راهکارهای کاهش آلایندگی ژنراتور

این مقاله اطلاعات جامعی در مورد تعریف آلایندگی و راهکارهای کاهش آلایندگی ژنراتور ارائه می‌دهد. هنگام انتخاب یک مجموعه ژنراتور، بررسی سطح آلایندگی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، به‌ویژه به دلایل زیر:

1. کاربردهای ژنراتور اضطراری: برای موارد زیر نیازی به رعایت الزامات انتشار آلاینده‌ها ندارید:

• عملیات نامحدود برای تأمین برق اضطراری
• عملیات غیر اضطراری تا 100 ساعت

1. منبع برق اصلی: ژنراتورهای مورد استفاده به عنوان منبع برق اصلی باید با مقررات آلایندگی مطابقت داشته باشند. همه تولیدکنندگان اصلی موتور، نمودارهای آلایندگی اختصاصی خود را منتشر می‌کنند که نشان‌دهنده سطح گواهی‌شده EPA است.

آلایندگی چیست؟

اگزوز یک موتور دیزل حاوی محصولات جانبی حاصل از احتراق است. برای حفظ ایمنی محیط زیست، آلاینده‌های زیر به‌دقت نظارت می‌شوند:

• اکسید نیتروژن (NOx): گازی غیر سمی و بی‌رنگ که به‌طور طبیعی در نتیجه فرآیندهای مختلف طبیعی و سوزاندن سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود.
• هیدروکربن‌ها (HC): ترکیبات شیمیایی آلی که شامل کربن و هیدروژن هستند و از مولکول‌های ساده تا پلیمرهای پیچیده را در بر می‌گیرند.
• مونوکسید کربن (CO): گازی بی‌رنگ، بی‌بو و سمی که از سوختن ناقص سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود.
• ذرات معلق (PM): مجموع تمام ذرات جامد و مایع معلق در هوا که از منابع مختلف منتشر می‌شوند.

تاریخچه قوانین آلایندگی

پیش از ژوئیه 2006، مقررات مربوط به موتورهای دیزلی ثابت، که عمدتاً برای تولید برق استفاده می‌شد، با مقررات موتورهای دیزل غیر جاده‌ای متفاوت بود. تا آن زمان، مقررات فدرالی برای آلایندگی موتورهای ثابت وجود نداشت و این قوانین توسط مقامات ایالتی و محلی اداره می‌شد.

در ژوئیه 2006، آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) برنامه‌هایی را برای تنظیم انتشار گازهای گلخانه‌ای موتورهای دیزلی ثابت نهایی کرد. از اول ژانویه 2007، استانداردهای عملکرد جدید (NSPS) الزامات آلایندگی را برای موتورهای دیزلی ثابت با مقررات غیرجاده‌ای موجود هماهنگ کردند.

آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) دو دسته اصلی برای کاربردهای موتورهای دیزل غیرجاده‌ای تعریف کرده است:

1. موتورهای موبایل: این دسته شامل تجهیزاتی است که برای کاربردهای موقت و قابل حمل استفاده می‌شوند، مانند تجهیزات مزرعه، تجهیزات ساختمانی، مجموعه ژنراتورهای تریلردار، و سایر موتورهای صنعتی که به‌طور موقت در خارج از جاده استفاده می‌شوند.
2. موتورهای ثابت: این دسته شامل موتورهایی است که به‌طور دائم در یک مکان نصب شده و به عنوان منبع تغذیه اصلی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از جمله این موارد می‌توان به مجموعه‌های مولد آماده به کار، سیستم‌های انرژی پرایم و سیستم‌های توزیع شده در محل اشاره کرد. همچنین، اگر موتورهای تریلردار و مجموعه ژنراتورها بیش از 12 ماه در یک مکان نصب شده باشند، به عنوان موتورهای ثابت در نظر گرفته می‌شوند.

مقررات EPA موتورهای دیزلی را بر اساس سطوح انتشار به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌کند که به عنوان “Tier” شناخته می‌شوند. این دسته‌بندی‌ها بر اساس سطح آلایندگی و استانداردهای زیست‌محیطی تعیین می‌شوند. هر سازنده موتور، مانند موتور کامینز، دیترویت یا موتور کاترپیلار، موتورهای خود را مطابق با این مقررات تایید می‌کند. با این حال، گواهینامه Tier ممکن است بین سازندگان مختلف یکسان نباشد.

برای محاسبه و تعیین درجه انتشار (Tier) برای یک موتور(جدول 1)، می‌توان به مراحل زیر اشاره کرد:

1. بررسی اندازه ژنراتور: اندازه ژنراتور به کیلووات (kW) یا اسب بخار (HP) تعیین می‌شود. این اطلاعات به تعیین سطح آلایندگی کمک می‌کند.
2. بررسی تاریخ تولید موتور: تاریخ تولید موتور باید با مقررات مربوطه مطابقت داشته باشد. مقررات آلایندگی ممکن است با گذشت زمان تغییر کنند، بنابراین تطابق تاریخ تولید با استانداردهای موجود ضروری است.
3. بررسی Tier مرتبط: تعیین کنید که مجموعه ژنراتور با کدام Tier (که ممکن است به صورت کد رنگی مشخص شده باشد) مرتبط است. این اطلاعات نشان می‌دهد که موتور با چه سطحی از آلایندگی مطابقت دارد.

مقررات مربوط به ژنراتورهای آماده به کار و اضطراری که تحت تأثیر قوانین EPA قرار دارند، به ویژه بر روی موتورهای احتراق داخلی (RICE) متمرکز است. این مقررات به منظور کنترل و کاهش تأثیرات آلایندگی این موتورها بر کیفیت هوا و سلامت عمومی وضع شده‌اند.

تعریف موتورهای RICE

موتورهای RICE (Reciprocating Internal Combustion Engines) به موتوری اطلاق می‌شود که از پیستون‌هایی استفاده می‌کند که به طور متناوب به جلو و عقب حرکت کرده و فشار را به حرکت چرخشی تبدیل می‌کنند. این موتورها در کارخانه‌های تولیدی برای تولید برق و همچنین در مواقع اضطراری برای کاربردهای مختلف استفاده می‌شوند.

دلایل تنظیم مقررات RICE

EPA این موتورها را تنظیم می‌کند زیرا مجموع منابع احتراق، در صورت عدم کنترل، می‌توانند تأثیر قابل توجهی بر کیفیت هوا و سلامت عمومی داشته باشند. الزامات برای موتورهای RICE بر اساس موارد زیر تعیین می‌شود:

• موتور جدید یا موجود
• منطقه موتور یا منبع اصلی انرژی
• منبع برق آماده به کار اضطراری موتور

دسته‌بندی و مقررات RICE

EPA مقررات خود را به دو دسته کلی تقسیم می‌کند:

1. استاندارد ملی انتشار برای آلاینده‌های خطرناک هوا (NESHAP): که به تنظیم انتشار موتورهای احتراق داخلی می‌پردازد.
2. استانداردهای عملکرد منبع جدید (NSPS): که استانداردهای عملکرد برای موتورهای جرقه‌ای ثابت و موتورهای احتراق داخلی ثابت با تراکم را تعیین می‌کند.

مواردی که قانون RICE اعمال نمی‌شود

• وسایل نقلیه موتوری یا موتورهای غیر جاده‌ای: مانند تراکتورها یا بولدوزرها، موتورهایی که خودکششی هستند یا حرکت در حین انجام عملکرد طراحی شده دارند، و موتورهای قابل حمل که کمتر از 12 ماه در یک مکان مستقر هستند.
• موتورهای اضطراری موجود: در مناطقی مانند مسکونی، سازمانی یا تجاری که برای قابلیت اطمینان محلی استفاده نمی‌شوند.

مواردی که قانون RICE اعمال می‌شود

قانون RICE برای موتورهایی که به عنوان منبع اصلی قدرت استفاده می‌شوند و بیش از 500 اسب بخار قدرت دارند، اعمال می‌شود. همچنین شامل موتورهای جدید، موجود و بازسازی شده بر اساس تاریخ تولید آنها می‌شود.

قانون نهایی EPA

در ژانویه 2013، قانون NESHAP برای ژنراتورهای پشتیبان، به آنها اجازه داد تا 100 ساعت در سال بدون نیاز به استفاده از سوخت دیزل با گوگرد بسیار کم (ULSD) کار کنند. پس از بررسی چند دادخواست، EPA برخی از درخواست‌ها برای تغییرات در زمان‌بندی و اطلاعات گزارش‌دهی را رد کرد.

نتیجه‌گیری

مقررات EPA برای ژنراتورهای اضطراری و آماده به کار، از جمله محصولات شرکت دیزل استار، با توجه به اندازه، تاریخ تولید، و نوع استفاده از موتور، تعیین می‌شود. این مقررات با هدف کاهش آلایندگی و حفظ کیفیت هوا تنظیم شده‌اند و رعایت آنها برای هر نوع موتور RICE الزامی است.