Расчет валовых выбросов в атмосферу от передвижных установок железнодорожного транспорта и платы за эти выбросы
Практическая работа
Расчет валовых выбросов в
атмосферу от передвижных установок железнодорожного транспорта и платы за эти выбросы
Теоретическая часть
ТЭМ7
Тепловоз ТЭМ7 пpедназначен для тяжелой маневpово-вывозной и
гоpочной pаботы. Самый мощный маневровый тепловоз, эксплуатирующийся на
железных дорогах стран постсоветского пространства. Шиpоко используется на
соpтиpовочных станциях и вывозке гpуза из каpьеpов. Может pаботать по системе
двух единиц.
Расположение оборудования на тепловозе ТЭМ7
- гидроредуктор привода вентилятора; 2 - вентилятор; 3 -
дизель; 4 - тяговый генератор; 5 - вентиляторный агрегат; 6 - мотор-компрессор;
7 - камера для электрических аппаратов; 8 - пульт управления; 9 - аккумуляторная
батарея
Дизель - 12ЧН26/26 четыpехтактный двенадцатицилиндpовый с
V-обpазным pасположением цилиндpов, с газо-туpбинным наддувом и охлаждением
наддувочного воздуха. Частота вpащения - 1000 об/мин. (Производится ОАО ХК
«Коломенский завод» г. Коломна).
Электpопеpедача пеpеменно-постоянного тока. Состоит из
синхpонного тягового генеpатоpа, выпpямительной установки, восьми тяговых
электpодвигателей постоянного тока, возбудителя и комплекта электpической
аппаpатуpы.
Ходовая часть обеспечивает наиболее полное использование
сцепной массы, хоpошие динамические качества и вписывание в кpивые малого
pадиуса. Каждая четыpехосная тележка состоит из двухосных тележек, соединенных
между собой пpомежуточной pамой. Pессоpное подвешивание двухступенчатое.
Тоpмозная система обоpудована автоматическим пpямодействующим
тоpмозом с двухстоpонним нажатием колодок; для получения высокой надежности
тоpмозного обоpудования пpименена система осушки воздуха.
Компpессоp двухступенчатый с пpиводом от электpодвигателя.
Pучной тоpмоз - механический. Для возможности pаботы с самоpазгpужающимися
вагонами тепловоз поставляется с двумя компpессоpными установками.
Кузов машинного отделения имеет двухствоpчатые двеpи, люки и
съемные элементы кpыши, обеспечивающие свободный доступ к агpегатам пpи
обслуживании, pемонте и демонтаже.
Кабина машиниста pазpаботана с учетом действующих
санитаpно-гигиенических тpебований. Пpибоpы для контpоля паpаметpов силовой
установки и вспомогательных агpегатов, обоpудование для упpавления и
безопасного ведения поезда удобно pасположены. На тепловозе пpедусмотpена
система бдительности.
Упpавление тепловозом может осуществляться одним машинистом с
любой стоpоны кабины; место нахождения машиниста указывается сигнализатоpом.
Система автоpежима поддеpживает заданную скоpость движения состава.
Тележки - четырехосные с бесчелюстными буксами и
двухступенчатым рессорным подвешиванием, состоящие из двух двухосных тележек,
объединенных промежуточной рамой.
Для более эффективной передачи тягового усилия на тепловозе
применены наклонные тяги, низко расположенные шкворни и догружатели тележек.
Год начала выпуска - 1981.
Технические условия - ТУ 24.4.472-81.
Техническая характеристика:
Ширина колеи, мм…………. 1520
Габарит по ГОСТ 9238-83………. 1-Т
Мощность по дизелю, кВт (л. с.)……… 1470 (2000)
Осевая формула…………. 20+20−20+20
Служебная масса, т………… 180±3%
Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН (тс)…. 220±3%
(22,5±3%)
Сила тяги при длительном режиме, кН (тс)…… 343 (35)
Скорость при длительном режиме, км/ч……. 10,5
Конструкционная скорость, км/ч……… 100
Минимальный радиус проходимых кривых, м…. 80
Марка дизеля (обозначение по ГОСТ 4393-82)…. 2-2Д49
(12ЧН1А26/26)
Габаритные размеры, мм:
длина по осям автосцепок……… 21500
ширина, максимальная………. 3280
высота от головок рельсов (по крыше кузова)…. 4590
Диаметр колес, мм………… 1050
Запасы, кг:
топлива…………. 6000
песка…………… 2300
воды в системе охлаждения……… 850
масла в системе смазки дизеля……. 970
Масса балласта догружающего, кг……. 2600
Машина выправочно-подбивочно-рихтовочная для стрелочных
переводов и пути ВПРС-500
Машина ВПРС-500 предназначена для механизированной выправки
стрелочных переводов и железнодорожного пути в продольном и поперечном профиле,
подбивки балласта под шпалами, уплотнения балласта у торцов шпал и рихтовки
пути в плане при всех видах ремонта и содержания пути, а также при
строительстве железных дорог с рельсами до Р65 включительно, с деревянными и
железобетонными шпалами.
Машина ВПРС-500 (фиг. 30) представляет собой универсальную
железнодорожную самоходную машину цикличного действия, рама которой опирается
на две двухосные тележки: переднюю - тяговую и заднюю - бегунковую.
На раме машины смонтированы силовая установка, рабочие органы
(подбивочные балки, уплотнители балласта, подъемно-рих - товочное устройство),
две кабины (водителя и оператора) и другое оборудование.
Силовая установка состоит из дизеля ЯМЭ-238, от которого
приводится тяговая тележка, два компрессора, гидронасосы, гидравлическая
система.
Передача крутящего момента от дизеля на колеса осуществляется
трансмиссиями: механической в транспортном режиме и гидромеханической в
рабочем.
Два подбивочных блока, которые работают независимо друг от
друга, подвешены на передней раме перед бегунковой тележкой. Подбивочный блок
состоит из станины, в расточках которой установлены: эксцентриковый вал на
подшипниках, гидродвигатель, рычаги с подбойками.
Вибрация подбоек вызывается эксцентриковым валом, приводимым
гидродвигателем. Уплотнитель балласта расположен в средней части на подвижной
раме подбивочного блока.
Подъемно-рихтовочное устройство расположено в средней части
машины перед под - бивочными блоками; состоит из балки захвата, балансира,
клещевидных захватов (заднего и переднего), рихтовочных роликов, направляющей
колонны, гидравлических цилиндров подъема и сдвижки (рихтовки) пути.
Тяговый привод машины в рабочем режиме и привод рабочих
органов осуществляется с помощью лопастных гидромоторов. Машина оборудована
пневматическим и ручным тормозами.
Серийное производство с 1978 г. Изготовитель - Кировский
машиностроительный завод им. 1 Мая.
Техническая характеристика:
Ширина колеи, мм…………. 1520
Габарит по ГОСТ 9238-83………. 1-Т
Скорость передвижения, км/ч:
самоходом…………. 70
в составе поезда…………. 100
База машины, мм………….11000
Диаметр колес, мм………… 700
Масса, т……. 41,2
Силовая установка:
Удельный расход топлива, г/э. л. с.-ч…………167
Марка дизеля………… ЯМЭ-238
Мощность, э.л.с………….240
ВПРС-500
Практическая часть
1) Расчет выбросов загрязняющих веществ для тепловоза ТЭМ2
Исходные данные:
Таблица 1. Удельные выбросы qin (г/с) магистральных и
маневровых тепловозов
Тип тепловоза
|
Загрязняющее
вещество
|
Режим работы
двигателя по мощности
|
|
|
холостой ход
|
25%
|
50%
|
75%
|
максимальная
мощность
|
ТЭМ7
|
окись углерода
|
0,32
|
0,93
|
1,56
|
1,78
|
2,37
|
|
окись азота
|
1,57
|
3,44
|
5,42
|
6,56
|
8,00
|
|
двуокись серы
|
|
|
|
|
|
|
сажа
|
0,001
|
0,01
|
0,02
|
0,03
|
0,07
|
Таблица 2. Относительное время работы тепловозов и
рефрижераторных поездов (%)
Тип тепловоза,
рефрижераторного поезда
|
Режим работы
двигателя по мощности
|
|
холостой ход
|
25%
|
50%
|
75%
|
максимальная
мощность
|
магистральные и
маневровые тепловозы
|
ТЭМ7
|
68,7
|
20,1
|
8,9
|
1,5
|
0,8
|
1. Методика расчета выбросов загрязняющих
веществ
Расчет выбросов приводится для следующих видов передвижных
источников МПС, работающих на дизельном топливе:
a) магистральные, маневровые или промышленные тепловозы;
рефрижераторные поезда
b) путевая строительная техника
Для тепловозов и рефрижераторных поездов расчет валовых выбросов
для каждого i-ингредиента
проводится по формуле:
, где
in - удельный выброс (г/с) i-загрязняющего вещества при работе на n-ом режиме;
An - относительное время работы на n-ом режиме;
Kc - коэффициент технического состояния
дизелей, принимаемый равным 1,2 для дизелей со сроком эксплуатации более
2х лет;
Кк - климатический коэффициент, равный 1,2 для
районов, расположенных южнее 440 северной широты;
Т - суммарное годовое время работы, 256 суток.
Полученные результаты:
Таблица 3. Валовый выброс загрязняющего вещества (т/год)
Тип тепловоза
|
Загрязняющее
вещество
|
Режим работы
двигателя по мощности
|
|
|
|
холостой ход
|
25%
|
50%
|
75%
|
максимальная
мощность
|
Общий валовый
выброс загрязняющего вещества
|
ТЭМ7
|
окись углерода
|
0,006890988
|
0,005118198
|
0,009842688
|
0,000698941
|
0,030654997
|
|
окись азота
|
0,039761142
|
0,025489244
|
0,017782456
|
0,003627418
|
0,002359296
|
0,089019556
|
|
двуокись серы
|
|
|
|
|
|
|
|
сажа
|
0,000025326
|
0,000074097
|
0,000065618
|
0,000016589
|
0,000020644
|
0,000202274
|
Вывод. В данной части практической работы я рассчитал
валовый выброс загрязняющих веществ, а именно окиси углерода, окиси азота и
сажи, в разных режимах работы двигателя тепловоза, в т/год. По расчетам я могу
сказать, что при холостом режиме больше всего выбрасывается окиси азота =
0,039761142 т/год и при других режимах работы двигателя больше всего выделяется
окиси азота. При всех режимах происходит наименьший выброс сажи. В сумме при
разных режимах работы двигателя происходит наибольший выброс окиси азота
=0,089019556 т/год, наименьший сажи =0,000202274 т/год. Если рассмотреть
окись азота в качестве примера, то ее больше выделяется при работе двигателя на
холостом ходу (0,039761142 т/год), а меньше при максимальной работе двигателя
(0,002359296 т/год).
2) Расчет валовых выбросов в атмосферу от путевой
техники
Исходные данные:
Таблица 1. Удельные выбросы qix (г/час) и qiм (г/кВт час) путевой
техники
Тип путевых
машин
|
загрязняющее вещество
|
мощность
двигателя, кВт
|
коэф. испол.
мощности
|
Выброс
загрязняющего вещества
|
|
|
|
|
холостой ход qix (г/год)
|
нагрузка qiм (г/кВт год)
|
ВПРС-500
|
Окись углерода
|
177
|
0,2
|
180
|
3
|
|
Двуокись азота
|
|
|
460
|
11,62
|
|
сажа
|
|
|
2,3
|
0,28
|
2. Методика расчета выбросов загрязняющих
веществ
Расчет выбросов приводится для следующих видов передвижных
источников МПС, работающих на дизельном топливе:
a) магистральные, маневровые или промышленные тепловозы;
рефрижераторные поезда
б) путевая строительная техника
Для путевой и эксплуатационной техники МПС расчет валовых
выбросов для каждого i-ингредиента проводится по формуле:
, где
qix - удельный выброс (г/год) i-загрязняющего вещества при работе двигателя на холостом
ходу;
qiм - удельный выброс (г/кВт год) i-загрязняющего вещества на единицу мощности при работе двигателя в
течение года;
N - мощность двигателя, кВт;
Кр - коэффициент использования мощности двигателя;
Кс - коэффициент технического состояния дизелей,
принимаемый равным 1,2 для дизелей со сроком эксплуатации более 2х лет;
Тип путевых
машин
|
загрязняющее
вещество
|
валовый выброс
для ингредиента, Мi, т/год
|
|
|
|
ВПРС-500
|
Окись углерода
|
1,678521139
|
|
Двуокись азота
|
4,991114281
|
|
сажа
|
0,085653062
|
Кк - климатический коэффициент, равный 1,2
для районов, расположенных южнее 440 северной широты;
Т - суммарное годовое время работы, 256 суток.
Выводы:
· в ходе данной части практической работы были
выполнены: расчет годового выброса загрязняющих веществ, а именно двуокиси
азота, окиси углерода и сажи, для путевой техники ВПРС-500, используемой в МПС.
В ходе расчетов получилось, что больше всего в атмосферу выбрасывается двуокиси
азота =4,991114281т/год, меньше всего сажи =0,085653062 т/год и окиси
углерода выбрасывается =1,678521139 т/год.
· сравнивая годовые выбросы загрязняющих веществ
тепловоза ТЭМ7 и путевой техники ВПРС-500 по двум показателям видно, что сажи
от ВПРС-500 выбрасывается на 85,45 кг больше чем от ТЭМ7 и окиси углерода от
ВПРС-500 выбрасывается больше на 4,961 т/год.
3) Методика расчета платы за выбросы
загрязняющих веществ
Таблица 4
Загрязняющее
вещество
|
Норматив платы HBI, тыс. руб./т
|
окись азота
|
35/175
|
двуокись азота
|
52/260
|
окись углерода
|
0,6/3,0
|
сажа
|
41/205
|
Расчет платы за загрязнение окружающей среды выбросами
подвижного состава и путевой техники МПС - ПВ проводится по формуле:
, где
И - инфляционный индекс, равный 50;
КВ - территориальный коэффициент, равный 2;
HВi -
норматив платы за выброс тонны i-загрязнителя
(руб./т). Значения норматива платы для основных загрязнителей: окиси углерода
(СО), окислов азота (NOx)
и сажи (С) приведены в таблице 4.
Для тепловозов или рефрижераторных поездов:
Пв1, когда норматив платы HВi в
пределах установленных допустимых нормативов (ПДВ) выбросов:
руб.
Пв2, когда норматив платы HВi в
пределах установленных лимитов выбросов (ПДВ):
руб.
Для путевой и эксплуатационной техники:
руб.
руб.