Маневровые тепловозы

Расчёт величин выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами (в час, сутки, месяц, год) производится по формуле

где G_ij – общая масса i-го вещества, выброшенного j-ым двигателем при работе на k-ом режиме (кг); g_ijk – удельный выброс i-го загрязняющего вещества при работе j-го двигателя на k-ом режиме (кг/ч); n – число режимов работы двигателя тепловоза; t_к – доля времени работы двигателя на k-ом режиме (ориентировочные статические данные в % приведены в табл. 2); Т – суммарное время работы тепловоза (в сутки, месяц, год) в часах. Значения К_f и К_t принимаются по условиям, приведённым в разделе 2.1.

Расчёт величин выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами тепловозов промышленного железнодорожного транспорта производится аналогично расчёту для маневровых тепловозов по формуле

где Т¹ – время нахождения тепловоза в эксплуатации, включая время простоя в ожидании работы, ч; К_n – коэффициент использования тепловоза равен 0,7. Значения g_ijk и t_к для тепловозов промышленного железнодорожного транспорта приведены в табл. 2 и 3.

Таблица 2

Нормативные значения удельных выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами дизельных двигателей (g_ijr, кг/ч)

Тип тепловоза	Наименование загрязняющего вещества	Режим работы двигателя
хх	25% Ne	50% Ne	75% Ne	Ne
ТЭМ1	СО	0,8	0,99	1,24	1,75	3,51
NOx	2,0	3,98	6,98	8,0	9,36
Сажа	0,01	0,08	0,23	0,29	0,31
ТЭМ2	СО	0,85	0,91	1,46	2,14	4,24
NOx	4,17	10,01	11,56	13,17	14,79
Сажа	0,02	0,05	0,1	0,23	0,43
ЧМЭ3	СО	0,60	0,53	2,06	4,3	6,37
NOx	3,90	9,8	10,60	12,40	11,70
Сажа	0,04	0,09	0,31	0,34	0,36

Таблица 3

Разделение времени работы маневровых тепловозов по режимам работы

Тип тепловоза	Режим работы двигателя
хх	25% Ne	50% Ne	75% Ne	Ne
ТЭМ1, ТЭМ2, ТЭМ3	45,6	39,8	12,9	1,2	0,5
ТЭМ7	41,5	43,4	13,1	1,4	0,6
ТГМ23	68,7	20,1	8,9	1,5	0,8

С 1 марта 1998 г. вступила в действие методика определения массы выбросов загрязняющих веществ тепловозами в атмосферу, разработанная Научно-исследовательским институтом тепловозов и путевых машин (ВИНИТИ) МПС. В этой методике тепловоз рассматривается как одиночный точечный неподвижный низкий источник выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферу, работающий на определённых режимах. Масса выбросов загрязняющих веществ определяется для магистральных и маневровых тепловозов. Магистральные тепловозы, в свою очередь, подразделяются на пассажирские и грузовые (с электропередачей), а маневровые — на тепловозы с электропередачей и гидропередачей.

Масса загрязняющих веществ определяется двумя способами: расчётным путём и по количеству сожжённого тепловозом топлива.

Содержание загрязняющих веществ в отходящих газах обозначается символом «j». Значение j = 1 соответствует окислам азота (NO_x), j =2 — окиси углерода (СО), j =3 — углеводородам, j =4 — саже.

Для магистральных тепловозов содержание загрязняющих веществ в отработавших газах определяется для всех четырёх компонентов, а для маневровых — для трёх компонентов, а именно, оксидов азота, оксида углерода и сажи. Содержание загрязняющих веществ в отходящих газах для различных режимов работы тепловозов обозначается символом «i». Для тепловозов с электропередачей расчёты ведутся на режимах холостого хода (i = 1), в промежуточном режиме (i =2-4) и номинальном (i = 5). Для тепловозов с гидропередачей расчёты ведутся только на режиме холостого хода.

Содержание загрязняющих веществ зависит от времени эксплуатации тепловозов, т. е. от его состояния, которое обозначается символом «s». Состояние s = 1 соответствует новому тепловозу (после постройки), s = 2 — эксплуатируемому после первого ТР1, s = 3 — эксплуатируемому после второго ТР1 и s = 4 — эксплуатируемому после первого ТР2 и s = 5 — эксплуатируемому после второго ТР2.

Валовая масса выбросов загрязнителей j-го компонента (нормированная или фактическая) в отчётный период рассчитывается по формуле

где — валовая масса выброса загрязнителей, т; Т_раб — время работы тепловоза в отчётном периоде, ч (определяется по номинальной отчётной документации); — полная мощность (скорость) выброса загрязнителей j-го компонента на всех режимах контроллера машиниста (ПК), т/ч.

Полная мощность выброса определяется по формуле

где n — номер ПК: n =1-16 для ПК магистральных и n = 1-9 для маневровых тепловозов; — мощность выброса загрязнителей j-го компонента на n -й позиции контроллера машиниста (ПК) i-го режима (нормированная или фактическая).

Мощность выброса на j-ой ПК i-го режима определяется по формуле

где — концентрация j-го компонента на n-ой ПК i-го режима; — условный объёмный расход отходящих газов, м³/с, который на n -ой ПК i-го режима (нормированный или фактический) для четырёхтактного дизеля рассчитывается по формуле

а для двухтактного дизеля

где V_h — суммарный рабочий объём всех цилиндров дизеля, м³; n_д — частота вращения коленчатого вала двигателя на n-ой ПК j-го режима (нормированная или фактическая), мин^-1; — коэффициент относительного времени работы тепловоза на n-й ПК i-го режима.

При отсутствии контроля за выбросами загрязняющих веществ тепловозами расчёт массы загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, производится по количеству сожжённого топлива.

Средняя валовая или эксплуатационная валовая масса загрязнителей i-го компонента в отчётный период (нормированная или фактическая) рассчитывается по формулам

где — средняя удельная масса j-го компонента с учетом работы на всех ПК, кг/т; — удельная эксплуатационная масса j-го компонента с учётом работы всех ПК; — эксплуатационное количество сожжённого топлива за отчётный период, т; — среднее количество сожжённого топлива за отчётный период, т, которое находят по формуле

где — время работы тепловоза за отчётный период, ч (определяется по нормативным документам) и — часовой нормированный расход топлива на n-ой ПК тепловоза данного типа, кг/ч.

Эксплуатационное количество сожжённого топлива в отчётном периоде находят по формуле

где — эксплуатационный часовой расход топлива, кг/ч.

ЗАДАЧА 1

Через вытяжную шахту высотой Н и диаметром устья D выбрасывается в атмосферу вентиляционный воздух после очистки в пылеулавливающих установках, степень пылеулавливания которых более 90%. Объём выбрасываемого воздуха составляет V, валовый выброс пыли М. Пыль нетоксичная, с максимально-разовой предельно-допустимой концентрацией С_пдк, фоновая концентрация С_ф. Предприятие расположено в различных регионах РФ. Определить величину максимального загрязнения пылью приземного слоя атмосферы и сравнить её с ПДК.

Вариант задания принимается по последней цифре учебного шифра. Исходные данные для выполнения самостоятельной работы приведены в табл.4.

Решение

1. Определяем скорость выхода воздуха из устья шахты

, м/с.

2. Находим параметр V_м

.

3. Определяем параметр п при условии V_м >0,3м/с

.

4. Определяем коэффициент К.

5. Максимальная величина загрязнения приземного слоя атмосферы С_м, мг/м³.

6. С учётом фонового загрязнения воздуха в данной местности общее загрязнение составит

С_об=С_м+С_ф.

7. Сравнить С_об и С_пдк.