Druck- und LokalversionFür einen individuellen Ausdruck passen Sie bitte die
Einstellungen in der Druckvorschau Ihres Browsers an.
Regelwerk
Frame öffnen

Technische Vorschrift über die Kontrolle
der Stickstoffoxid-Emissionen aus Schiffsdieselmotoren

(VkBl. 2003 S. 142; 07.07.2010 S. 290 aufgehoben)


Siehe Fn. *

Zur aktuellen Fassung

Vorwort

Am 26. September 1997 hat die Konferenz der Vertragsparteien des Internationalen Übereinkommens von 1973 zur Verhütung der Meeresverschmutzung durch Schiffe in der Fassung des Protokolls von 1978 zu diesem Übereinkommen (MARPOL 73/78) mit ihrer Entschließung 2 die "Technische Vorschrift über die Kontrolle der Stickstoffoxid-Emissionen aus Schiffsdieselmotoren" angenommen. Laut Anlage VI von MARPOL 73/78 ("Regeln zur Verhütung der Luftverunreinigung durch Schiffe") müssen nach dem Inkrafttreten jener Anlage alle Schiffsdieselmotoren, für die Regel 13 der Anlage gilt, die Anforderungen der vorliegenden Technischen Vorschrift erfüllen.

Einige allgemeine Hintergrundinformationen: Bei Verbrennungsprozessen entstehen aus Stickstoff und Sauerstoff Stickstoffoxide. Bei Verbrennungsprozessen in Motoren machen Stickstoff und Sauerstoff zusammen rund 99% der Ansaugluft aus. Bei der Verbrennung wird Sauerstoff verbraucht; wieviel Sauerstoff danach übrigbleibt, ist vom Kraftstoff-/Luft-Verhältnis abhängig, das beim Betrieb des Motors geherrscht hat. Der Stickstoff bleibt während des Verbrennungsprozesses weitgehend unverbraucht; ein kleiner Prozentsatz wird jedoch zu verschiedenen Stickstoffoxiden oxidiert. Zu den gebildeten Stickstoffoxiden (NO) gehören Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid (NO und NO2). Die Menge der gebildeten Stickstoffoxide ist im wesentlichen von der Flammen- oder Verbrennungstemperatur abhängig sowie, falls vorhanden, von der Menge des aus dem Kraftstoff zur Verfügung stehenden organischen Stickstoffs. Sie hängt auch davon ab, wie lange der Stickstoff und der überschüssige Sauerstoff den bei der Verbrennung im Dieselmotor entstehenden hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Anders ausgedrückt: Je höher die Verbrennungstemperatur ist (zum Beispiel aufgrund eines hohen Spitzendrucks, eines hohen Verdichtungsverhältnisses oder einer hohen Kraftstoffzufuhrrate), um so mehr Stickstoffoxide werden gebildet. Dieselmotoren mit niedriger Drehzahl erzeugen im allgemeinen mehr Stickstoffoxide als Motoren mit hoher Drehzahl. Stickstoffoxide sind ein Umweltschadstoff, durch den Übersäuerung, Ozonbildung und Nährstoffanreicherung verursacht werden und der überhaupt gesundheitsschädliche Wirkungen entfaltet.

Zweck der vorliegenden Technischen Vorschrift ist es, verbindliche Verfahren für die Prüfung, Besichtigung und Zertifizierung von Schiffsdieselmotoren festzulegen, bei deren Anwendung Motorenhersteller, Reeder und Verwaltungen sicherstellen können, dass alle Schiffsdieselmotoren, auf welche die vorliegende Vorschrift anwendbar ist, die einschlägigen Grenzwerte für NOx-Emissionen nach Regel 13 der Anlage VI von MARPOL 73/78 einhalten. Da es nicht leicht ist, die tatsächlichen und gewichteten NOx-Emissionsdurchschnittswerte von Schiffsdieselmotoren, die sich an Bord im Einsatz befinden, präzise zu ermitteln, ist eine Reihe einfacher und praktischer Vorschriften zusammengestellt worden, bei deren Anwendung das Einhalten der zulässigen NOx-Emissionsgrenzwerte sichergestellt ist.

Die Verwaltungen sind angehalten, das Emissionsverhaften von Antriebs- und Hilfsdieselmotoren auf dem Prüfstand zu testen, wodurch eine genaue Prüfung unter gut regelbaren Bedingungen möglich ist. Die Einhaltung der Regel 13 von Anlage VI in diesem Stadium vor ihrem Einbau ist ein wesentliches Element der vorliegenden Technischen Vorschrift. Spätere Prüfungen an Bord des Schiffes sind in ihrem Umfang und ihrer Genauigkeit zwangsläufig eingeschränkt; sie sollen aber dazu dienen, anhand von spezifizierten Parametern auf das Emissionsverhalten des Motors zu schließen und festzustellen, ob bei Einbau, Betrieb und Wartung der Motoren die Spezifikationen des Herstellers eingehalten worden sind und ob auch nach etwa vorgenommenen Nachjustierungen oder sonstigen Modifikationen an dem Motor dessen bei der Erstprüfung und -zertifizierung durch den Hersteller ermittelte Emissionsverhalten erhalten bleibt.

Abkürzungen, Indizes und Symbole

In den nachstehenden Tabellen 1, 2, 3 und 4 sind die Abkürzungen, Indizes und Symbole zusammengefaßt, die in der vorliegenden Technischen Vorschrift verwendet werden, einschließlich der Abkürzungen, Indizes und Symbole in den Spezifikationen der Analysatoren in Anhang 3, in den Kalibrierungsvorschriften für die Analysatoren in Anhang 4 und in den Gleichungen für die Berechnung der Gas-Massenströme in Kapitel 5 und Anhang 6 der vorliegenden Technischen Vorschrift.

  1. Tabelle 1: In der vorliegenden Technischen Vorschrift durchgehend verwendete Symbole für die chemischen Komponenten der Gasemissionen aus Dieselmotoren
  2. Tabelle 2: Abkürzungen für die Analysatoren, die zur Messung der Gasemissionen aus Dieselmotoren verwendet werden (siehe die Spezifikationen in Anhang 3 der vorliegenden Technischen Vorschrift
  3. Tabelle 3 : Symbole und Indizes für Terme und Variable, die in allen Gleichungen zur Berechnung des Abgas-Massenstroms mit Hilfe des Prüfstandverfahrens verwendet werden (siehe die Spezifikationen in Anhang 5 dieser Technischen Vorschrift)
  4. Tabelle 4: Indizes und Beschreibungen der Terme und Variablen, die in allen Gleichungen zur Berechnung des Abgas-Massenstroms mit Hilfe des Kohlenstoffbilanz-Verfahrens verwendet werden (siehe die Spezifikationen in Anhang 6 der vorliegenden Technischen Vorschrift)

Tabelle 1 Symbole für die chemischen Komponenten der Emissionen aus Dieselmotoren

SymbolChemische KomponenteSymbolChemische Komponente
C3H8PropanNOStickstoffmonoxid
COKohlenmonoxidNO2Stickstoffdioxid
CO2KohlendioxidNOxStickstoffoxide
HCKohlenwasserstoffeO2Sauerstoff
H2OWasser  

Tabelle 2 Abkürzungen für die Analysatoren, die zur Messung der gasförmigen Emissionen aus Dieselmotoren verwendet werden (siehe Anhang 3 der vorliegenden Technischen Vorschrift)

AbkürzungBenennungAbkürzungBenennung
CFVVenturi-Düse mit kritischem DurchflußHFIDBeheizter Flammenionisationsdetektor
CLDChemilumineszenz-DetektorNDIRNichtdispersiver Infrarot-Absorptionsanalysator
ECSElektrochemischer SensorPDPVerdrängerpumpe
FIDFlammenionisationsdetektorPMDParamagnetischer Detektor
FTIRFourier-Transformationsinfrarotabsorptions AnalysatorUVDUltraviolett-Detektor
HCLDBeheizter Chemilumineszenz-DetektorZRDOZirconiumdioxid-Sensor

Tabelle 3 Symbole und Indizes für die Terme und Variablen, die in den Gleichungen für das Prüfstand-Messverfahren verwendet werden (siehe Kapitel 5 der vorliegenden Technischen Vorschrift)

SymbolBenennungEinheit
ATQuerschnittsfläche der Abgasleitungm2
C1Kohlenstoff-1-äquivalenter Kohlenwasserstoff 
concKonzentrationpm oder % (v/v)
conccVolumenkonzentration, berichtigt unter Berücksichtigung der Verdünnungsluftkonzentrationpm oder % (v/v)
EAFLuftüberschußfaktor (kg trockene Luft pro kg Kraftstoff)kg/kg
EAFRefLuftüberschußfaktor (kg trockene Luft pro kg Kraftstoff) unter Normbezugsbedingungenkg/kg
faAtmosphärischer Faktor (nur gültig für Motorfamilien)-
FFCBKraftstoffspezifischer Faktor für die Berechnung der Kohlenstoffbilanz-
FFDKraftstoffspezifischer Faktor für die Berechnung des Abgasstroms (auf der Basis "trocken")-
FFHKraftstoffspezifischer Faktor für die Berechnung der Konzentrationen "feucht" aus den Konzentrationen "trocken"-
FFWKraftstoffspezifischer Faktor für die Berechnung des Abgasstroms (auf der Basis "feucht")-
GAIRWMassenstrom der Ansaugluft auf der Basis "feucht"kg/h
GAIRDMassenstrom der Ansaugluft auf der Basis "trocken"kg/h
GEXHWAbgas-Massenstrom auf der Basis "feucht"kg/h
GFUELKraftstoff-Massenstromkg/h
GASxGewichteter durchschnittlicher Emissionswertg/kWh
HREFBezugswerte für die absolute Feuchte (10,71 g /kg; für die Berechnung der Feuchtekorrekturfaktoren für NOx und derer für Partikel)g/kg
HaAbsolute Feuchte der Ansaugluftg/kg
HTCRATWasserstoff-Kohlenstoff-Verhältnis des Kraftstoffesmol/mol
iIndex zur Kennzeichnung eines einzelnen Prüfpunktes-
KHDIESFeuchtekorrekturfaktoren für NOx für Dieselmotoren-
KW.aTrocken-zu-Feucht-Korrekturfaktor für die Ansaugluft-
KW.rTrocken-zu-Feucht-Korrekturfaktor für das Rohabgas-
LDrehmoment-Prozentwert bezogen auf das maximale Drehmoment für die entsprechende Prüfdrehzahl%
massEmissions-Massenstromg/h
paSättigungdampfdruck der Ansaugluft (in ISO 3046-1, 1995: psy = PSY, Umgebungsdampfdruck bei der Prüfung)kPa
pBBarometrischer Druck (in ISO 3046-1, 1995: px = PX, Umgebungsluftdruck am Aufstellungsort; py = PY, Umgebungsluftdruck bei der Prüfung)kPa
psTrockener LuftdruckkPa
PLeistung als unkorrigierte BremsleistungkW
PAUXAngegebene Gesamtleistung für die Hilfseinrichtungen, die nur für die Prüfung am Motor angebaut und nicht als Standardausrüstung an Bord erforderlich sindkW
PmHöchste gemessene oder deklarierte Leistung bei der Prüfdrehzahl unter PrüfbedingungenkW
rVerhältnis der Querschnittsflächen von isokinetischer Sonde und Abgasleitung-
RaRelative Feuchte der Ansaugluft 
RfFID-Responsfaktor 
RfMFID-Responsfaktor für Methanol 
SEinstellwert der LeistungsbremsekW
Taabsolute Temperatur der AnsaugluftK
TDdabsolute TaupunkttemperaturK
TSCLufttemperatur hinter dem LadeluftkühlerK
TrefBezugstemperatur (der Verbrennungsluft 298 K)K
TSCRefBezugstemperatur der Luft hinter dem LadeluftkühlerK
VAIRDVolumenstrom der Ansauglutt auf der Basis "trocken"m3/h
VAIRWVolumenstrom der Ansaugluft auf der Basis "feucht"m3/h
VEXHDAbgasvolumenstrom auf der Basis "trocken"m3/h
VEXHWAbgasvolumenstrom auf der Basis "feucht"m3/h
WFWichtungsfaktor 

Tabelle 4 Symbole und Beschreibungen der Terme und Variablen, die in den Gleichungen für das Kohlenstoffbilanz-Verfahren verwendet werden (siehe Anhang 6 der vorliegenden Technischen Vorschrift)

SymbolBeschreibungEinheitBemerkung
ALFH-Massenanteil im Kraftstoff% m/m 
AWCAtomgewicht von C  
AWHAtomgewicht von H  
AWNAtomgewicht von N  
AWOAtomgewicht von O  
AWSAtomgewicht von S  
BETC-Massenanteil im Kraftstoff% m/m 
CO2DVolumenkonzentration von CO2% V/Vtrockenes Abgas
CO2WVolumenkonzentration von CO2% V/V(feucht)feuchtes Abgas
CODVolumenkonzentration von COppmtrockenes Abgas
COWVolumenkonzentration von CO feuchtes Abgas
CWRuß (Soot)mg/mfeuchtes Abgas
DELN-Massenanteil im Kraftstoff% m/m 
EAFCDOLuftüberschußfaktor, basierend auf vollständiger Verbrennung und der CO2-Konzentration IV.CO2kg/kg 
EAFXHLuftüberschußfaktor, basierend auf der im Abgas enthaltenen Konzentration kohlenstoffhaltiger Komponenten IVkg/kg 
EPSO-Massenanteil im Kraftstoff% m/m 
ETAMassenanteil des Stickstoffs in der feuchten Luft% m/m 
EXHCPNVerhältnis von Abgas zu kohlenstoffhaltigen Komponenten cV/V 
EXHDENSDichte des feuchten Abgaseskg/m3 
FFCBKraftstoffspezifischer Faktor für das Kohlenstoffbilanz-Verfahren  
FFDKraftstoffspezifischer Faktor für die Berechnung des Abgas-Massenstroms auf der Basis "trocken" Basis "trocken"
FFHKraftstoffspezifischer Faktor für die Umrechnung von trockener auf feuchte Konzentration  
FFWKraftstoffspezifischer Faktor für die Berechnung des Abgas-Massenstroms auf der Basis "feucht" Basis "feucht"
GAIRDVerbrennungsluft-Massenstromkg/htrockene Verbrennungsluft
GAIRWVerbrennungsluft-Massenstromkg/hfeuchte Verbrennungsluft
GAMS-Massenanteil im Kraftstoff% m/m 
GCOEmission von COg/h 
GCO2Emission von CO2g/h 
GCEmission von Cg/h 
GEXHDAbgas-Massenstromkg/htrockenes Abgas
gexhwAbgas-Massenstrom berechnet nach dem Kohlenstoffbilanz - Verfahren, GEXHWkg/h 
GEXHWAbgas-Massenstromkg/hfeuchtes Abgas
GFUELKraftstoff-Massenstromkg/h 
GHCEmission von HCg/hKohlenwasserstoffe
GH2OEmission von H2Og/h 
GN2Emission von N2g/h 
GNOEmission von NOg/h 
GNO2Emission von NO2g/h 
GO2Emission von O2g/h 
GSO2Emission von SO2g/h 
HCDKohlenwasserstoffeppm C1trockenes Abgas
HCWKohlenwasserstoffeppm C1feuchtes Abgas
HTCRATWasserstoff-Kohlenstoff-Verhältnis des Kraftstoffes amol/mol 
MV ...Molekularvolumen von ...l/moljeweiliges Gas
MW ...Molekulare Masse von ...g/moljeweiliges Gas
NO2WKonzentration von NO2ppmfeuchtes Abgas
NOWKonzentration von NOppmfeuchtes Abgas
NUEWasser in der Verbrennungsluft% m/m 
O2DVolumenkonzentration von O2% V/Vtrockenes Abgas
O2WVolumenkonzentration von O2% V/V (feucht)feuchtes Abgas
STOIARStöchiometrischer Luftbedarf für die Verbrennung von 1 kg Kraftstoffkg/kg 
TAUSauerstoff der feuchten Verbrennungsluft% m/mfeuchte Luft
TAU1Sauerstoff der emittierten feuchten Verbrennungsluft% m/mfeuchte Luft
TAU2Sauerstoff der verbrannten feuchten Verbrennungsluft% m/mfeuchte Luft
VCOVolumenstrom von COm3/h(Abgaskomponente)
VCO2Volumenstrom von CO2m3/h(Abgaskomponente)
VH2OVolumenstrom von H2Om3/h(Abgaskomponente)
VHCVolumenstrom von HCm3/h(Abgaskomponente)
VN2Volumenstrom von N2m3/h(Abgaskomponente)
VONVolumenstrom von NOm3/h(Abgaskomponente)
VNO2Volumenstrom von NO2m3/h(Abgaskomponente)
VO2Volumenstrom von O2m3/h(Abgaskomponente)
VSO2Volumenstrom von SO2m3/h(Abgaskomponente
Anmerkung:
Für den Normkubikmeter und den Normliter werden die Benennungen "std. m3" beziehungsweise "std. 1" verwendet.
Alle volumetrischen Maßeinheiten beziehen sich auf 273,15 K und 101,3 kPa.
Wasserdampf-Gleichgewichtskonstante = 3,5
UWS Umweltmanagement GmbHweiter . Frame öffnen