- Артикул:00202153
- Автор: Носырев Д.Я.
- ISBN: 5-89035-211-3
- Обложка: Твердый переплет
- Издательство: Маршрут (все книги издательства)
- Город: Москва
- Страниц: 248
- Год: 2006
Развернуть ▼
В монографии рассмотрен состав отработавших газов локомотивных энергетических установок, а также влияние особенностей рабочего процесса в цилиндрах дизеля и камерах сгорания газотурбинных установок на образование вредных веществ. Даны характеристики различных видов топлив, применяемых в локомотивных энергетических установках, проанализирована их склонность к образованию вредных веществ. Приведены характеристики основных загрязняющих веществ, рассмотрены механизмы и модели их образования, характерные для локомотивных энергетических установок. Представлены результаты анализа экспериментальных данных влияния конструктивных и режимных параметров энергетических установок, условий окружающей среды, а также вида топлива на уровни выбросов вредных веществ. Рассмотрены методы и средства уменьшения выбросов вредных веществ локомотивными энергетическими установками.
Предназначена для студентов, аспирантов и преподавателей вузов железнодорожного транспорта, а также специалистов, занимающихся вопросами повышения надежности, экономичности и обеспечения экологической безопасности локомотивных энергетических установок.
Введение
На железнодорожном транспорте проблема борьбы с дымностью и загрязнением воздуха токсичными продуктами отработавших газов дизелей и других энергетических установок с каждым годом приобретает все большую актуальность.
Это требует безотлагательного решения сложных задач по изучению экологического воздействия транспорта на окружающую среду и выяснения причин, приведших к такой ситуации, поскольку необратимые процессы разрушения экосистем и глобальные климатические изменения продолжаются. Следует изыскивать пути решения экологических проблем на транспорте, особенно в сложившихся социально-экономических условиях. Кроме того, необходимо систематизировать данные по выбросам загрязняющих веществ локомотивными энергетическими установками различных типов в условиях эксплуатации и рассмотреть особенности образования загрязняющих веществ в цилиндрах тепловозных дизелей и камерах сгорания транспортных газотурбинных установок.
В монографии анализируются механизмы и особенности образования загрязняющих веществ, в том числе образование сажи и кокса. Обобщаются результаты экспериментальных исследований.
По результатам анализа установлены устойчивые взаимосвязи составляющих выбросов вредных веществ, являющихся следствием сложных взаимных превращений химических соединений, происходящих в процессе горения неоднородной по составу топливовоздушной смеси. Рассматриваются мероприятия и разработанные системы, предназначенные для снижения выбросов вредных веществ.
Кроме того, представлены результаты обобщения обширного экспериментального материала по выбросам вредных веществ тепловозными дизелями различных типов и газотурбинными установками в условиях эксплуатации. В основу монографии положены результаты экспериментальных исследований.
Отдельные материалы исследований авторов были опубликованы ранее, однако в завершенном и полном виде они излагаются впервые.
Транспортная система Российской Федерации является одной из ключевых отраслей промышленности и включает в себя следующие основные виды транспорта: железнодорожный, морской, речной, автомобильный, воздушный и трубопроводный. В настоящее время суммарная мощность находящихся в эксплуатации транспортных двигателей составляет приблизительно 1400 млн кВт (из них около 500 млн кВт составляют дизели), что в 5,5 раз превышает установленные мощности всех ТЭЦ, ГЭС и АЭС страны. До 80 % нефтеперерабатывающих мощностей топливно-энергетического комплекса работают исключительно на нужды транспортного комплекса страны. Двигатели потребляют более 90 % вырабатываемого жидкого топлива.
Железнодорожный транспорт России является ведущим транспортом страны, выполняющим свыше 80 % грузооборота и более 40 % пассажирооборота транспорта общего пользования. Железные дороги играют решающую роль в выполнении перевозок важнейших грузов, обеспечивающих бесперебойное функционирование ведущих отраслей промышленности и агропромышленного комплекса страны.
Перевозочный процесс на российских железных дорогах осуществляется с применением прогрессивных видов тяги - электрической и тепловозной. Удельный вес электрической тяги составляет 53 %, тепловозной - 47 %. Тепловозной тягой выполняются перевозки пассажиров и грузов, а также маневровые работы на станциях и путях промышленного железнодорожного транспорта. На промышленном железнодорожном транспорте, расположенном в населенных пунктах и крупных городах, начинают и заканчивают свой путь около 80 % всех грузов, перевозимых железными дорогами.
Стабилизация социально-экономической обстановки страны, сдерживание и снижение железнодорожных тарифов на перевозки грузов оказали позитивное воздействие на динамику промышленного производства, что вызвало рост грузопотоков, а доступность цен на железнодорожные билеты создала необходимую базу для увеличения перевозок пассажиров. Это привело к увеличению поездной и маневровой работы локомотивного парка. При этом следует учесть, что в последние годы большая часть тепловозов выработала свой ресурс [2]. В то же время согласно Закону Российской Федерации "О федеральном железнодорожном транспорте" поставляемый машиностроительными заводами и находящийся в эксплуатации подвижной состав, технические средства и механизмы должны соответствовать установленным требованиям безопасности движения, охраны труда, экологической и пожарной безопасности, а также подлежат обязательной сертификации. В перечень объектов для сертификации включены, в частности, дизели и дизель-генераторы, тепловозы, автомотрисы и путевые машины.
Тепловоз в настоящее время является основным видом автономных локомотивов. Локомотивная энергетическая установка представляет собой высокоэффективный дизельный двигатель (дизель). Кроме дизелей в качестве локомотивных энергетических установок могут использоваться паросиловые и газотурбинные установки.
На железнодорожном транспорте дизельный тяговый подвижной состав ежегодно потребляет 12,6 млн т дизельного топлива и выбрасывает в атмосферу 1,9 млн т вредных веществ.
Контроль выбросов в атмосферный воздух вредных веществ с отработавшими газами (ОГ) тепловозов и регулировка тепловозных дизелей проводятся на пунктах экологического контроля.
Это способствует обеспечению экологической безопасности предприятий, отвечает принципам приоритета охраны жизни и здоровья настоящего и будущих поколений. Данные требования жестко регламентирует Федеральный закон "Об охране атмосферного воздуха" .
Важность решения задач защиты атмосферы от вредных выбросов локомотивных энергетических установок определяется тем, что загрязнения от транспортных средств составляют наиболее существенную долю, в основном за счет оксидов азота, оксида углерода, несгоревших углеводородов и выбросов сажи. Меньшее, но достаточно заметное влияние на окружающую среду оказывают содержащиеся в выхлопных газах локомотивных энергетических установок оксиды серы].
Неудовлетворительное состояние атмосферного воздуха, особенно в крупных промышленных центрах, ведет к росту заболеваний дыхательных путей и онкологических заболеваний. Это обстоятельство, а также перспектива глобальных осложнений в окружающей природе ("кислотные" дожди, изменение климата) приводят к необходимости ограничения выбросов еще ряда веществ, содержащихся в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания. Это относится, в частности, к выбросам диоксида углерода, паров воды, углеводородных соединений канцерогенной группы, а также к соединениям серы. Увеличение выбросов диоксида углерода, паров воды в атмосферный воздух способствует усилению так называемого "парникового эффекта". Также опасны полициклические ароматические углеводороды. Они отличаются высокой канцерогенностью. Самый опасный из них бенз(а)пирен [6-8].
Среди перечисленных загрязняющих веществ особую опасность для атмосферы представляют оксиды азота, главным образом монооксид и диоксид, содержащиеся в отработавших газах в количестве 0,02-0,5 % по объему или 0,04-1,02 г/м3 по массе. По действию на организм человека оксиды азота более опасны, чем оксид углерода.
Одной из наиболее серьезных проблем применения дизелей является выброс в атмосферу частиц сажи, отличающихся высокой стабильностью, и, следовательно, способностью к длительному сохранению в условиях окружающей среды. Эта особенность, а также возможность адсорбции на поверхности частиц сажи канцерогенных веществ требуют разработки и внедрения мер по снижению выброса частиц сажи].
Стандарты на выбросы загрязняющих веществ дизелями тепловозов введены во многих странах мира. В Российской Федерации также приняты стандарты по ограничению выбросов и продолжаются работы по разработке мероприятий, снижающих вредные выбросы.
Экспериментальные и теоретические исследования по изучению закономерностей образования вредных веществ в дизелях тепловозов проводятся в научно-исследовательских институтах и вузах как в России, так и за рубежом.
Однако в литературе недостаточно освещены особенности образования загрязняющих веществ и в первую очередь оксидов углерода, азота, газообразных углеводородов, в том числе бенз(а)пирена, сажи и кокса в локомотивных энергетических установках. Требуют дальнейшей разработки методы и средства снижения выбросов вредных веществ дизелями и газотурбинными установками в условиях эксплуатации. Эти и другие вопросы, связанные с загрязнением окружающего воздуха выбросами вредных веществ локомотивными энергетическими установками, рассматриваются в настоящей монографии.
Рекомендуем
Артикул 00-01014930
