Xác nhận lại toàn bộ hệ thống

Độ chính xác tổng cộng của hệ thống lấy mẫu và phân tích CVS phải được xác định bằng cách cho một khối lượng biết trước của một khí gây ra ô nhiễm vào hệ thống trong khi hệ thống vẫn hoạt động bình thường. Khí ô nhiễm được phân tích và khối lượng được tính toán theo 14.5, ngoại trừ trường hợp propan khi hệ số 0,000472 được dùng để thay thế cho 0,000479 đối với HC. Sử dụng một trong hai kỹ thuật sau đây.

Một lượng biết trước khí nguyên chất (cacbon monoxit hoặc propan) được đưa vào hệ thống thông qua lỗ phun hiệu chỉnh được có dòng tới hạn. Nếu áp suất đầu vào đủ cao, lưu lượng được điều chỉnh thông qua lỗ phun có dòng tới hạn không phụ thuộc vào áp suất đầu ra của lỗ phun (dòng tới hạn). Hệ thống CVS phải được vận hành như trong phép thử phát khí thải không thường trong khoảng 5 min đến 10 min. Mẫu khí được phân tích bằng máy phân tích thông thường (phương pháp túi khí mẫu hoặc tổng hợp) và tính toán khối lượng của khí. Khối lượng được xác định phải nằm trong giới hạn ± 3 % khối lượng biết trước của khí được phun.

Khối lượng của một ống nhỏ cacbon monoxit hoặc propan phải được xác định chính xác tới ± 0,01 g. Trong khoảng 5 min đến 10 min hệ thống CVS phải được vận hành như trong thử khí thải thông thường, trong khi cacbon monoxit hoặc propan được phun vào hệ thống. Lượng khí nguyên chất xảy ra phải được xác định bằng cách cân để biết độ chênh lệch. Mẫu khí phải được phân tích với thiết bị thông thường (phương pháp túi khí hoặc tổng hợp) và tính toán khối lượng của khí. Khối lượng xác định phải nằm trong khoảng ± 3 % khối lượng biết trước của khí được phun.

Điều này có liên quan với TCVN 6852-4 (ISO 8178-4)

Ít nhất là 1 h trước khi thử, một cặp bộ lọc phải được đặt trong một đĩa Petri không được gắn kín và được đặt trong một buồng cân để đạt được sự ổn định. Sau khi hết thời gian để ổn định, mỗi cặp bộ lọc phải được cân và trọng lượng bì cần được ghi lại. Sau đó cặp bộ lọc phải được bảo quản trong một đĩa Petri kín hoặc giá bộ lọc cho tới khi cần thử. Nếu cặp bộ lọc không thể sử dụng trong khoảng 8 h sau khi lấy ra khỏi buồng cân thì chúng phải được cân lại trước khi sử dụng.

Dụng cụ và các đầu dò lấy mẫu phải được lắp đặt theo quy định. Khi dùng hệ thống pha loãng toàn lưu lượng để pha loãng khí thải thì phải nối ống xả với hệ thống.

Hệ thống pha loãng và động cơ phải được khởi động và làm nóng lên cho tới khi tất cả các nhiệt độ và áp suất đã ổn định ở chế độ đầy tải và tốc độ định mức (xem các tiêu chuẩn ổn định trong ISO 15550:2002, 6.2.4.3.2).

Hệ thống lấy mẫu bụi phải được khởi động và cho phép chạy trên đường dẫn vòng (bypass) đối với phương pháp lọc đơn (tùy chọn đối với phương pháp lọc nhiều cấp). Mức bụi nền của không khí pha loãng có thể được xác định bằng cách cho không khí pha loãng đi qua các bộ lọc bụi. Nếu sử dụng không khí pha loãng được lọc thì có thể thực hiện phép đo tại bất cứ thời điểm nào trước, trong và sau khi thử. Nếu không khí pha loãng không được lọc, các phép đo được thực hiện tối thiểu là ở ba điểm của chu trình thử: điểm bắt đầu, điểm kết thúc và điểm gần với điểm giữa. Phải xác định giá trị trung bình của các giá trị tại ba điểm này.

Lượng không khí pha loãng phải được ấn định để thu được nhiệt độ lớn nhất ở mặt bộ lọc là 325 K (52 ^oC) hoặc nhỏ hơn ở mỗi chế độ. Tỷ số pha loãng tổng không được nhỏ hơn 4.

Đối với các hệ thống kiểm soát nồng độ CO₂ hoặc NO_x, hàm lượng CO₂ hoặc NO_x của không khí pha loãng phải được đo tại điểm bắt đầu và điểm kết thúc của mỗi thử nghiệm. Các số đo nồng độ nền CO₂ hoặc NO_x trước và sau khi thử của không khí pha loãng phải ở trong phạm vi 100 ppm đối với CO₂ và 5 ppm đối với NO_x.

Khi dùng hệ thống phân tích khí thải pha loãng, các nồng độ nền tương ứng của các thành phần khí phải được xác định bằng cách lấy mẫu không khí pha loãng vào một túi lấy mẫu trong toàn bộ quá trình thử. Nồng độ nền liên tục (không túi) có thể được xác định tối thiểu là ở ba điểm của chu trình: điểm bắt đầu, điểm kết thúc và điểm gần với điểm giữa và sau đó xác định giá trị trung bình. Theo quy định của nhà sản xuất động cơ có thể bỏ qua các phép đo nền.

12.5. Xác định các điểm thử

Các giá trị đặt sự cản dòng đường vào và áp lực ngược của khí thải phải được điều chỉnh theo giới hạn trên của nhà sản xuất, phù hợp với 5.4.1 và 5.4.2.

Các giá trị momen (xoắn) lớn nhất tại các tốc độ thử quy định phải được xác định theo thí nghiệm để tính toán các giá trị momen cho các chế độ thử quy định. Đối với các động cơ không được thiết kế để vận hành trên một phạm vi tốc độ trên đường cong momen toàn tải, thì momen lớn nhất tại các tốc độ thử phải do nhà sản xuất công bố.

Việc đặt động cơ cho mỗi chế độ thử phải được tính toán khi dùng công thức:

(34)

S là giá trị đặt động lực kế, [kW];

P_m là công suất lớn nhất xác định được hoặc công suất được công bố ở tốc độ thử trong các điều kiện thử (do cơ sở chế tạo quy định), [kW];

P_aux là công suất tổng công bố được hấp thụ bởi các thiết bị phụ lắp cho thử nghiệm và ISO 14396 không yêu cầu, kW;

M là phần trăm mô men được quy định cho chế độ thử [%].

12.6. Kiểm tra các máy phân tích

Các máy phân tích chất phát thải được chỉnh đặt ở không (zero) và span.

Các chu trình thử được định nghĩa trong TCVN 6852-4 (ISO 8178-4). Các chu trình thử lưu tâm tới những sự khác nhau về kích cỡ động cơ và ứng dụng của động cơ.

Động cơ phải được vận hành ở mỗi chế độ trong chu trình thử thích hợp của TCVN 6852-4 (ISO 8178-4). Dung sai được chỉ thị dưới đây áp dụng trong khi thu nhận dữ liệu khí thải, chỉ áp dụng trong giai đoạn lấy mẫu chất thải bụi và chất thải khí.

a) Đối với các động cơ thử nghiệm với cấu hình thử nghiệm có điều khiển tốc độ của băng thử

Trong mỗi giai đoạn của chu trình thử sau giai đoạn dịch chuyển dữ liệu ban đầu, tốc độ riêng nên nằm trong khoảng ± 1 % của tốc độ định mức hoặc ± 3 r/min. Chọn giá trị lớn hơn, ngoại trừ chế độ không tải thấp nằm trong dung sai đưa ra bởi nhà sản xuất. Mô men riêng phải được thực hiện sao cho giá trị trung bình trong khoảng thời gian thử nghiệm cần phải nằm trong ± 2 % của mô men lớn nhất ở tốc độ thử.

b) Đối với các động cơ thử nghiệm với cấu hình thử nghiệm có điều khiển tải của băng thử

Trong mỗi giai đoạn của chu trình thử sau giai đoạn dịch chuyển tiếp ban đầu, tốc độ riêng nên nằm trong khoảng ± 2 % của tốc độ định mức hoặc ± 3 r/min, chọn giá trị lớn hơn, nhưng trong bất kỳ trường hợp nào cũng phải nằm trong giới hạn ± 5 %, ngoại trừ trường hợp không tải thấp, giá trị này phải nằm trong dung sai do nhà sản xuất công bố.

Trong các chế độ của chu trình nếu mômen quy định là 50 % hoặc lớn hơn mômen cực đại tại tốc độ thử thì mômen trung bình trong khoảng thời gian thu nhận dữ liệu phải nằm trong khoảng ± 5 % mômen quy định. Trong các chế độ thử, nếu mômen quy định thấp hơn 50 % mômen cực đại tại tốc độ thử nghiệm thì mômen trung bình trong suốt thời gian thu nhận dữ liệu phải nằm trong giới hạn ± 10 % mômen quy định hoặc ± 0,27 Nm, chọn giá trị nào lớn hơn.

12.7.2. Độ nhạy của máy phân tích

Năng suất của máy phân tích phải được ghi lại trên khí cụ ghi trên băng biểu đồ hoặc được đo bằng một hệ thống thu nhận dữ liệu tương đương với khí thải đi qua máy phân tích ít nhất là trong 3 min cuối cùng của mỗi chế độ. Nếu áp dụng lấu mẫu (vào) túi để đo CO và CO₂ pha loãng (xem 7.5.4) thì phải lấy một mẫu vào túi trong 3 min cuối cùng của mỗi chế độ và mẫu trong túi được phân tích và ghi lại.

Lấy mẫu bụi có thể được thực hiện bằng phương pháp lọc đơn hoặc phương pháp lọc nhiều cấp (xem 7.6).

Do các kết quả của các phương pháp có thể khác nhau đôi chút nên phương pháp được dùng phải được công bố cùng với các kết quả.

Đối với phương pháp lọc đơn phải tính đến các hệ số trọng lượng chế độ được quy định trong quy trình của chu trình thử bằng cách lấy một mẫu tỷ lệ với lưu lượng khối lượng của khí thải cho mỗi chế độ của chu trình. Có thể đạt được yêu cầu này bằng cách điều chỉnh lưu lượng lấy mẫu, thời gian lấy mẫu và/hoặc tỷ lệ pha loãng tương ứng, để đáp ứng tiêu chuẩn đối với các hệ số trọng lượng hiệu dụng thể hiện trong 15.6.

Việc lấy mẫu phải được tiến hành càng chậm càng tốt trong phạm vi mỗi chế độ. Thời gian lấy mẫu cho mỗi chế độ tối thiểu phải là 20 s cho phương pháp lọc đơn và 60 s cho phương pháp lọc nhiều cấp. Thông tin bổ sung về thời gian của chế độ thử được xem trong TCVN 6852-4 (ISO 8178-4). Đối với các hệ thống không có khả năng có đường dẫn vòng (bypass), thời gian lấy mẫu cho mỗi chế độ tối thiểu phải là 60 s cho các phương pháp lọc đơn và lọc nhiều cấp.

12.7.4. Các điều kiện của động cơ

Tốc độ và tải trọng của động cơ, nhiệt độ không khí nạp, lưu lượng nhiên liệu và lưu lượng không khí hoặc khí thải phải được đo ở mỗi chế độ ngay khi động cơ đã ổn định.

Nếu không thể đo được lưu lượng khí thải hoặc không khí đốt cháy và tiêu thụ nhiên liệu thì các thông số này có thể được tính toán khi dùng phương pháp cân bằng cácbon và oxy (xem 7.3.6 và Phụ lục A).

Các dữ liệu bổ sung cần cho tính toán phải được ghi lại (xem Điều 13).

Sau phép thử phát thải, phải dùng một khí zero và khí span tương tự để kiểm tra lại. Phép thử sẽ được chấp nhận nếu sự chênh lệch giữa hai kết quả đo nhỏ hơn 2 %.

Báo cáo thử cần chứa các dữ liệu được cho trong TCVN 6852-6.

Để đánh giá các chất phát thải khí, số đọc của 60 s cuối cùng của mỗi chế độ phải được tính trung bình, và nồng độ trung bình của HC, CO, CO₂, NO_x, O₂, NMHC (phương pháp NMC), NH₃ và CH₃OH (phương pháp FID) trong mỗi chế độ phải được xác định từ các số đọc trung bình theo biểu đồ và các dữ liệu hiệu chuẩn tương ứng. Các nồng độ trung bình trong túi lấy mẫu, nếu được dùng phải được xác định từ các số đọc của túi và các dữ liệu hiệu chuẩn tương ứng. Có thể sử dụng một kiểu ghi khác nếu đảm bảo thu được các dữ liệu tương đương.

Nồng độ nền trung bình của không khí pha loãng nếu được đo phải được xác định từ các số đọc không khí pha loãng của túi hoặc từ các số đọc liên tục trung bình (không dùng túi khí) của nền và các dữ liệu hiệu chuẩn tương ứng.

Khi sử dụng các phương pháp lấy mẫu bộ lọc va chạm hoặc hộp lấy mẫu cho CH₃OH và HCHO, các nồng độ và các nồng độ nền (nếu dùng) phải được xác định từ số lượng CH₃OH / HCHO, trong các bộ lọc va chạm hoặc hộp lấy mẫu (xem Hình 7 và Hình 8) như được xác định bằng phân tích GC và HPLC và thể tích mẫu tổng đi qua các bộ lọc va chạm hoặc hộp lấy mẫu.

Để đánh giá các bụi, các khối lượng mẫu tổng (M_sep) đi qua các bộ lọc phải được ghi lại cho mỗi chế độ.

Các bộ lọc phải được đưa trở lại buồng cân và được thuần hóa ít nhất là 1 h, nhưng không lớn hơn 80 h và rồi được cân. Khối lượng cả bì của các bộ lọc phải được ghi lại và khối lượng bì (xem 12.1) được trừ đi.

Nếu áp dụng sự hiệu chỉnh nền, khối lượng không khí pha loãng (m_d) đi qua các bộ lọc và khối lượng bụi (m_t,d) phải được ghi lại. Nếu thực hiện nhiều hơn một phép đo thì thương số m_f,d/m_d phải được tính toán cho mỗi phép đo và xác định giá trị trung bình của các giá trị.

Hình 2 đưa ra hướng dẫn về các khả năng khác nhau để tính toán các khí thải.

Lưu lượng khí thải (q_mew) phải được xác định cho mỗi chế độ theo 7.2.3 đến 7.3.7.

Khi dùng hệ thống pha loãng toàn dòng, lưu lượng khí thải pha loãng tổng (q_mdew) phải được xác định cho mỗi chế độ theo 7.3.7.

14.3. Hiệu chỉnh khô - ướt

Nếu khí thải không được đo ở trên nền ướt thì nồng độ đo được phải chuyển đổi về một nền ướt theo các công thức sau. Nguồn được đưa ra trong Phụ lục A.

1) Cháy hoàn toàn

(36)

	(37)
Ffm = 0,055594 x wALF + 0,0080021 x wDEL + 0,0070046 x wEPS	(38)

Trong trường hợp các lượng rất lớn hoặc chỉ có một phần các thành phần cháy được (CO, H₂) thì phải sử dụng phương trình sau đây (xem nguồn ở Phụ lục A):

(39)

(40)

b) Đối với khí được pha loãng

(41)

(42)

kwd = 1 - kw1	(43)
	(44)

kwa = 1 - kw2	(45)
	(46)

H_a, H_d là độ ẩm tuyệt đối của không khí nạp và không khí pha loãng [g nước trên kg không khí khô].

CHÚ THÍCH: H_a và H_d có thể tính từ phép đo độ ẩm tương đối, phép đo điểm đọng sương, phép đo áp suất hơi, phép đo bầu nhiệt kế khô/ướt khi sử dụng các công thức thông dụng.

14.4. Hiệu chỉnh NO_x đối với độ ẩm và nhiệt độ

Vì phát thải NO_x phụ thuộc và điều kiện môi trường không khí xung quanh nên nồng độ NO_x phải được hiệu chỉnh đối với nhiệt độ và độ ẩm của môi trường xung quanh với các hệ số được cho trong các công thức sau. Các hệ số này có giá trị trong dải độ ẩm từ 0 g/kg và 25 g/kg không khí khô.

Nếu có sự thỏa thuận của các bên có liên quan, có thể dùng các giá trị về độ ẩm thay thế cho 10,71 g/kg và phải được báo cáo cùng với các kết quả.

Có thể dùng các công thức hiệu chuẩn khác nếu các bên có liên quan thỏa thuận về tính đúng đắn hoặc hợp lệ của các công thức này. Trong các công thức sau đây T_a tương ứng với nhiệt độ không khí môi trường tại cửa vào của bộ lọc và H_a tương ứng với độ ẩm không khí môi trường ở cửa vào bộ lọc không khí.

Nước hoặc hơi nước được phun vào bộ nạp không khí (làm ẩm không khí) được xem là thiết bị kiểm soát phát thải và do đó không được để ý tới trong hiệu chỉnh độ ẩm. Nước ngưng tụ trong bộ làm mát không khí nạp sẽ làm thay đổi độ ẩm của không khí nạp và do đó cần được lưu ý trong hiệu chỉnh độ ẩm.

a) Đối với động cơ cháy do nén

(47)

T_a là nhiệt độ không khí, [K];

H_a là độ ẩm không khí nạp, [gam nước/kg không khí khô].

b) Đối với các động cơ điêzen có bộ làm mát không khí trung gian có thể dùng phương trình thay thế sau:

(48)

T_sc là nhiệt độ không khí được làm mát trung gian.

T_scref là nhiệt độ chuẩn của không khí làm mát trung gian do nhà sản xuất quy định.

CHÚ THÍCH 1: Giải thích về các biến đổi khác được xem trong mục a) ở bên dưới.

c) Đối với các động cơ xăng:

khp = 0,6272 + 44,030 x 10-3 x Ha - 0,862 x 10-3 x Ha2

(49)

CHÚ THÍCH 2: Giải thích về các biến đổi khác được xem trong mục a) ở bên dưới.

14.5. Tính toán lưu lượng khối lượng chất phát thải

14.5.1. Khí thải khô

Lưu lượng khối lượng khí thải cho mỗi chế độ vận hành phải được tính toán từ nồng độ không pha loãng của các chất ô nhiễm, giá trị u từ Bảng 7 và lưu lượng khối lượng khí thải tương ứng với 14.5.1.1. Nếu nồng độ được đo theo nền khô, hiệu chỉnh ướt/khô theo 14.3 phải được áp dụng đối với các giá trị nồng độ trước khi thực hiện bất cứ tính toán thêm nào.

Ngoài ra, có thể tính toán lưu lượng bởi lượng chất phát thải theo phương trình rút gọn của 14.5.12 nếu có sự đồng ý của các bên liên quan. Phải dùng các công thức chính xác nếu nhiên liệu dùng cho thử nghiệm không được quy định trong Bảng 7, nếu hoạt động dưới nhiều loại nhiên liệu hoặc trong trường hợp phun đa điểm hoặc trong trường hợp có tranh chấp.

14.5.1.1. Phương pháp tính toán dựa trên các giá trị của bảng.

Phải áp dụng các công thức sau:

q_mgas là lưu lượng khối lượng khí thải của mỗi loại khí;

u_gas là tỷ số giữa mật độ của thành phần khí thải và mật độ khí thải;

c_gas là nồng độ của thành phần riêng biệt trong khí xả không pha loãng [ppm];

q_mew là lưu lượng khối lượng của khí thải [kg/h].

Để tính toán Nox, phải áp dụng hệ số hiệu chỉnh độ ẩm - k_hd hoặc k_hp được xác định theo 14.4.

Nồng độ đo phải được chuyển đổi sang nền ướt theo 14.4.

Nồng độ đo được phải được chuyển đổi sang nền ướt theo 14.3 nếu đã được đo theo nền ướt.

Các giá trị u trong Bảng 7 đối với các thành phần được lựa chọn dựa trên các thuộc tính của khí lý tưởng và một loại các nhiên liệu.

14.5.1.2. Phương pháp tính toán dựa trên công thức chính xác

Khối lượng khí được tính toán bằng phương trình (50). Thay vì sử dụng các giá trị của bảng, các phương trình sau đây phải được sử dụng khi tính toán u_gas. Giả thiết được sử dụng các phương trình sau đây là nồng độ khí c_gas trong phương trình (50) được đo hoặc được chuyển đổi sang ppm.

(51)

(52)

Mật độ _gas được cho trong Bảng 7 đối với một số thành phần khí thải. Khối lượng phân tử của khí thải, M_r,e phải được tính toán từ các thành phần của nhiên liệu nói chung C_H_O_N_S_ với giả thiết quá trình cháy hoàn toàn:

(54)

trong đó

ffw = 0,055594 x wALF + 0,0080021 x wDEL + 0,0070046 x wEPS

(56)

Khi sử dụng phương pháp cân bằng cacbon

(57)

Trong đó c_CO và c_HC được tính theo ppm và c_CO2 được tính theo phần trăm thể tích.

Nguồn khai tirển của phương trình (58) được cho trong A.2.2.2.