- •9 Безопасность и экологичность решений проекта
- •9.1.2 Организационные и технические мероприятия, устраняющие
- •9.2.2 Расчёт вредных выбросов в атмосферу от маневровых
- •1) Принимая, что в году 252 рабочих дня, определяем расчётное время работы каждого тепловоза в различных режимах.
- •10) Определяем расход топлива на 1 секцию нового тепловоза чмэ3.
9.2.2 Расчёт вредных выбросов в атмосферу от маневровых
тепловозов, оценка платы
На сортировочной станции Лихая работают 9 маневровых тепловозов серии ЧМЭ-3.
Выбросы вредных веществ с отработанными газами зависят от режимов работы двигателей локомотивов.
Для удобства интервалы работы тепловозных двигателей разбиты на пять групп: Рех.х. – мощность в режиме холостого хода; 0,25 Рен; 0,5 Рен; 0,75 Рен и номинальный режим Рен.
Расчёт предельно допустимых выбросов вредных веществ осуществляется по формуле:
МПДВi,j,k = gi,j,k · τk, кг/год, (9.11)
где МПДВi,j,k – предельно допустимая масса i-го компонента, выброшенного j-м двигателем при работе на k-м режиме;
gi,j,k – удельный выброс i-го вредного вещества при работе j-го двигателя на k-м режиме, определяемый в зависимости от типа тепловоза и двигателя, кг/ч;
τk – продолжительность работы двигателя на k-м режиме, определяемая с учётом процентного распределения времени работы двигателей, ч/год.
В таблице 9.3 представлены значения удельных выбросов вредных веществ в отработанных газах дизельных двигателей локомотивов серии ЧМЭ3, кг/ч.
Таблица 9.3 – Значения удельных выбросов вредных веществ в отработанных газах дизельных двигателей локомотивов серии ЧМЭ3, кг/ч
Тип тепловоза и двигателя |
Номинальная мощность одного двигателя, кВт |
Вредное вещество |
Режим работы двигателя |
||||
Рех.х. |
25 % Рен |
50 % Рен |
75 % Рен |
Рен |
|||
ЧМЭ3 (К6S310Др) |
995 |
СО NO2 SO2 Сажа |
0,6 3,9 0,27 0,004 |
0,53 9,8 1,18 0,095 |
2,06 10,6 2,76 0,31 |
4,3 12,4 3,11 0,31 |
6,37 11,7 3,17 0,36 |
Процентное распределение времени работы двигателей тепловозов серии ЧМЭ3 при различных нагрузочных режимах:
Рех.х. = 45,6 %; 25 % Рен = 39,8%; 50 % Рен = 12,9%; 75 % Рен = 1,2%; Рен = 0,5 %.
Расход топлива двигателями локомотивов определяется следующим образом. В результате исследований профессора Ю. А. Магнитского установлены удельные расходы дизельного топлива gi при разных режимах работы двигателей внутреннего сгорания (ДВС), приведенные в таблице 9.4.
Таблица 9.4 – Удельные расходы дизельного топлива ДВС
Режим работы двигателя |
Рен |
75 % Рен |
50 % Рен |
25 % Рен |
Холостой ход |
Удельные расходы дизельного топлива, gi, г/кВт-ч |
210 230 |
220 245 |
250 260 |
270 280 |
42 Рен, г/ч 46 Рен, г/ч |
Примечание. В числителе – данные мощных ДВС, в знаменателе – двигателей малой мощности.
Зная удельные расходы топлива при работе двигателя в соответствующем режиме gi и время работы его в этом режиме, можно определить раход топлива, т/год, в каждом режиме работы ДВС:
Gх.х. = qх.х. · τх.х. · 10-6, т/год; (9.12)
G25%Рен = q25%Рен · 0,25 Рен · τ25%Рен · 10-6; (9.13)
G50%Рен = q50%Рен · 0,5 Рен · τ50%Рен · 10-6; (9.14)
G75%Рен = q75%Рен · 0,75 Рен · τ75%Рен · 10-6; (9.15)
GРен = qРен · Рен · τРен · 10-6, (9.16)
где Рен – номинальная мощность двигателя локомотива, определяемая по таблице 9.3, кВт;
τх.х. , τ25%Рен, τ50%Рен, τ75%Рен, τРен – соответственно общая продолжительность работы двигателя в данном режиме, ч, равная:
τj = R · mj (9.17)
где R – общая продолжительность работы локомотива за год, ч;
mj – процентное распределение времени работы двигателя тепловоза в различных нагрузочных режимах.
Общий расход топлива, т/год, одним новым двигателем со сроком эксплуатации до двух лет равен:
G = Gх.х. + G25%Рен + G50%Рен+ G75%Рен+GРен (9.18)
Если в локомотиве установлено n двигателей (обычно n = 1 или 2), то:
GΣ = n · G, т/год (9.19)
Если срок эксплуатации двигателей более двух лет, то расход топлива увеличивается до:
G΄ = GΣ · Kf,, т/год, (9.20)
где Kf – коэффициент влияния технического состояния тепловоза, равный для новых двигателей единице, для двигателей старше двух лет Kf = 1,2.
Для новых ДВС и двигателей тепловозов со сроком службы до двух лет плата за выбросы вредных веществ в атмосферу определяется по формуле:
П = G∑ · Цт · Ки · Кэ · Кг · Кт, (9.21)
где G∑ – суммарный расход топлива, т/год;
Цт – норматив платы за загрязнение атмосферы выбросами передвижных источников при сжигании 1 т топлива, руб./т; для дизельного топлива Цт = 2,5 руб./т;
Ки – коэффициент индексации, учитывающий уровень изменения цен в стране;
Кэ – коэффициент экологической ситуации, который зависит от экономического района РФ;
Кг – дополнительный экологический коэффициент для городов (с 2003 г. принят равным 1,2);
Kт – коэффициент влияния климатических условий работы тепловоза (в зависимости от месторасположения города, в котором находится депо). Принимается равным:
-
для районов, расположенных южнее 44о северной широты – 1,2;
-
для районов севернее 60о северной широты – 0,8;
-
для остальных районов – 1,0.
При увеличении срока службы двигателей тепловозов увеличивается количество выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ, так как возрастает количество сожжённого топлива в Kf раз. При наличии согласования с экологическими службами плата за эти выбросы определяется по формуле:
П = GΣ · Цт · Ки· Кэ · Кг · Кт + (G΄ – GΣ)·5 · Цт · Ки · Кэ · Кг·Кт (9.22)
С учётом этой формулы получим:
П΄ =GΣ · Цт · Ки· Кэ · Кг · Кт + 0,2 GΣ·5 · Цт · Ки · Кэ ·Кг· Кт =
= 2· GΣ · Цт · Ки · Кэ · Кг· Кт , руб./год (9.23)
Рассчитаем годовую плату за загрязнение окружающей среды выбросами 9 маневровых тепловозов серии ЧМЭ3, выполняющих маневровую работу на станции Лихая.