從2020年1月1日開始，MARPOL公約附則VI要求船舶使用的燃油硫含量限定至0.50%m/m，越來越多的船東開始對(duì)船舶進(jìn)行改造，加裝船舶廢氣清洗系統(tǒng)(EGCS)，而在EGCS中的核心部分就是廢氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本文就以廢氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要求原理及CCS認(rèn)可中注意事項(xiàng)幾個(gè)方面，對(duì)廢氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)認(rèn)可要求進(jìn)行介紹。

產(chǎn)品原理

目前，市場(chǎng)上廣泛使用的廢氣連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)布置都是與MEPC.177(58)附錄3中基本一致(來自標(biāo)準(zhǔn)ISO 8178:2006 Part 1)，根據(jù)測(cè)量氣體的種類不同，煙氣測(cè)量系統(tǒng)中配置的氣體測(cè)量單元也有所差異。以MEPC.177(58)附錄3中給出的系統(tǒng)布置為基礎(chǔ)，補(bǔ)充了硫氧化物的分析儀，該系統(tǒng)可以對(duì)CO2/CO、HC、NO、O2和SOX氣體進(jìn)行在線檢測(cè)。

圖1 廢氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置

廢氣分析系統(tǒng)通常是由原始廢氣取樣管(SP)、加熱取樣管路(HSL1)、加熱的NOX取樣管路(HSL2)、加熱的預(yù)過濾器(HF1，可選)、加熱的過濾器(HF2)、加熱的取樣泵(HP可選)、CO、CO2和O2的取樣管路(SL)、轉(zhuǎn)換器(C是催化NO2還原成NO的轉(zhuǎn)換器)、冷卻器(B)以及各氣體分析儀(SOX、CO2、CO、HC、NO和O2)。基本原理是取樣管在廢氣煙囪中抽取氣體，通過加熱取樣管后對(duì)廢氣進(jìn)行過濾，然后通過冷卻器直接接入CO2/CO、O2和SOX廢氣分析儀。NOX的測(cè)量需要先將NO2轉(zhuǎn)化成NO再通過冷卻器接入NO廢氣分析儀。HC的測(cè)量則不需要對(duì)氣體進(jìn)行冷確，氣體過濾后直接通過伴熱管接入HC氣體分析儀。

廢氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的氣體分析儀通常集中裝配在一個(gè)箱體內(nèi)，即圖1中綠色框中部分。

所采用的的傳感器類型具體見下表1.

表1 氣體種類及相關(guān)要求

認(rèn)可介紹

認(rèn)可依據(jù)和試驗(yàn)項(xiàng)目需要根據(jù)廢氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具體功能選取，本文以同時(shí)可以檢測(cè)NOX、SOX(包括CO2)的產(chǎn)品為例，介紹有關(guān)認(rèn)可事宜。

廢氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的認(rèn)可要求源于MEPC.259(68)的5.2條“監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)經(jīng)主管機(jī)關(guān)認(rèn)可”，這里的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指用于方案B中對(duì)SOX的連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置；《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》第1篇，第3章附錄1B/2B的2.7條要求用于船上NOX直接測(cè)量的氮氧化物分析儀需經(jīng)我社審圖、認(rèn)可和產(chǎn)品檢驗(yàn)。

1、認(rèn)可依據(jù)

● MEPC.177(58)《船用柴油機(jī)氮氧化物排放控制技術(shù)規(guī)則修正案》決議

● MEPC.259(68)《2015 年廢氣濾清系統(tǒng)指南》決議

● 中國船級(jí)社《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》2018及其修改通報(bào)第7篇第1、2章

2、試驗(yàn)項(xiàng)目

1) 硬件試驗(yàn)

系統(tǒng)各部件應(yīng)按照中國船級(jí)社《電氣電子產(chǎn)品型式認(rèn)可試驗(yàn)指南》(GD22-2015)中要求進(jìn)行環(huán)境條件和電磁兼容試驗(yàn)。

在硬件試驗(yàn)部分，振動(dòng)試驗(yàn)、滯燃試驗(yàn)和壓力試驗(yàn)需要予以關(guān)注。

(1) 振動(dòng)試驗(yàn)，因?yàn)閺U氣分析儀組成部分中的取樣管和伴熱管部分會(huì)與柴油機(jī)排煙管連接，振動(dòng)試驗(yàn)應(yīng)該按照±10g，600℃進(jìn)行。如果取樣管和伴熱管安裝在洗滌塔后，振動(dòng)情況和環(huán)境溫度都會(huì)好很多，這個(gè)時(shí)候應(yīng)該按照±4g進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)；

(2) 滯燃試驗(yàn)，廢氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中所使用的電纜應(yīng)經(jīng)中國船級(jí)社認(rèn)可，阻燃性能應(yīng)該滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。廢氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配備的管線，例如取樣管、伴熱管等，如果使用的是非金屬材料，例如聚四氟乙烯(PTFE)等塑料護(hù)套，則應(yīng)對(duì)其耐火試驗(yàn)予以關(guān)注；

(3) 壓力試驗(yàn)，取樣管路和校準(zhǔn)管線等對(duì)其裝配后的耐壓和密性進(jìn)行驗(yàn)證。

2) 軟件試驗(yàn)

廢氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件驗(yàn)證依據(jù)中國船級(jí)社《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》的第7篇第2章中的第6節(jié)，根據(jù)規(guī)范中的定義，該產(chǎn)品屬于II類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，相關(guān)試驗(yàn)及驗(yàn)證證據(jù)的收集需按照II類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要求進(jìn)行。

軟件的代碼級(jí)、模塊級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的驗(yàn)證，統(tǒng)稱為軟件驗(yàn)證證據(jù)，軟件驗(yàn)證的方法就是我們通常說的黑盒和白盒測(cè)試，可以由產(chǎn)品廠自己進(jìn)行也可以由第三方進(jìn)行。其他相關(guān)資料應(yīng)由軟件開發(fā)商即產(chǎn)品廠自行提交。該部分要求執(zhí)行時(shí)可以參考中國船級(jí)社《船用軟件安全及可靠性評(píng)估指南》。

3) 性能試驗(yàn)

性能試驗(yàn)部分的驗(yàn)證主要依據(jù)為MEPC.177(58)《船用柴油機(jī)氮氧化物排放控制技術(shù)規(guī)則修正案》決議和MEPC.259(68)《2015 年廢氣濾清系統(tǒng)指南》決議。為了驗(yàn)證產(chǎn)品滿足NTC2008第6.3和6.4條以及MEPC.259(68)中對(duì)SO2(ppm)/CO2(% v/v)的值，下列試驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)予以驗(yàn)證。

(1) 精確度(NTC 2008，附錄三，1.6)

(2) 精密度(NTC 2008，附錄三，1.7)

(3) 干擾(NTC 2008，附錄三，1.8)

(4) 零位和滿量程漂移(NTC 2008，附錄三，1.9和1.10)

(5) 校準(zhǔn)曲線(NTC 2008，附錄四，5.5.1)

(6) 干擾效應(yīng)(NTC 2008，附錄四，9)

3、無石棉及有害物質(zhì)的檢測(cè)

無石棉及香港公約中關(guān)于有害物質(zhì)的要求，需要制造廠根據(jù)中國船級(jí)社2013年通函第191號(hào)總第477號(hào)以及香港公約要求，對(duì)系統(tǒng)中非金屬材料進(jìn)行分析，并編制控制無石棉材料和部件的書面程序報(bào)我社備查，對(duì)含石棉高風(fēng)險(xiǎn)的非金屬零部件和材料取樣進(jìn)行無石棉監(jiān)測(cè)。檢測(cè)后產(chǎn)品廠應(yīng)根據(jù)相關(guān)報(bào)告編寫供應(yīng)商符合聲明(SDoC)和材料聲明(MD)提交中國船級(jí)社備查。

4、認(rèn)可過程中的注意事項(xiàng)

(1) 試驗(yàn)項(xiàng)目及技術(shù)要求根據(jù)產(chǎn)品本身具有的測(cè)試功能進(jìn)行要求，例如無HC測(cè)試單元的產(chǎn)品，加熱取樣管的溫度可以不必滿足達(dá)到190℃；

(2) 關(guān)于冷凝器盡量減少易容水氣體(主要是SO2)組分丟失，應(yīng)該審核制造廠提供的支撐性文件，例如系統(tǒng)進(jìn)行了氣體損失補(bǔ)償設(shè)計(jì)、氣體組分丟失驗(yàn)證報(bào)告等；

(3) NOX和CO2的記錄讀數(shù)頻率不小于1Hz;SO2/CO2(%)應(yīng)連續(xù)監(jiān)測(cè)并以應(yīng)不小于0.0035Hz的速率記錄在數(shù)據(jù)記錄和處理設(shè)備上。這些參數(shù)檢測(cè)記錄的頻率要在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)應(yīng)該予以驗(yàn)證；

(4) 用于船上安裝的NOX測(cè)量裝置，滿足MEPC.177(58)的6.3條簡(jiǎn)化測(cè)量方法和6.4條直接測(cè)量和監(jiān)測(cè)方法的要求，在認(rèn)可證書中應(yīng)予以標(biāo)注以區(qū)分柴油機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的NOX排放測(cè)量裝置；

(5) 認(rèn)可證書簽發(fā)時(shí)，建議在證書中對(duì)各氣體組分測(cè)量單元的原理、測(cè)量范圍以及精度進(jìn)行描述。

認(rèn)可工作建議

1、新產(chǎn)品認(rèn)可

對(duì)于新生效的公約、法規(guī)等要求裝船的設(shè)備，建議在初次認(rèn)可工作中由總部牽頭，聯(lián)合審圖部門、認(rèn)可單位和生產(chǎn)廠家對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條款進(jìn)行逐條解讀。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條款中要求，在認(rèn)可過程中是如何理解和驗(yàn)證的，匯總成冊(cè)。

在具體操作時(shí)，可以分成兩部分，第一部分可以是圖紙文件與標(biāo)準(zhǔn)條款的對(duì)應(yīng)性說明，可以將前期產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證的內(nèi)容跟標(biāo)準(zhǔn)條款的符合性進(jìn)行評(píng)估；第二部分可以將符合標(biāo)準(zhǔn)條款的型式試驗(yàn)報(bào)告跟標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估說明。

2、相關(guān)行業(yè)及實(shí)驗(yàn)室跟蹤

廢氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)于船舶領(lǐng)域來說是新要求、新產(chǎn)品，但是陸上相關(guān)行業(yè)，例如電廠、和其他排廢氣嚴(yán)重的生產(chǎn)制造企業(yè)，早已使用。建議IMO和IACS在制定或者出臺(tái)相關(guān)要求時(shí)，中國船級(jí)社能夠?qū)�國�?nèi)相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行調(diào)研，同時(shí)了解試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)?zāi)芰Γ瑢?duì)后續(xù)規(guī)定生效執(zhí)行時(shí)，做好技術(shù)儲(chǔ)備。

3、指導(dǎo)文件

在進(jìn)行認(rèn)可和檢驗(yàn)過程中，中國船級(jí)社2019年4月2日下發(fā)了《船舶廢氣清洗系統(tǒng)(EGCS)檢驗(yàn)實(shí)施方案的通函》(2019年)通函第2號(hào)總第558號(hào)；總部產(chǎn)品處2019年5月21日下發(fā)的船產(chǎn)(2019)41《關(guān)于印發(fā)“用于方案B的EGC產(chǎn)品及裝船后檢驗(yàn)要求研討會(huì)紀(jì)要”的通知》。這兩份指導(dǎo)文件在廢氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的認(rèn)可及EGC產(chǎn)品檢驗(yàn)過程中都可以參照?qǐng)?zhí)行。

另外，建議在兩份海安會(huì)決議理解遇到問題時(shí)，可以參考對(duì)比ISO8178-1(2006)：往復(fù)式內(nèi)燃機(jī).廢氣排放測(cè)量.第1部分:排氣和顆粒廢物排放量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，該標(biāo)準(zhǔn)適用于非汽車用內(nèi)燃機(jī)廢氣排放的測(cè)量。

4、持證要求

建議《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》第1篇，第3章附錄中增加SOX分析儀/測(cè)量裝置的持證要求，類似1B/2B的2.7條要求用于船上NOX直接測(cè)量的氮氧化物分析儀需經(jīng)我社審圖、認(rèn)可和產(chǎn)品檢驗(yàn)。目前我社持證清單2B的2.8條廢氣清洗系統(tǒng)中只有對(duì)電控箱的持證要求，用于EGC系統(tǒng)的電控箱需要審圖和產(chǎn)品檢驗(yàn)。