柴油发电机颗粒物排放检验办法和试验步骤

摘要：针对柴油发电机组，在国内实际执行中，颗粒物（PM）排放的检验分为两条路径：对于在用机组，最直接的合规检验是排气烟度（光吸收系数或林格曼黑度），依据GB 36886-2018；如果涉及新机型式核准或特定项目验收，则需要按GB 20891-2014进行颗粒物质量的定量测量。两者的检验办法和步骤差异很大。本文围绕在用机组的排气烟度检验、颗粒物质量的定量测量以及实操中的关键区分展开说明，为柴油发电机组颗粒物排放检验的合规实施提供参考。

 

一、路径一：在用机组的排气烟度检验（最常用）

1. 检验定位与判定标准
（1）这是国内对在用非道路柴油移动机械（明确包含发电机组）的法定检验方式。
（2）它不直接称量颗粒物质量，而是通过测量排气的不透光程度来间接反映颗粒物浓度。
（3）核心判定标准是：正常工作中目视不能有明显可见烟，且光吸收系数不超过对应限值（如II类限值通常为0.80 m⁻¹）。

2. 检验办法
（1）使用不透光烟度计，测量排气对光线的吸收程度，结果以光吸收系数（m⁻¹）或林格曼黑度（级）表示。
（2）对于发电机组这类恒速机械，通常采用自由加载法或稳态加载法进行。
（3）自由加载法适用于现场快速筛查，稳态加载法更便于控制工况和重复测量，选择哪种方法应以检测规程和当地要求为准。

3. 试验步骤
（1）设备准备：检查不透光烟度计，进行零点校准。
（2）机组预热：启动发电机组，在额定转速下空载或带部分负载运行，使机油温度和冷却液温度达到正常范围。
（3）加载测量：根据检测规程（如自由加载法），在机组连续正常工作过程中，将烟度计探头插入排气管，测量并记录最大读数。建议加载负荷约为额定净功率的75%以上，以捕捉高负荷下的烟度峰值。
（4）结果判定：取测量过程中的最大光吸收系数值，与GB 36886-2018中对应功率段的限值进行比对。

4. 烟度检验的局限
（1）烟度检验对碳烟（黑烟）响应敏感，但对可溶性有机物和硫酸盐的响应很弱。
（2）因此烟度合格不等于颗粒物总质量达标，只适用于日常环保巡检和法定烟度检验。
（3）需要证明具体PM克数限值时，必须转入路径二的滤纸称重法。

二、路径二：颗粒物质量的定量测量（型式核准/验收）

1. 适用场景与标准依据
（1）如果是为了新机排放认证或严格的工程验收，需要直接测量颗粒物的质量（g/kWh）。
（2）这通常依据GB 20891-2014（非道路国三/四）或等效的ISO 8178标准。
（3）注意：固定式发电机组在国内目前没有专门的PM排放国标，一般参照非道路标准或《大气污染物综合排放标准》（颗粒物浓度限值120 mg/m³）执行。

2. 检验办法
（1）使用全流式或部分流式稀释系统，将高温排气用洁净空气稀释降温，使颗粒物凝结成可捕集的微粒。
（2）然后通过滤纸进行采集。
（3）通过称量采样前后滤纸的质量差，结合流经系统的排气总量，计算出颗粒物的质量排放率。

3. 试验步骤
（1）滤纸准备：试验前至少1小时，将颗粒物采样滤纸放入恒温恒湿的称量室中稳定，然后称量并记录净重。如果滤纸从称量室取出后8小时内未使用，需重新处理。
（2）系统连接与预热：将机组排气接入稀释系统。启动稀释系统和机组，预热至最大功率下所有的温度和压力稳定。
（3）设定稀释比：调整稀释空气量，确保紧靠滤纸前的稀释排气温度不高于52℃，且稀释比不小于4。这是为了防止水蒸气凝结并模拟大气环境。
（4）背景测量：在正式采样前，先测量稀释空气中自带的背景颗粒物浓度，用于后续修正。
（5）采样：在机组按规定的试验循环（如稳态工况点）运行时，将采样系统从旁通切换到滤纸采集状态，让稀释排气通过滤纸。采样过程中需控制流量精度（±5%），如果滤纸因颗粒物负载过重导致流量无法维持，该次试验需作废并换用更大滤纸重测。
（6）称重与计算：采样结束后，将滤纸放回称量室稳定并称重。用（采样后重量-采样前重量）除以总采样体积，得出颗粒物浓度，再结合机组输出功，换算为g/kWh的比排放值。

4. 定量测量的质量要求
（1）滤纸称重受环境湿度和静电影响明显，称量室温湿度应稳定并符合标准要求。
（2）采样管路和滤纸夹具应清洁，避免残留颗粒物干扰背景值。
（3）称重和计算过程应记录完整，包括滤纸编号、采样前后重量、稀释比、背景值和流量数据，便于复核和溯源。

三、实操中的关键区分

1. 不要混淆“烟度”和“颗粒物质量”
（1）烟度计（不透光法）只能测出排气中碳烟（黑烟）的遮光能力，对可溶性有机物（SOF）和硫酸盐的响应很弱。
（2）而滤纸称重法测的是总颗粒物质量，包含碳烟、有机成分和硫酸盐。
（3）对于日常环保巡检，用烟度计快速筛查即可；如果要证明机组满足某个具体的PM克数限值，必须走滤纸称重法。

2. 确认当地认可的限值与检测方法
（1）固定式发电机组如果用于环评验收，需确认当地生态环境部门认可的是烟度限值（GB 36886）还是综合排放标准中的颗粒物浓度（GB 16297）。
（2）两者的检测方法不同。
（3）检测前应先与当地生态环境部门确认适用标准和检测方法，再委托具备相应资质的检测机构实施，避免检测报告不被认可而返工。

总结

柴油发电机组颗粒物排放检验在国内分两条路径。在用机组走排气烟度检验，依据GB 36886-2018，用不透光烟度计测光吸收系数或林格曼黑度，发电机组通常采用自由加载法或稳态加载法，步骤为烟度计零点校准、机组预热至正常油温水温、加载至额定净功率75%以上插入探头测最大读数、与对应功率段限值比对，判定要求目视无明显可见烟且光吸收系数不超过限值（II类通常0.80 m⁻¹）；烟度对碳烟敏感但对可溶性有机物和硫酸盐响应弱，烟度合格不等于颗粒物总质量达标。新机型式核准或严格验收走颗粒物质量定量测量，依据GB 20891-2014或ISO 8178，固定式发电机组无专门PM国标、一般参照非道路标准或GB 16297颗粒物浓度限值120 mg/m³，用全流式或部分流式稀释系统稀释降温后滤纸采集称重，步骤为滤纸恒温恒湿稳定至少1小时称净重（取出8小时内未用需重新处理）、系统连接预热至最大功率下温压稳定、设定稀释比使滤纸前温度不高于52℃且稀释比不小于4、测背景颗粒物浓度、按试验循环切换采样并控制流量精度±5%（滤纸过载致流量无法维持则作废换大滤纸重测）、采样后稳定称重并计算g/kWh比排放值；称量室温湿度应稳定、管路夹具清洁、记录滤纸编号和采样前后重量及稀释比背景值流量数据。实操须区分烟度与颗粒物质量，环评验收前先与当地生态环境部门确认认可烟度限值还是综合排放颗粒物浓度及对应检测方法，再委托有资质机构实施，避免报告不被认可而返工。

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