在用非道路柴油机械烟度排放.docx

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在用非道路柴油机械烟度排放

《在用非道路柴油机械烟度排放

限值及测量方法》（征求意见稿）

编制说明

标准编制组

2016年10月

目录

1项目基本情况1

2标准编制必要性1

3标准编制工作过程3

4制定标准的依据4

5适用范围5

6主要条款的说明5

7重大意见分歧的处理依据和结果8

8本标准与国内外相关标准分析8

9作为推荐性标准或者强制性标准的建议及其理由10

10贯彻标准的措施建议11

11其它事项11

附件征求意见单位名单13

1项目基本情况

1.1任务来源

项目名称:

在用非道路柴油机械烟度排放限值及测量方法。

任务来源于河北省质量技术监督局《关于下达<合成氨单位产品能源消耗限额>等河北省地方标准制修订项目计划的通知》（冀质监函【2016】376号），项目编号GY2016115。

该标准为强制性标准，合同编号：

hbdb2016-015。

约定完成期限为2017年6月。

1.2起草单位

起草单位为河北省环境监测中心站、河北科技大学。

2标准编制必要性

伴随着机动车数量的迅速增长导致尾气排放对大气环境影响的日益严重，机动车尾气污染对城市环境空气质量的影响也开始从潜在的威胁上升到突出问题，城市环境空气污染已从煤烟型向综合型转变，机动车排气污染防治已成为大气污染防治和重点污染物减排的重点。

党中央、国务院对大气污染防治工作高度重视，国务院发布的《大气污染防治行动计划》中提出在京津冀地区率先实施国家大气污染物特别排放限值，要求在2015年实现京津冀全面供应符合国家第五阶段标准的汽、柴油。

根据统筹安排，成立了京津冀及周边地区大气污染防治协作小组，建立了共同治理区域重点污染源的有效机制，加大对区域内黄标车和老旧机动车的淘汰，并对高污染车辆采取限行、建立黑名单等制度措施。

国家环保部公布的统计资料显示，全国74个重点城市中，河北省的石家庄、唐山、保定、邯郸、邢台等城市空气质量长期位居全国空气质量污染严重前十行列。

各地开展的源解析统计数据显示，机动车尾气排放对城市PM2.5污染的贡献率平均在20%左右；在重污染天气情况发生时，机动车尾气的排放贡献率相应大幅度增加。

2016年6月3日，省政府新闻办召开新闻发布会，发布《2015年河北省环境状况公报》。

2015年全省达标天数190天，为全年天数的52.1%，比2014年增加38天，达标率升高10.5个百分点；其中，张家口市达标298天，占全年总天数的81.6%。

全省重污染天数为36天，占全年总天数的9.9%，比2014年减少30天，下降了8.2%。

全省PM2.5平均浓度为77微克/立方米，比2014年降低了18.9%，比2013年降低了28.7%，超额完成PM2.5浓度下降8%的年度目标，提前两年达到国家要求我省到2017年消减25%的目标；PM10、SO2、NO2平均浓度比2014年分别降低了17.6%、25%、3.6%，CO、O3平均浓度与2014年持平。

2015年，PM10、PM2.5年均浓度均低于2014年，但PM10、PM2.5均未达到《环境空气质量》（GB3095-2012）中二级标准要求。

2015年河北省环境空气质量有所改善，这与河北省政府在机动车污染防治方面实施了一系列环境政策有着直接的关系。

2015年全省淘汰黄标车及老旧车20多万辆，自2016年4月1日起，我省进口、销售和注册登记的轻型汽油车、轻型柴油客车和用于公交、环卫和邮政行业的重型柴油车，应当符合国家第五阶段排放标准。

为进一步扩大环境治理效果，对机动车排放源的控制与治理，2016年2月《河北省道路车辆污染整治专项行动方案》中明确要求对非道路机械作业纳入监管范畴。

根据研究结果，欧洲非道路移动机械柴油机年颗粒物排放占柴油机动车总量的50%以上。

已知我国相关调查表明非道路移动机械年颗粒物排放总量相当于机动车排放总量的47.8%（2010年），到了不可忽视的程度。

我国是发展中国家，随着国民经济的高速发展，建设项目繁多，很多工程机械长期在工地上工作，疏于维护保养，油质质量也令人担忧，导致实际使用过程中排放恶化，因此需要出台相应标准加强对非道路移动机械使用过程中烟气排放的监督管理。

按照国家环保部《关于实施国家第三阶段非道路移动机械用柴油机排气污染物排放标准的公告》（2016年第5号）要求，自2016年12月1日起，所有制造、进口和销售的农用机械不得装用不符合《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国第三、四阶段）》（GB20891-2014）第三阶段要求的柴油机。

截止目前，国家尚未颁布在用非道路柴油机械的排放标准。

3标准编制工作过程

3.1开题报告（2016年4月）

结合标准制定任务要求，组织聘请行业专家对项目工作计划进行了开题论证。

进一步明确了标准制定的必要性，对项目工作内容、技术方案等环节提出了合理化建议，最终形成项目实施方案。

课题组据此进行了任务细化，确定各参与单位及人员具体分工及时间节点。

3.2现状调研（2016年4月-5月）

标准编制组承担河北省地方标准制订任务之后，首先收集国内外相关的技术标准和管理资料。

标准编制组较为全面地收集了北京、天津、深圳和上海等地的在用非道路柴油机械烟度排放限值及测量方法标准，并与天津、北京、深圳和上海标准编制组及杭州市《非道路移动源排放清单研究》课题小组进行了交流探讨。

结合我国国情及河北省域特点，对河北省非道路柴油机械的保有量、种类分布、装备水平、使用燃油情况进行了调查。

3.3实地测量及数据分析（2016年6-8月）

选取代表性施工企业，利用现有测量设施进场测量，对测得数据整理汇总后进行统计分析。

3.4初稿编制（2016年8月）

基于上述工作内容有序开展，标准编制组通过对测试数据进行深入分析，参考北京、天津、深圳及上海四个直辖市的相应地方标准，并结合河北省自身的特点，编制了《在用非道路柴油机械烟度测量方法》地方标准文件及编制说明初稿。

4制定标准的依据

《中华人民共和国大气污染防治法》（2015年修订）第五十一条规定：

“机动车船、非道路移动机械不得超过标准排放大气污染物”。

《中华人民共和国大气污染防治法》（2015年修订）第五十五条规定：

“环境保护主管部门应当会同交通运输、住房城乡建设、农业行政、水行政等有关部门对非道路移动机械的大气污染物排放状况进行监督检查，排放不合格的，不得使用”。

本标准部分参考了欧洲委员会77/537/EEC《关于各成员国测量农用或林用轮式拖拉机用柴油机污染物排放的法律》、GB3847-2005《车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法》、HJ/T241-2005《确定压燃式发动机在用汽车加载减速法排气烟度排放限值的原则和方法》、北京DB11/184-2013《在用非道路柴油机械烟度排放限值及测量方法》、天津市DB12/588-2015《在用非道路柴油机械烟度排放限值及测量方法》、深圳市SZJG49-2015《在用非道路移动机械用柴油机排气烟度排放限值及测量方法》和上海市DB31/981-2016《在用非道路移动机械用柴油机排气烟度排放限值及测量方法》等标准法规的相关技术内容。

5适用范围

本标准适用于以下（包括但不限于）非道路移动柴油机械：

（1）工业钻探设备；

（2）工程机械（包括装载机，推土机，压路机，沥青摊铺机，非公路用卡车，挖掘机、叉车等）；

（3）农业机械（包括大型拖拉机、联合收割机等）；

（4）林业机械；

（5）材料装卸机械；

（6）机场地勤设备；

（7）港作机械（重机械、输送机械等）；

（8）空气压缩机；

（9）发电机组；

（10）渔业机械（增氧机、池塘挖掘机等）、水泵等。

本标准设定不包含铁路机车、船舶发动机及船舶用第二台柴油机。

6主要条款的说明

6.1测量方法

6.1.1自由加载法

考虑到在用非道路柴油机械的实际工作情况，确定在用非道路柴油机械可以采用自由加载法、自由加速法和林格曼烟度法进行烟度测量。

其中自由加载法是结合工程机械的实际工作状态确定的。

不透光烟度计应充分预热。

现场检验人员根据受检机械装置的实际工作状态确定加载方法，在机械装置连续正常工作过程中（例：

装载机从铲土到装载完毕的全过程），用不透光烟度计连续测量机械装置连续工作3次全过程的排气光吸收系数，计算结果取3次测量的最大值。

因为工程机械在固定位置比较容易加载。

虽然无法测量载荷的大小，但是因为不可能存在发动机超载的状态（发动机最大载荷就是全负荷载荷），经过实验证明，本实验方法具有很强的可操作性。

6.1.2自由加速法

非道路移动机械在不进行预处理的情况下也可进行试验。

出于安全考虑，必须确保发动机处于热状态，并且机械状态良好。

不透光烟度计应充分预热。

目测非道路移动机械排气系统的相关部件是否泄漏。

发动机包括所有装有废气涡轮增压的发动机，在每个自由加速循环的起点均处于怠速状态，将油门踏板放开后至少等待10秒钟。

在进行自由加速烟度测量时，应在1秒内，将油门踏板快速、连续、均匀地完全踩到底，使喷油泵供给最大油量。

对每一个自由加速测量，在松开油门踏板前，发动机应达到断油点转速。

对带自动变速箱的非道路移动机械，则应达到制造厂申明的转速（如果没有该数据值，则应达到断油转读的2/3）。

关于这一点，在测量过程中必须进行检查，例如：

通过监测发动机转速，或延长油门踏到底后与松开油门前的间隔时间，该间隔时间应至少为2秒。

重复以上测量过程3次。

自由加速烟度过程至少应进行3次（每次试验之间的间隔至少为2秒），以便吹净排气系统残留颗粒物和杂质，直到测量结果不再稳定下降为止，计算结果取最后3次自由加速测量结果的算术平均值。

在计算均值时可以忽略与测量均值相差很大的测量值。

虽然自由加速法简单易行，但由于工程机械的特殊设计，有些设备，例如柴油发电机组无法进行自由加速实验，因此本标准规定了三种测量方法供选择。

6.1.3林格曼烟度法

在机械装置连续工作过程中（例如装载机从铲土到装载完毕的全过程）或模拟机械任何工况下利用林格曼黑度图法连续观察排放的烟度，确定林格曼烟度值。

现场检测人员可以根据受检机械装置的实际工作状态确定加载方法，在机械装置连续工作过程（例如装载机从铲土到装载完毕的全过程）或者自由加速过程中，经环境保护行政主管部门认可的机动车排放监测人员，可采用目测法连续观察排放的烟度，确定林格曼烟度值。

6.2限值判定

本标准按以下原则制定排气烟度排放限值：

（1）依据GB20891-2014《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国第三、四阶段）》标准及环保部《关于实施国家第三阶段非道路移动机械用柴油机排气污染物排放标准的公告》（2016年第5号）：

“自2016年12月1日起，所有制造、进口和销售的农用机械不得装用不符合《非道路标准》第三阶段要求的柴油机”。

因此，第I类为2016年11月31日（含）之前登记注册或销售的非道路柴油机械，第II类为2016年12月1日（含）之后登记注册或销售的非道路柴油机械。

其中针对I类和II类非道路移动机械的自由加速烟度限值和自由加载烟度限值，课题组借鉴了北京市地方标准DB11/184-2013《在用非道路柴油机械烟度排放限值及测量方法》中第I类和第Ⅲ类限值。

根据实测结果表明，I类设定限值1.61m-1与1.6m-1对不通过率没有影响，而且由于非道路移动机械在实际工作中很少在100%负载下工作，实测排放烟度不合率偏小，因此本标准设定I类限值为1.6m-1。

2016年12月1日后河北省生产、进口、销售的非道路机械满足第三阶段排放标准，按0.6m-1的限值，不合格机械通过维修及技术改造可达到限值要求。

经培训认可的排放监管人员，可采用目测法测量，非道路用柴油机械在任何状态下（含自由加速）均不应有明显的可见烟度，烟度值不得超过林格曼1级。

表1非道路柴油机械烟度限值

分类

光吸收系数不大于

执行时间

Ⅰ

1.6m-1

2016年11月31日（含）以前销售的非道路柴油机械，执行该限值

Ⅱ

0.6m-1

2016年12月1日（含）以后销售的非道路柴油机械，执行该限值

课题组对非道路移动机械设备进行了现场测试，测试样机共112台。

因为工程机械的种类众多，分布在各工地上，无法集中测试，给调查带来了比较大的困难，因此仅对部分车辆进行了自由加载及自由加速烟度测量实验，测量的动力装置包括压路机、推土机、装载机、摊铺机、平地机、高空作业车等车辆。

根据对112辆非道路柴油机械的烟度测量结果，按1.6m-1的限值，不合格机械为18辆（自由加速法11辆、自由加载法16辆），占16%，能够满足管理需要。

同一辆工程机械相比，测量结果的数值整体偏差不大，自由加载法测量的烟度略小于自由加速法，自由加载测量不合格的柴油机械，自由加速法基本同时不合格，说明两种方法的测量结果有很好的一致性。

6.3判定方法

监管部门可根据各机械的实际情况和场地状况，选择一种或两种方法进行不透光烟度测量；只要任何一种测量方法的结果超过规定的限值，均可判定该机械的排放测量不合格。

7重大意见分歧的处理依据和结果

本标准无重大分歧意见。

8本标准与国内外相关标准分析

国内可参考标准为北京DB11/184-2013《在用非道路柴油机械烟度排放限值及测量方法》、天津地标DB12/588-2015《在用非道路柴油机械烟度排放限值及测量方法》、深圳地标SZJG49-2015《在用非道路移动机械用柴油机排气烟度排放限值及测量方法》和上海地标DB31/981-2016《在用非道路移动机械用柴油机排气烟度排放限值及测量方法》。

本标准为国内首个在省域范围内制定的非道路机械地方标准，采用“新车新标准，老车老标准”原则予以实施。

以下是国内相关标准的排放限值及执行时间。

表2国内相关标准的排放限值及执行时间

分类

限值

地区

执行日期

Ⅰ

1.6m-1

河北

2016年11月31日（含）以前销售的非道路柴油机械

Ⅱ

0.6m-1

2016年12月1日（含）以后销售的非道路柴油机械

Ⅰ

1.61m-1

北京

2013年6月30日以前注册登记或销售的非道路柴油机械

Ⅱ

1.0m-1

2013年7月1日后注册登记或销售的非道路柴油机械

Ⅲ

0.6m-1

2015年7月1日后注册登记或销售的非道路柴油机械

Ⅰ

1.61m-1

天津

2015年7月1日前销售的非道路柴油机械

Ⅱ

1.0m-1

2015年7月1日（含）起至2016年3月31日（含）销售的非道路柴油机械

Ⅲ

0.6m-1

2016年4月1日（含）以后销售的非道路柴油机械

Ⅰ

1.6m-1

上海

2015年10月1日以前注册登记或销售的非道路柴油机械

Ⅱ

1.0m-1

2015年10月1日（含）以后登记注册或销售的非道路柴油机械

Ⅲ

0.5m-1

从2017年1月1日（含）开始，所有非道路移动机械

-

0.5m-1

深圳

-

适用范围的差异性：

本标准与北京地标相比，功率限定范围保持一致，均限定在560kW以下，但本标准限定柴油机的使用范围为内陆区域，而北京地标中未对使用区域进行限定。

本标准与深圳地标相比，深圳未对非道路移动机械发动机功率范围进行限定，而且也未限定使用区域范围，因此涵盖范围更广。

本标准与天津地标相比，天津涵盖功率低于37kW船舶用柴油机。

本标准采用先治内陆后治水陆的实施原则，因此本标准未对水陆非道路移动机械柴油发动机提出限制要求。

本标准适用范围上与上海地标相比无差异。

测量方法的差异性：

本标准与上海地标相比，主要差异是“一增一减”，增加了一个林格曼烟度测量方法以及减少了一个启动烟度测量方法。

本标准与深圳地标相比，主要增加了林格曼烟度测量方法。

本着京津冀一体化原则，本标准在测量方法上与北京、天津保持一致。

限值要求的差异性：

本标准排放限值分两类，北京、天津和上海分三类，且实施时间各不相同，数值基本相同，；上海第三类0.5m-1，北京、天津均为0.6m-1，深圳不分机型年限均采用同一标准限值0.5m-1。

鉴于非道路移动机械北京于2013年7月1日提前实施了第三阶段排放标准，以及2015年1月1日后提前实施第四阶段排放标准，河北省在2016年12月1日后生产、进口、销售的非道路移动机械全面实施第三阶段排放标准。

本标准中在此之前生产、进口、销售的非道路柴油机械排放限值与北京地标中Ⅰ类限值保持一致，之后生产、进口、销售的非道路柴油机械排放限值与北京和天津地标中Ⅲ类限值保持一致。

本标准限值要求契合国家相关政策实施时间节点，更符合本省非道路移动机械实际现状，标准实施更具有实际操作性。

国外可参考标准为77/537/EEC《关于各成员国测量农用或林用轮式拖拉机用柴油机污染物排放的法律》，目前该标准已废弃。

日本2006年生效的法令《非路面特种汽车废气排放规管法令》其中部分内容要求在用非道路移动机械使用者进行合理维修达到标准要求。

在美国加州于2008年生效的《减少在用非路面柴油车辆废气排放规例》明确要求了对在用非道路移动机械的规定。

9作为推荐性标准或者强制性标准的建议及其理由

本标准为强制标准，主要理由阐述如下：

《中华人民共和国大气污染防治法》第五十一条规定：

“机动车船、非道路移动机械不得超过标准排放大气污染物”。

第五十五条规定“环境保护主管部门应当会同交通运输、住房城乡建设、农业行政、水行政等有关部门对非道路移动机械的大气污染物排放状况进行监督检查，排放不合格的，不得使用”。

而本标准规定的排气可见污染物是明确的大气污染物，因此按大气法的规定，需要对其进行强制控制。

本标准制定借鉴了北京、天津、深圳、上海等城市成功实施的经验。

本标准的强制实施符合“中华人民共和国大气污染防治法”的相关规定，因此本标准的强制实施不存在风险。

10贯彻标准的措施建议

因为没有明确的管理部门，因此在用非道路柴油机排放的监督管理难度远比在用车的管理难度大，建议在本标准实施过程中联合建委、交通、农业等部门联合执法。

11其它事项

11.1检测设备的经济性分析

对非道路柴油机械烟度测量使用不透光烟度法,本标准将测试设备仍采用不透光烟度计,新增加的测量方法也不需要增加实验设备，因此不会增加企业生产及测量设备费用投资。

11.2用户的经济性分析

我国于2007年10月1日针对非道路移动机械实施国家第一阶段排放标准，于2009年10月1日实施国家第二阶段排放标准，目前我国于2016年12月1日全面实施国家第三阶段排放标准。

非道路移动机械排放标准实施日期与欧美国家相比晚了将近8年，与我国车用发动机相应排放阶段标准实施也相对滞后了7年。

因此我国整个非道路移动机械行业排放水平相对比较落后。

针对排气烟度不合格的非道路移动机械，应鼓励进行技术改造治理。

目前我省在用非道路移动机械有进口和国产两大类，国产和进口产品的价格差距较大。

不同机械间的价格差距也比较大。

根据型号不同，挖掘机新产品的价格在50-100万元人民币之间，装载机的价格也在3万元以上，推土机的价格差不多也要18万元左右，国产叉车的价钱相对比较便宜，价格一般在5-8万人民币左右。

由于非道路移动机械的价格相对较高，老旧产品的剩余价值也相对较高。

如果强行报废的话，用户的经济损失相对比较大。

通过对其排放水平进行治理是一种相对经济可行的排放治理措施。

根据目前的技术水平和排放治理的目标，有以下三种治理措施。

供用户选择的改造方式主要有以下三种：

（1）对喷油泵进行调整或更新；

（2）加装DPF装置；

（3）更换新发动机。

采用第一种方法——对喷油泵进行调整或更新，治理的费用大约在2000元左右，费用较低但实际作用效果有限。

采用第二种方法——加装DPF装置，治理的费用大约在1.5万-2.5万左右（根据发动机排量不同，费用不同），费用与设备残余价值相比，属于可接受价格范围。

采用第三种方法——更换发动机，治理费用大约在5万-8万元（先进喷油控制技术以及后处理技术），价格比较昂贵。

综上所述第二种方法加装DPF装置是最经济最有效的治理方案。