Вас вітає Наукова спільнота!

Вітаємо на нашому сайті

ПРОБЛЕМА ЗАХИСТУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ПРИ РОБОТІ СУДНОВИХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК

08.09.2021 23:18

[3. Технічні науки]

Автор: Корбан В.Х., доцент, кафедра технічної експлуатації флоту, Національний університет «Одеська Морська Академія», м. Одеса


Проблему захисту навколишнього середовища важко виділити з проблем використання енергетичних ресурсів. Тому відбувається забруднення навколишнього середовища відрахуванням газів, а також теплове забруднення, у тому числі та при роботі судових енергетичних установ.

Проблема охорони навколишнього середовища в даний час набуває міжнародного значення. У багатьох країнах світу питанням зниження токсичності судових енергетичних установ та створенням більш досконалих малотоксичних двигунів внутрішнього споживання є велике увагу. При сучасному рівні знань можуть бути створені такі технологічні процеси в судових енергетичних установках, які не будуть забруднювати повітря, воду, пошту та, можливо, сприяти здоров'ю людей та життєвому миру [1].

Розроблені методи оцінки токсичності та методи зниження токсичності судових дизелів до сучасного часу не вирішили стояти проблемі забруднення навколишнього середовища. Тому розгляд питань зменшення токсичності вихлопних газів судових дизелів є актуальним та перспективним обладнанням за допомогою охорони навколишнього середовища та зменшення енергетичного затвора.

Атмосферне середовище по траєкторії судна при певних метеорологічних умовах (температура, тиск, вологість, швидкість і напрямок вітру) може бути чистим (без опадів і туманів). При наявності випадаючих опадів різної інтенсивності і туманів параметри атмосфери будуть іншими. Найбільш небезпечні забруднення атмосферного середовища відбуваються при відсутності в ній метеорологічних явищ в зв'язку з тим, що токсичні компоненти, що викидаються з вихлопної труби суднового дизеля, не вимиваються випадаючими опадами, а присутні навколо судна. Основними токсичними компонентами, забруднюючими атмосферне середовище в відпрацьованих газах суднових дизелів є оксиди азоту NOx, окис вуглецю СО, сажа і альдегіди. У процентному співвідношенні в вихлопних газах оксиди азоту становлять 49%, окис вуглецю 10,5%, сажа 20,5% і альдегіди (формальдегід і акролеїн) 19,5%.

Найбільш небезпечна концентрація зазначених токсичних газів буде залежати від характеру горіння палива в циліндрах дизеля, властивостей використовуваного палива і технологічних умов роботи суднового дизеля. Інтенсивність забруднення атмосфери вихлопними газами суднового дизеля буде визначатися не тільки технологічними умовами роботи суднового дизеля, але також і метеорологічними параметрами атмосфери (температурою, тиском і вологістю повітря, швидкістю і напрямом вітру).

При дифузійному горінні палива в циліндрі суднового дизеля склад його суміші близький до стехіометричного з високою температурою. До зон з високою температурою горіння палива безпосередньо примикають зони з більш багатою сумішшю, аж до парів чистого палива, і створюються умови для термічного крекінгу з малим доступом кисню, що призводить до утворення сажі з розмірами сферичних частинок від 0,015 мкм до 0,17 мкм. А в подальшому процесі горіння і до утворення більших структур частинок сажі неправильної форми розміром від 0,04 мкм до 0,5 мкм. Наявність альдегідів у вихлопних газах дизеля свідчить про згорянні частини дизельного палива при низьких температурах. 

Вихід окислів азоту залежить від максимальної температури згорання дизельного палива, швидкості охолодження і концентрації вихідних речовин в продуктах згоряння. У відпрацьованих газах суднових дизелів кількість окислів азоту NO становить 90 % всіх окислів NOх. На вихід в атмосферу токсичних речовин, при роботі суднових дизелів, надає також вплив коефіцієнт надлишку повітря α:




де GB – витрата повітря, кг/год;  

GT – витрата палива, кг/год;

LO – теоретично необхідна кількість повітря для спалювання 1 кг палива. Для дизельного палива L0 = 14,46 кг/кг, для мазуту L0 = 14,03 кг/кг. 

Повне згоряння палива відбувається при відношенні повітря до палива, що перевищує стехнометрічне (α>1). Виділення токсичних речовин відпрацьованими газами в дизелі залежить від роду палива, що спалюється, окислювача (повітря, кисень), складу робочої суміші, режиму роботи, кута випередження впорскування палива, ступеня стиснення і т. ін. При α<1 утворення NO зменшується, внаслідок нестачі кисню. У дизелях α = 1,3, якщо α <1,3, то спостерігається недосконалість процесу згоряння палива. Найбільший викид сажі з вихлопної труби дизеля спостерігається при підвищених навантаженнях роботи дизеля. Концентрація окислів азоту в відпрацьованих газах дизеля збільшується також з ростом навантаження дизеля, в зв'язку зі збільшенням температури в циліндрі і досягає максимальних значень.

Кожен вид токсичної речовини, що викидається з вихлопними газами суднових дизелів, вимірюється дистанційним діагностичним комплексом. Вихлопні гази, що викидаються в атмосферу, характеризується радіофізичними параметрами атмосферного середовища і за значенням яких можна судити про ступінь забруднення вихлопними газами, а значить і про технологічні режими роботи суднового дизеля.

Література:

1. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды / Ю.А. Израэль. - [2-ое изд.]. - М.:Гидрометеоиздат, 1984. – 560 с.



допомога Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter
Конференції

Конференції 2021