀元件，保證樣氣達(dá)到船舶廢氣分析系統(tǒng)的分析儀表使用要求。

· 系統(tǒng)控制單元：系統(tǒng)采用主流PLC作為核心控制元件，中間繼電器作為輸出元件，自動(dòng)完成采樣、故障處理等操作。

·氣體分析單元：系統(tǒng)可根據(jù)客戶監(jiān)測(cè)需求選配不同的氣體分析技術(shù)：紫外差分光譜氣體分析技術(shù)、非分光紅外氣體分析技術(shù)、長(zhǎng)壽命電化學(xué)傳感器技術(shù)S，02實(shí)、現(xiàn)N   OX、co、CO2、HC、02等多組分氣體體積濃度的在線監(jiān)測(cè)。

·適用于霞動(dòng)、高溫和清涅的監(jiān)測(cè)環(huán)境。

·可實(shí)現(xiàn)多個(gè)采樣點(diǎn)的循環(huán)監(jiān)測(cè)。

·可通過(guò)多種輸出接口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴霞?jí)集中控制系統(tǒng)，為遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、工藝調(diào)整提供實(shí)時(shí)依據(jù)。