Практическое задание: Расчет валовых выбросов в атмосферу от передвижных установок железнодорожного транспорта и платы за эти выбросы

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 q_in (г/с) магистральных и маневровых тепловозов

Таблица 2. Относительное время работы тепловозов и рефрижераторных поездов (%)

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;

A_n - относительное время работы на n-ом режиме;

K_c - коэффициент технического состояния дизелей, принимаемый равным 1,2 для дизелей со сроком эксплуатации более 2х лет;

К_к - 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)

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 q_ix (г/час) и q_iм (г/кВт час) путевой техники

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

q_ix - удельный выброс (г/год) i-загрязняющего вещества при работе двигателя на холостом ходу;

q_iм - удельный выброс (г/кВт год) i-загрязняющего вещества на единицу мощности при работе двигателя в течение года;

N - мощность двигателя, кВт;

К_р - коэффициент использования мощности двигателя;

К_с - коэффициент технического состояния дизелей, принимаемый равным 1,2 для дизелей со сроком эксплуатации более 2х лет;

К_к - 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

Расчет платы за загрязнение окружающей среды выбросами подвижного состава и путевой техники МПС - П_В проводится по формуле:

, где

И - инфляционный индекс, равный 50;

К_В - территориальный коэффициент, равный 2;

H_Вi - норматив платы за выброс тонны i-загрязнителя (руб./т). Значения норматива платы для основных загрязнителей: окиси углерода (СО), окислов азота (NO_x) и сажи (С) приведены в таблице 4.

Для тепловозов или рефрижераторных поездов:

П_в1, когда норматив платы H_Вi в пределах установленных допустимых нормативов (ПДВ) выбросов:

руб.

П_в2, когда норматив платы H_Вi в пределах установленных лимитов выбросов (ПДВ):

руб.

Для путевой и эксплуатационной техники:

руб.

руб.