1. Цель работи

• Освоить методику определения предотвращённого ущерба от отработанных газов СЭУ при работе на разных видах топлив.

• Определить абсолютный ущерб от воздействия токсикантов отработанных газов СЭУ воздушному бассейну при работе на разных видах топлив.

• Определить величину предотвращённого ущерба от отработанных газов СЭУ при работе на разных видах топлив.

• Определить величину удельного ущерба воздушному бассейну при работе на разных видах топлив.

• Разработать технические рекомендации по снижению ущерба от отработанных газов СЭУ при работе на разных видах топлив [5].

2. Теоретическаа часть

В результате антропогенной деятельности в промышленности, транспорте, сельском хозяйстве, военно-промышленном комплексе наносится ущерб окружающей среде, обусловленный оборудованием материальных и энергетических отходов. В результате совокупного действия этих факторов на окружающую среду нарушается один из основных законов экологии - принцип взаимосвязи, рационального взаимодействия человека с окружающей средой. Ущерб проявляется в сокращении плодородных земель и лесных массивов, загрязнении водного и воздушного бассейна, литосферы, эрозии грунта, создании условий для "парникового" эффекта планеты, уничтожении защитного «озонового слоя», повышении уровня заболеваний человека и снижение его иммунной системы.

Ущерб, наносимый окружающей среде, распределяется следующим образом между оболочками Земли:

- воздушний бассейн 70%;

- водный бассейн 20%;

- литосфера 10%.

Абсолютный ущерб может быть рассчитан в зависимости от совокупного действия вредных веществ, выделяемых при эксплуатации судна, наносимый морской, окружающей среде.

Предотвращенний ущерб определяется по разнице величин абсолютных ущербов на разных видах топлив.

Для снижения уровня деградации окружающей среды необходимо, чтобы совокупная величина абсолютного ущерба стремилась к нулю, а величина предотвращенного ущерба была максимальной.

Ужесточение требований по содержанию серосоединений в судовом топливе может решаться тремя путями:

1. использованием вместо судового мазута дистиллятов - газойля, дизельного топлива, вакуумного газойля, однако стоимость такого топлива в среднем на 250 долл. дороже высокосернистого мазута;

2. очистка отработанніх газов при помощи очистных систем. Этот вариант позволяет применять топливо с любым содержанием серы и очищать его до требуемых норм. Но стоимость таких систем несколько миллионов евро, к тому же они занимают приличный об’єм до 500 м³, что уменьшает полезный об’єм судна.

3. переход на СПГ (сжиженный природный газ) - экономически выгодно и не требует больших дополнительных вложений по переоборудованию судов, однако ресурсы СПГ недостаточны.

3. Практическаа часть

В результате сжигания углеводного топлива в СЭУ образуются отработанные газы, которые содержат больше 250 наименований токсикантов, основные из которых диоксид углерода, оксид углевода, сажа, тяжелые металлы, оксиды серы и азота.

Основные виды топлива, которые используются в СЭУ:

1. дизельное топливо (лёгкое, среднее, тяжёлое);

2. флотский мазут;

3. сжиженная фракция «пропан-бутан»;

4. сжиженный природный газ;

5. водно-топливные эмульсии.

В перспективе будет использоваться в качестве топлива для СЭУ водород, сероводород [5].

ОГ^Н

Т - топливо,

В- воздух,

ТВС - топливо воздушная смесь,

Q - тепло, виделяемое при сжигании топлива,

А - робота;

ОГ^О – очищенные отработанные газы;

ОГ^Н – неочищенные отработанные газы;

ТИ - тепловий импульс,

КН - каталитический нейтрализатор.

Риснок 1 - Принципиальная схема работы СЭУ и получения отработанных газов.

Абсолютый ущерб, наносимый отработанными газами СЭУ, Y, грн./год, определяется по формуле [5]:

Y=γ*σ*f*M, (1)

де γ – константа, численное значение которой равно 48, грн./усл.т;

σ – показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха на разных территориях [5], в работе принимается σ=4;

f – поправка, которая учитывает характер рассеяния массы в атмосфере. При скорости оседания массы со скоростью меньше 1 см/с, определяется по формуле:

f =[100/(100+φ*h)]*[4/(1+υ)], (2)

де h –геометрическая висота выхлопной трубы от выхода из СЭУ до устья выхлопа, м (принимается в зависимости от проекта судна);

υ – среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюгера, применяется равным 3 м/с;

φ – Безрозмірна поправка на тепловой подъем факела выброса в атмосфере, определяется по формуле:

φ=1+∆T/75, (3)

де ∆T – среднегодовая разница температур на выходе из устья выхлопной трубы и в атмосфере, °C, определяется по формуле:

∆T=T-t (4)

T - максимальная температура воздуха в 13⁰⁰ наиболее жаркого месяца года данного региона [3], ⁰С;

где t – температура отработанных газов СЭУ на виходе из СЭУ, °C.

M – приведенная Маса годового выброса вредных компонентов отработанных газов, поступающих в атмосферный бассейн, усл.т/год, определяется по формуле [5]:

_N

M=∑А_i*m_i (5)

ⁱ⁼¹

де А_i – показатель относительной опасности вредного компонента i- го вида, усл.т/т;

N – число компонентов отработанного газа;

m_i – Маса выброса вредного компонента i-го вида, т/год.

Предотвращённый ущерб, П, грн./год, полученный в результате перехода на менее токсичное топливо определяется по формуле:

П=Y_ДТ1–Y_ДТ2, (6)

где Y_ДТ1,Y_ДТ2 - абсолютый ущерб, наносимый воздушному бассейну при работе на разных видах топлив (ДТ₁, ДТ₂)

Удельный предотвращённый ущерб, грн./т, по формуле:

П_ПИТ.= П/Q, (7)

де Q –Маса используемого топлива, т/год.

Приведенная Маса выбросов загрязнений, т/год, при работе СЭУ на ДТ₁ определяется по формуле:

М_ДТ1=Q(С_СО^ДТ1*А_СО+С_Nox^ДТ1*А_NOx+С_SO2^ДТ1*А_SO2+С_CHx^ДТ1*А_CHx+С_сажа^ДТ1*А_сажа) (8)

Абсолютый ущерб, грн./год, при работі СЭУ на ДТ₁ определяется по формуле:

Y_ДТ1=γ*σ*f*M_ДТ1 (9)

Приведенная Маса выбросов загрязнений, т/год, при работе СЭУ на ДТ₂ определяется по формуле:

М_ДТ2=Q(С_СО^ДТ2*А_СО+С_Nox^ДТ2*А_NOx+С_SO2^ДТ2*А_SO2+С_CHx^ДТ1*А_CHx+С_CHx^ДТ2*А_CHx)(10)

Абсолютый ущерб, грн./год, при работі СЭУ на ДТ₂ определяется по формуле:

Y_ДТ2=γ*σ*f*M_ДТ2 (11)

Величина предотвращённого ущерба, грн./год, определяется по формуле:

П=Y_ДТ1–Y_ДТ2 (12)

Величина пительного предотвращённого ущерба, грн./т, определяется по формуле:

П_ПИТ.= П/Q, (13)