Разработка системы контроля параметров и концентрации вредных веществ в отработавших газах котельных установок танкеров

• Автор: Панамарев, Владимир Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новороссийск
• Количество страниц: 187 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Современное состояние в области контроля параметров и состава вредных веществ в отработавших газах судовых двигателей и котельных установок

1.1 Судовая энергетическая установка как источник загрязнения токсичными

компонентами отработавших газов

1.2 Анализ законодательных актов и современные требования в области

предотвращения загрязнения атмосферы с судов

1.3 Анализ времени работы, состава судового вспомогательного котельного

оборудования и распределение расхода топлива

1.4. Основные загрязняющие вещества, выбрасываемые котельными

установками
1.5. Цель и основные задачи исследований
Глава 2. Объекты и методика исследования параметров и состава вредных
веществ отработавших газов судовых вспомогательных котельных установок
2.1. Судовые вспомогательные котельные установки танкеров
2.2. Система измерений и приборное обеспечение
2.3. Методика контроля состава отработавших газов котельной установки
Г лава 3. Экспериментальное исследование параметров и состава
отработавших газов котельных установок AALBORG MISSIONOL в широком диапазоне изменения нагрузок
3.1. Теплотехнические параметры и режимы работы котельной установкой,
оценка технического состояния
3.2. Анализ влияния режимов эксплуатации котельной установки на состав
отработавших газов, при работе на дизельном топливе
3.3. Анализ влияния режимов эксплуатации котельной установки на состав
отработавших газов при работе на тяжелом топливе
3.4. Влияние коэффициента избытка воздуха на состав отработавших газов.

Глава 4. Система контроля параметров судовых вспомогательных котельных установок танкеров и предложений по нормированию и ограничению выбросов вредных веществ
4.1. Регрессионные зависимости параметров и состава токсичных веществ в отработавших газах котельной установки
4.2. Сравнение полученных результатов с общепринятыми методами расчета выбросов загрязняющих веществ
4.3. Анализ эффективности грузовых операций и определение индекса экологической безопасности при грузовых операциях танкеров
4.4. Сравнение массовых выбросов главного двигателя и котельной установки танкера дедвейтом 106 тысяч тонн, методы и способы снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами при грузовых операциях танкеров
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список сокращений и условных обозначений
Список использованной литературы
Список иллюстративного материала
Приложение
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Основную роль в загрязнении воздушного бассейна транспортным флотом играют выбросы вредных веществ в отработавших газах (ОГ) главных и вспомогательных двигателей, в качестве которых в подавляющем большинстве используются дизели. Но загрязнение от главных двигателей происходит в основном за пределами акватории порта, а в порту главным источником загрязнения является котельная установка. Котельные установки имеются на всех типах танкеров, а на танкерах типа Рапатах, А йотах, Биегтах и УГ^, которые составляют более 2/3 суммарного дедвейта мирового танкерного флота, применяются линейная грузовая система. Данная система оснащена грузовыми насосами с паровым турбоприводом и котельной установкой большей производительностью (до 55 т/ч и мощность до 38,8 МВт), с суточным потреблением топлива от 50 до 90 тон. Что превышает суточное потребление топлива на главные и вспомогательные ДВС вместе взятые на номинальной нагрузке.
Для сравнения:
-мощность Главного двигателя судна типа Айатах дедвейтом 106 тыс.т., в качестве которого используется ДВС, составляет 11,32 МВт;
-мощность одного котла этого же танкера составляет 17,6 МВт.
То есть суммарная мощность вспомогательной котельной установки (два котла по
17,6 МВт) на данном судне в три раза превосходит мощность Главного двигателя.
Экологические характеристики определяются главным образом содержанием в продуктах сгорания оксидов азота ИОх, которые по индексу токсичности превосходит другие вредные компоненты ОГ.
Выбросы оксидов азота с ОГ судовых дизелей в нашей стране регламентируется ГОСТ Р 51249-99 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения.»[15], отвечающим в части касающейся выбросов азота

Рисунок 8 — Время нахождения судна в порту или на якоре Время выгрузки судна составляет 14% от общего времени нахождения судна в порту или на якоре. В целом распределение времени операций в течении года по различным типам судов отличается от приведенного выше, незначительно.
Произведен анализ потребления топлива судовой энергетической установкой различными типами судов рисунок 9.
СЭУ танкера РУТ 40,7 тыс.тон с грузовой системой «Ргато»
21% 60°/о

СЭУ танкера Б'ХУТ 106 тыс.тон с линейной грузовой системой

СЭУ танкера 0>УТ 40 тыс.тон с грузовой системой «МагПех»

■ Главный двигатель
■ Дизель-генератор
■ Котельная установка
Рисунок 9 - Распределение суммарного потребления топлива Из рисунке 9 видно, что от 60% до 64% потребляемого топлива приходится на Главный двигатель, от 12% до 22% на вспомогательный дизель генератор и от 14% до 26 % на судовую котельную установку таблице 4.