Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
8 ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО УЩЕРБА ОТ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ТЕПЛОВОЗОМ
8.1 Вредное воздействие тепловоза на окружающую среду
Железнодорожный транспорт оказывает неблагоприятное воздействие на все звенья биосферы. При этом имеются в виду воздействия на атмосферу, литосферу и гидросферу:
- выбросы в атмосферу токсичных веществ с отработавшими газами (ОГ) дизеля, картерными газами, котельными депо, испарения топлива;
- тепловое загрязнение атмосферы;
- выбросы диоксида углерода;
- электромагнитные поля;
- загрязнение окружающей среды при производстве, ремонте и обслуживании локомотивов и вагонов;
- шум и вибрация, создаваемые работающими двигателями, возникающие при качении колесных пар по рельсам, при колебаниях верхнего строения пути;
- загрязнение верхнего строения пути продуктами износа рельсов, бандажей, тормозных колодок;
- загрязнение железнодорожного полотна маслом, вытекающим из неплотностей соединений и смываемым поверхностными водами в водоемы;
- загрязнение железнодорожного пути перевозимыми грузами.
При использовании в качестве тяговых единиц тепловозов деятельность железнодорожного транспорта в наибольшей степени отражается на атмосфере. Содержание оксидов азота в отработавших газах дизелей тепловозов составляет 50…90 г/кг топлива, оксида углерода – 10…20 г/кг, несгоревших углеводородов около 10 г/кг, сернистого ангидрида около 4 г/кг, сажи 0,3…2 г/кг. В состав отработавших газов дизеля входит около 200 компонентов, большинство из которых токсичны.
Выбрасываемые в атмосферу вредные вещества оказывают вредное воздействие на природу и человека. Действие токсичных компонентов отработавших газов на человеческий организм разнообразно, от инициации незначительных неприятных ощущений до раковых заболеваний. Степень их воздействия зависит от их концентрации в атмосфере, состояния человека и его индивидуальных особенностей. Ниже приведена краткая характеристика некоторых токсичных компонентов, входящих в состав отработавших газов дизеля, по воздействию на организм человека.
Оксид углерода – снижает функцию кислородного питания, выполняемую кровью. В результате кислородного голодания нарушаются функции центральной нервной системы, возможна потеря сознания и летальный исход.
Оксиды азота – раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа, остаются в легких в виде азотной и азотистой кислот. Опасность воздействия заключается в том, что отравление организма проявляется не сразу, а постепенно, причем каких либо нейтрализующих средств нет.
Углеводородные соединения – вызывают раздражение глаз, горла, носа и заболевание этих органов человека. Наносят ущерб растительному и животному миру.
Альдегиды – раздражают глаза и верхние дыхательные пути, поражают центральную нервную систему, печень, почки.
Сажа – вызывает негативные изменения в системе дыхательных органов человека. Мелкие частицы сажи размером 0,5 - 2 мкм задерживаются в легких, дыхательных путях, вызывают аллергию. Сажа загрязняет воздух, ухудшает видимость, но самое опасное в том, что на саже адсорбируются тяжелые ароматические углеводороды, в том числе канцерогенный бензапирен.
Сернистый ангидрид – нарушает белковый обмен и ферментативные процессы, вызывает раздражение глаз, кашель.
В таблице 8.1 приведены значения удельных выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами дизельных двигателей маневровых тепловозов, g, кг/ч.[7]
Таблица 8.1 - Значения удельных выбросов загрязняющих веществ с
отработавшими газами дизельных двигателей маневровых
тепловозов
|
Тип тепловоза |
Наименование загрязняющего вещества |
Режим работы двигателя |
||||
|
холостой ход |
25%Ne |
50%Ne |
75%Ne |
максим. мощность |
||
|
ЧМЭЗ |
CO |
0,60 |
0,53 |
2,06 |
4,30 |
6,37 |
|
NO |
3,90 |
9,80 |
10,60 |
12,40 |
11,70 |
|
|
Сажа |
0,04 |
0,09 |
0,31 |
0,34 |
0,36 |
|
|
ТЭМ7 |
CO |
1,15 |
3,35 |
5,62 |
6,41 |
8,54 |
|
NO |
5,65 |
12,40 |
19,50 |
23,60 |
28,80 |
|
|
Сажа |
0,06 |
0,12 |
0,31 |
0,36 |
0,47 |
8.2 Нормирование выбросов и дымности
Уровень вредных выбросов и дымности тепловозных дизелей оценивается различными показателями. Согласно действующим ГОСТам уровень вредных выбросов измеряется в г/кВтч или г/кг топлива, а уровень дымности нормируется по значению натурального показателя ослабления светового потока К, 1/м или по дымности ОГ N, %.
Уровни выбросов вредных веществ и сажи нормируются по режимам работы дизеля, однако более полной является оценка по цикловым показателям. Испытательные циклы при этом выбирают максимально приближенными к условиям реальной эксплуатации тепловозного дизеля.
Таблица 8.2 – Процентное распределение времени работы маневровых
тепловозов при различных режимах работы
|
Тип тепловоза |
холостой ход |
25%Ne |
50%Ne |
75%Ne |
максим. мощность |
|
ЧМЭ3 |
45,6 |
39,8 |
12, 9 |
1,2 |
0,5 |
|
ТЭМ7 |
41,5 |
43,4 |
13,1 |
1, 4 |
0,6 |
8.3 Расчет ущерба от выброса вредных веществ в атмосферу
Ущерб от выброса вредных веществ в атмосферу от отдельного источника находится по формуле[7]:
У = γ·σ·f·M, руб/год (8.1)
где γ – размерная константа, переводящая условную оценку выброса в
денежную, в ценах 2012 г,γ = 85 руб/т;
σ – показатель опасности загрязнения атмосферы над различными
территориями σ = 4;
f – поправка, учитывающая характер рассеяния примесей в атмосфере,
для тепловозов f = 10;
M – приведенная годовая масса выброса от источника, усл. т/год.
, (8.2)
, кг (8.3)
где Gy - общая масса i-гo вещества, выброшенного j – тым двигателем при
работе на K – том режиме (кг);
gyk – удельный выброс i-го загрязняющего вещества при работе j – го
двигателя на K – том режиме (кг/ч). Данные для основных типов
дизелей приведены в табл.8.1;
n - число режимов работы двигателя тепловоза;
rk - доля времени работы двигателя на K-том режиме (ориентировочные
статистические данные в % приведены в табл.8.2);
T- суммарное время работы тепловоза (в сутки, месяц, год) в часах.
Kf – коэффициент влияния технического состояния тепловозов,
принимаем 1,2 для тепловозов со сроком эксплуатации более двух
лет;
Kt - коэффициент влияния климатических условий работы тепловозов,
принимаем 1.
8.3.1 Расчет ущерба от выброса вредных веществ в атмосферу от тепловоза ЧМЭ3 при различных режимах работы
У = 85·4·10·8606,34=29261556 руб/год
Так как на горке задействовано 2 тепловоза то
У = 29261556·2=58523112 руб/год
8.3.2 Расчет ущерба от выброса вредных веществ в атмосферу от тепловоза ТЭМ7
У = 85·4·10·14420,2=49028680 руб/год
8.4 Мероприятия по снижению уровня выбросов вредных веществ
Методы снижения токсичности можно разделить на три направления:
- воздействие на рабочий процесс;
- нейтрализация отработавших газов;
- применение присадок и альтернативных топлив.
Снижение выброса NO до 50% может быть получено за счет уменьшения опережения впрыска, хотя при этом несколько увеличиваются выбросы СО, СН и сажи, а также удельный расход топлива. Наиболее эффективно уменьшение угла на первые 4-6 град. от оптимального по расходу топлива. Из-за более позднего начала сгорания увеличивается энергия ОГ, что приводит к увеличению температуры выпускного клапана и его седла. Этот способ наиболее простой для реализации.[7]
8.4.2 Регуляция отработавших газов
Для уменьшения выделения оксидов азота возможно применение рециркуляции части отработавших газов на впуск дизеля, при этом уменьшается максимальная температура цикла. Уменьшение температуры происходит главным образом, из-за большей удельной теплоемкости продуктов сгорания по сравнению с воздухом. Кроме того наличие продуктов сгорания оказывает влияние на процесс сгорания в цилиндре. Уменьшение температуры влияет также на концентрацию атомарного кислорода, что, в свою очередь, снижает скорость реакции образования NO. Применение рециркуляции вызывает существенное увеличение дымности, а также содержания продуктов неполного сгорания в отработавших газах. На эффективность рециркуляции влияют: режим работы двигателя, количество перепускаемого газа и его температура, угол опережения впрыска топлива, способ смесеобразования и др. Использование рециркуляции наиболее эффективно на режимах холостого хода, малых и средних нагрузок. На номинальном режиме резко возрастает дымность отработавших газов и расход топлива. Для тепловозных дизелей, которые наибольшее количество оксидов азота выбрасывают на режимах 30-50% номинальной нагрузки, рециркуляцию целесообразно применять при нагрузке до 50% от номинальной.[7]
8.4.3 Использование природного газа в качестве топлива
Природный газ является одной из альтернатив дизельному топливу, кроме того его применение снижает выбросы вредных веществ. Газ подается в цилиндры двигателя в смеси с воздухом и воспламеняется либо запальной порцией дизельного топлива (10…15% номинальной подачи), либо специальной искровой системой зажигания. Хранение запаса газа для питания дизеля тепловоза может осуществляться в сжатом или сжиженном виде. Возможно хранение сжиженного природного газа в специальных криогенных емкостях, которые устанавливаются в отдельной криогенной секции тепловоза. Недостатками, которые препятствуют широкому внедрению этого способа, являются сложность перевозки запаса сжиженного газа на тепловозе, взрывоопасность и сложность сжижения газа перед заправкой, кроме того использование газа существенно увеличивает стоимость тепловоза и делает более дорогой его эксплуатацию.[7]
PAGE \* MERGEFORMAT 82