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: Ре_х.х. – мощность в режиме холостого хода; 0,25 Ре_н; 0,5 Ре_н; 0,75 Ре_н и номинальный режим Ре_н.

Расчёт предельно допустимых выбросов вредных веществ осуществляется по формуле:

М_ПДВi,j,k = g_i,j,k · τ_k, кг/год, (9.11)

где М_ПДВi,j,k – предельно допустимая масса i-го компонента, выброшенного j-м двигателем при работе на k-м режиме;

g_i,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;

τ_k – 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:

Ре_х.х. = 45,6 %; 25 % Ре_н = 39,8%; 50 % Ре_н = 12,9%; 75 % Ре_н = 1,2%; Ре_н = 0,5 %.

Расход топлива двигателями локомотивов определяется следующим образом. В результате исследований профессора Ю. А. Магнитского  установлены удельные расходы дизельного топлива g_i 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 g_i и время работы его в этом режиме, можно определить раход топлива, т/год, в каждом режиме работы ДВС:

G_х.х. = q_х.х. · τ_х.х. · 10^-6, т/год; (9.12)

G_25%Рен = q_25%Рен · 0,25 Ре_н · τ_25%Рен · 10^-6; (9.13)

G_50%Рен = q_50%Рен · 0,5 Ре_н · τ_50%Рен · 10^-6; (9.14)

G_75%Рен = q_75%Рен · 0,75 Ре_н · τ_75%Рен · 10^-6; (9.15)

G_Рен = q_Рен · Ре_н · τ_Рен · 10^-6, (9.16)

где Ре_н – номинальная мощность двигателя локомотива, определяемая по таблице 9.3, кВт;

τ_х.х. , τ_25%Рен, τ_50%Рен, τ_75%Рен, τ_Рен – соответственно общая продолжительность работы двигателя в данном режиме, ч, равная:

τ_j = R · m_j (9.17)

где R – общая продолжительность работы локомотива за год, ч;

m_j – 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 = G_х.х. + G_25%Рен + G_50%Рен+ G_75%Рен+G_Рен (9.18)

Если в локомотиве установлено n двигателей (обычно n = 1 или 2), то:

G_Σ = n · G, т/год (9.19)

Если срок эксплуатации двигателей более двух лет, то расход топлива увеличивается до:

G΄ = G_Σ · K_f,, т/год, (9.20)

где K_f – коэффициент влияния технического состояния тепловоза, равный для новых двигателей единице, для двигателей старше двух лет K_f = 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_∑ · Ц_т · К_и · К_э · К_г · К_т, (9.21)

где G_∑  – суммарный расход топлива, т/год;

Ц_т – норматив платы за загрязнение атмосферы выбросами передвижных источников при сжигании 1 т топлива, руб./т; для дизельного топлива Ц_т  = 2,5 руб./т;

К_и – коэффициент индексации, учитывающий уровень изменения цен в стране;

К_э – коэффициент экологической ситуации, который зависит от экономического района РФ;

К_г – дополнительный экологический коэффициент для городов (с 2003 г. принят равным 1,2);

K_т – коэффициент влияния климатических условий работы тепловоза (в зависимости от месторасположения города, в котором находится депо). Принимается равным:

• для районов, расположенных южнее 44^о северной широты – 1,2;

• для районов севернее 60^о 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 K_f раз. При наличии согласования с экологическими службами плата за эти выбросы определяется по формуле:

П = G_Σ · Ц_т · К_и· К_э · К_г · К_т + (G΄ – G_Σ)·5 · Ц_т · К_и · К_э · К_г·К_т (9.22)

С учётом этой формулы получим:

П΄ =G_Σ · Ц_т · К_и· К_э · К_г · К_т + 0,2 G_Σ·5 · Ц_т · К_и · К_э ·К_г· К_т =

= 2· G_Σ · Ц_т · К_и · К_э · К_г·  К_т , руб./год (9.23)

Рассчитаем годовую плату за загрязнение окружающей среды выбросами 9 маневровых тепловозов серии ЧМЭ3, выполняющих маневровую работу на станции Лихая.