单台一年减排氮氧化物约1.2吨——这是北三集司对部分老旧设备发动机实施“国四”排放标准改造后,交出的一份亮眼的年度“绿色成绩单”。
所谓“国四”标准,指的是《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法》第四阶段标准。该标准对碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)和颗粒物(PM)等污染物实施严格限制。
与原先的“国二”相比,“国四”标准的氮氧化物减排要求提高了30%以上,颗粒物排放限值更是大幅收紧90%。排放标准的跃升,使大量仍在广泛使用的低标准老旧设备面临严峻的合规挑战。
对北三集司而言,排放合规压力尤为紧迫。“改造前,北三集司多台服役超十年的堆高机、重型叉车仍搭载‘国二’标准发动机。”项目负责人回忆道,“单台设备采购成本超百万元,全公司数十台老旧设备如果全部更换,将是一笔巨大开支。”为此,该公司果断确立了“以改代废”的策略,希望通过技术改造兼顾环保与效益,并由此拉开了历时半年的改造攻坚战。
改造过程中,团队对服役多年的康明斯QSB6.7“国二”发动机进行了系统性再造,通过引入高压共轨燃油系统,并创新组合DOC氧化催化器、DPF颗粒捕捉器、SCR选择性催化还原及DEF尿素喷射四重后处理技术,形成一套减排“组合拳”——氧化催化器将CO和HC转化为无害物质,颗粒捕捉器可捕获99%以上的碳烟颗粒,SCR系统则通过尿素喷射将NOx转化为氮气,从而实现尾气的深度净化。
“这不是简单的部件替换,而是一次系统性工程再造。”项目负责人介绍,除核心处理技术外,团队还攻克了发动机底座适配、排气管路重构等硬件难题。
为确保减排效果的持续稳定,团队自主研发了智能控制系统——新引入的HEM4300工程控制器具备远程监控功能,可实时回传排放数据;DPF再生系统的智能管理模块能根据工况自动选择再生模式,有效解决了港口机械低频作业导致的积碳问题。
运行数据充分验证了改造的价值。检测报告显示,自启动改造以来,目前北三集司已累计完成13台设备的发动机改造,设备颗粒物排放降低99%以上,氮氧化物转化效率达98%,已减排氮氧化物超10吨,各项环保指标均比肩业内先进水平。
在性能方面,改造后的发动机功率稳定维持在179千瓦,完全满足港口高强度作业需求;燃油经济性提高8%,单台设备年均节省燃油费用数万元。此外,每台设备综合使用寿命预计可延长3至5年,延缓了设备更新所需的大额资本投入。
“过去我们常把环保改造视为‘合规成本’,但实践证明,只要技术路线得当,环保与降本完全可以实现双赢。”北三集司相关负责人表示。目前,北三集司正在有序推进更多设备的“国四”发动机改造工作。据现有设备规模及测算数据,全部改造完成后,预计可为公司节约设备换新成本超千万元。
素材提供 | 曹言斌 姜怡(北三集司)

