с отработанными газами двигателей путевых машин
3.1 Определение мощности выбросов вредных веществ
при инструментальном контроле двигателя машины
При эксплуатации путевых машин должна регулярно проводиться проверка фактической мощности выбросов вредных веществ с отработанными газами в атмосферный воздух в расчете на единицу времени, кг/ч. По результатам инструментального контроля, осуществляемого на пунктах экологической проверки, и последующих расчетов проверяется соответствие этих выбросов техническим нормативам. Технические нормативы выбросов вредных веществ представляют собой максимально допустимую массу выбросов загрязняющего вещества в атмосферу в расчете на единицу времени, кг/ч.
Испытание дизелей проводятся на трех режимах: I – при холостом ходе, II – промежуточном при nnpoм = 0,75nнoм, соответствующим случаю самотранспортировки и III – номинальном при выполнении рабочих операций.
В этих случаях расчеты выбросов вредных веществ проводятся следующим образом.
1 Определяется расход отработанных газов при холостом ходе:
 , (10)
где z – число рабочих цилиндров двигателя;
n – частота вращения коленчатого вала, мин-1;
Vц – объем цилиндра, найденный по формуле:
 , (11)
где Д, S – соответственно диаметр и ход поршня, м.
2 Находится расход отработанных газов на промежуточном и номинальном режимах по формуле:
 , (12)
где Gвозд,Gтопл – соответственно расход воздуха и топлива, определяемые по таблице 10.
3 Рассчитывается массовая концентрация вредных веществ Сi:
 , (13)
где μi – молекулярная масса вредного вещества, равная μNO2 = 46, μCO = 28, μCnHm = 44;
Ciоб – объемная доля i-го вредного вещества, %, найденная при испытании двигателя путевой машины или по таблице 11 на заданном режиме работы.
Таблица 11
Нормы предельно допустимого содержания
вредных веществ отработавших газов двигателей
№ режима
|
Частота вращения
к/вала
|
Загрязняющее вещество
|
Норма допустимого содержания загрязняющего вещества, % об.
|
I
|
nхх
|
NOx
CO
CnHm
|
0,065
|
0,090
|
0,115
|
II
|
nnpoм
|
NOx
CO
CnHm
|
0,210
|
0,110
|
0,155
|
III
|
nн
|
NOx
CO
CnHm
|
0,220
|
0,150
|
0,170
|
4 Определяется мощность выбросов вредных веществ:
 ,
где Qjor – расход отработанных газов на j-ом режиме, м3/с;
Kв – коэффициент относительного времени работы двигателя, равный 0,8;
Kм – коэффициент использования мощности путевой машины, равный 0,7.
5 Полученные данные сопоставляются с техническими нормативами выбросов вредных веществ, приведенными в таблице 10.
3.2 Определение мощности выбросов вредных веществ расчетным путем
При отсутствии пунктов экологического контроля фактическую мощность выбросов вредных веществ можно рассчитать, используя данные таблицы 10 на каждом режиме работы двигателя:
 , (14)
где Mijтн – технический норматив выбросов i-го загрязняющего вещества, кг/ч, на заданном j-ом режиме работы двигателя;
Кэкс – коэффициент, учитывающий продолжительность эксплуатации путевой машины, определяемый по п. 2 примечания к таблице 10.
3.3 Определение количества выбрасываемых вредных веществ
с отработанными газами путевых машин
Количество выбрасываемого i-го загрязняющего вещества за расчетный период, т, определяется по формуле:
 , (15)
где τj – продолжительность работы двигателя путевой машины на j-ом режиме, ч/год.
По разработанному технологическому процессу для заданной железной дороги находятся расчетное число рабочих дней за сезон Np и средняя продолжительность «окна», ч.
Общая продолжительность работы путевой машины, ч, равна:
 , (16)
где τхх – продолжительность работы двигателя на холостом ходу, ч/год;
τр – продолжительность работы путевой машины на номинальном режиме, ч/год;
τманевр. – продолжительность маневровых работ (пренебрегаем и принимаем равной 0).
Продолжительность работы путевой машины на номинальном режиме при выполнении рабочих операций равна:
 , (17)
где U – планируемый объем работы путевой машины, км/год (по разработанному технологическому процессу);
П – производительность машины или норма выработки на 1 машину в час «окна», км/ч, определяемая по таблице 9.
Примем продолжительность работы двигателя на холостом ходу, ч, равной:
 , (18)
где L – расстояние от места производства работ до места дислокации ПЧМ, м;
Vm – транспортная скорость, м/ч (по таблицам 1-8).
4 Расчет платы за выбросы загрязняющих веществ
двигателями путевых машин
Плата за выбросы загрязняющих веществ двигателями путевых машин зависит от количества израсходованного топлива Gт.
4.1 Определение расхода топлива двигателями путевых машин
Расход топлива Gт, кг/год, новым двигателям определяется по формуле (2):
 , (20)
где gг – расход топлива при работе путевой машины на номинальном режиме, кг/ч (по таблице 12);
τр – годовая продолжительность работы машины на номинальном режиме, ч/год (по формуле 17);
τхх – продолжительность работы двигателя на холостом ходу, ч (по формуле 18).
При работе путевых машин в холодное время года нормы расхода топлива увеличиваются:
- в южных регионах страны – до 5 %;
- в северных районах – до 15 %;
- в районах Крайнего Севера – до 20 %;
- в остальных районах страны – до 10 %.
Для двигателей, находящихся в эксплуатации свыше двух лет, расход топлива увеличивается в 1,2 раза.
4.2 Расчет платы за выбросы загрязняющих веществ
Плата за выбросы загрязняющих веществ новой путевой машиной определяется по формуле:
 , (21)
где Цт – норматив платы за выбросы загрязняющих веществ при сжигании 1 т топлива, руб./год, равный для дизельного топлива 2,5 руб./год;
Кэ – коэффициент экологической ситуации в данном регионе, равный для Северо-Кавказского региона 1,6; для других регионов определяется по рекомендациям постановлений Правительства РФ № 632, 410;
Ки – коэффициент индексации, равный в 2005 г. – 1,2; в 2006 г. – 1,3; в 2007 г. – 1,4.
При увеличении расхода топлива для двигателя, находящегося в эксплуатации свыше двух лет, в 1,2 раза по сравнению с новым двигателем фактические выбросы загрязняющих веществ Мф тоже увеличатся на 20 % по сравнению с нормативными значениями МПДВ. В этом случае плата возрастает в 2 раза.
Таблица 12
Расход топлива двигателями путевых машин
Тип путевой машины
|
Номинальная мощность двигателя, кВт
|
Расход топлива на номинальном режиме, gг, кг/ч
|
ВПО-3000
|
220
|
59,3
|
ВПР-1200
|
176
|
41,2
|
ВПР-02
|
220
|
51,3
|
ВПРС-500
|
176
|
41,2
|
ВПРС-02
|
220
|
51,3
|
ВПРС-03
|
243
|
55,4
|
Р-2000
|
176
|
41,2
|
Дуоматик 09-32
|
348
|
66,1
|
ЩОМ-4М
|
220
|
59,2
|
ЩОМ-6, ЩОМ-6БМ
|
666
|
158,2
|
РМ-80, РМ-76
|
333
|
80,4
|
СЧ-600, СЧ-601
|
666
|
159
|
СЧ-800, СЧ-801
|
800
|
168
|
УК-25/9-18
|
128
|
46
|
УК-25/СП
|
176
|
82,4
|
РШП-48
|
78,3
|
152
|
ПРСМ-3, ПРСМ-4
|
220
|
59,2
|
РОМ-3
|
«
|
«
|
ДГКу
|
128
|
46
|
МПТ-4, МПТ-6
|
220
|
51,3
|
МПД, МПД-2
|
128×2
|
92
|
БУМ 1М
|
176
|
41,2
|
ПБ
|
176
|
41,2
|
ДСП
|
182
|
42,8
|
CЗП-600
|
800
|
168
|
Для двигателя, проработавшего свыше двух лет, плата за выбросы загрязняющих веществ станет равной:
 . (22)
5 Пример расчета платы за выбросы
загрязняющих веществ в атмосферу
Определить плату за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при работе в Северо-Кавказском регионе выправочно-рихтовочно-подбивочной машины Дуоматик 09-32. Фронт работ 1,5 км, «окно» предоставляется через два дня на третий (п = 3), ремонтный сезон 32 недели. Объем выполненных работ с начала сезона V = 144 км/год.
Срок эксплуатации этой машины свыше двух лет.
Общая продолжительность работы машины составила:
,
где τхх – продолжительность работы двигателя на холостом ходу, ч/год;
τр – продолжительность работы путевой машины на номинальном режиме, ч/год;
τманевр. – продолжительность маневровых работ (пренебрегаем и принимаем равной 0).
Продолжительность работы двигателя на холостом ходу:
 ,
 ч/год.
По таблице 9 определяем норму выработки на 1 машину, которая составляет 727 м/ч.
Находим время работы путевой машины на номинальном режиме двигателя:
,
 ч/год,
 ч/год.
Расход дизельного топлива на номинальном режиме работы двигателя определяется по таблице 12 и составляет gг = 66,1 кг/ч.
Тогда общий расход топлива равен:
 ,
 т/год.
Так как часть работы путевой машины приходится на холодное время года, то увеличим расход топлива на 5 %, тогда фактический расход топлива составит:
 ,
 т/год.
Плата за выбросы загрязняющих веществ с отработанными газами нового двигателя путевой машины составляет:
 ,
 руб./год.
Следовательно, плата за выбросы загрязняющих веществ при сжигании 20,41 т/год дизельного топлива новым двигателем составляет 114,3 руб.
Так как двигатель путевой машины находится в эксплуатации свыше двух лет, то фактические выбросы увеличатся и станут выше предельно допустимых.
В этом случае плата за выбросы загрязняющих веществ двигателем равны, по формуле (22):
,
 руб./год.
6 Пример расчета выбросов вредных веществ
|
