 |
6. Охрана окружающей среды
|
|
|
|
Работающий дизель воздействует на окружающую среду, взаимодействуя с различными ее компонентами. В условиях интенсивного развития судоходства и рыбного промысла практически во всех районах Мирового океана эти воздействия приобретают глобальный характер.
В процессе эксплуатации судов образуются бытовые и производственные отходы, сброс которых в водоем приносит значительный ущерб природе. При этом все образующиеся на судне загрязнения можно разделить на две основные группы:
1) остатки перевозимых грузов, образующихся вследствие неполной их выгрузки, обмыва палубы и трюмов, танков и т. п.;
2) загрязнения, образующиеся в результате жизнедеятельности экипажа и пассажиров (сточные воды и бытовой мусор), а также в результате эксплуатации судовых механизмов (нефтесодержащие, льяльные, производственный мусор). Кроме того, до сих пор, к сожалению, весьма часты случаи аварийных разливов нефтепродуктов при бункеровке судов и в результате аварийных различных ситуаций. Продукты сгорания топлива, выброшенные в атмосферу, изменяют температуру, свойства, фазовые и агрегатные состояния, при этом распадаются и образуют химические соединения и смеси, свойства которых значительно отличаются от исходных. Вредные воздействия этих продуктов на людей, животных и растения зависят от их концентрации и от многих факторов окружающей среды.
На выделение токсичных веществ с выпускными газами дизелей влияют различные эксплуатационные факторы: сорт топлива, конструкция дизеля, режим работы, температура деталей камеры сгорания, нагарообразование износ цилиндро-поршневой группы, состояние топливоподкачивающей системы.
Другим существенным фактором, влияющим на состав выпускных газов, является конструктивное исполнение топливной аппаратуры дизелей. Исследования, выполненные в Центральном научно-исследовательском институте, показали, что с увеличением продолжительности впрыска (постоянная цикловая подача топлива и изменяющейся диаметр плунжера топливного насоса высокого давления) выход окислов азота уменьшается на 50%. Это объясняется уменьшением температуры газов в процессе сгорания топлива.
|
|
|
Тип и параметры распылителя форсунки также оказывают значительное влияние на протекание процесса сгорания, а, следовательно, и на состав выпускных газов. Так, при замене распылителя с 4 отверстиями (D=0, 35 мм) на распылитель с 5 отверстиями (D=0, 3 мм) содержание окислов азота в выпускных газах снизилось на 40%.
Также в некоторых дизелях одним из основных источников продуктов неполного сгорания топлива, является объем топлива под иглой форсунки. Топливо, оставшееся в этом пространстве, медленно подтекает через сопловое отверстие в камеру сгорания в связи с падением давления в цилиндре. В это время процесс сгорания уже заканчивается. Из вытекающего топлива на поверхность распылителя в результате каталитических реакций образуются альдегиды, сажа. В связи с тем, что для судов характерны загрязнения второй группы (они присущи любому классу судов), рассмотрим пути решения проблем по предотвращению загрязнения водоемов этими видами судовых загрязнений.
Нефтесодержащие воды
В процессе эксплуатации судовых механизмов образуется особый вид отходов—подсланевые нефтесодержащие воды, которые скапливаются под сланями машинных отделений. основные причины образования нефтесодержащей воды на судне — это протечки воды из трубопроводов, арматуры, насосов, через дейдвудные устройства, обшивку корпуса и донную арматуру, а также протечки нефтепродуктов из трубопроводов и арматуры при ремонте механизмов, топливной и масляной аппаратуры и т. п. Нефтесодержащие воды образуются и вследствие попадания под слани воды, использованной при промывке деталей, механизмов, пропарке топливных и масляных цистерн, а также в результате аварийных протечек.
|
|
|
Таким образом, количество нефтесодержащей воды во многом зависит от технического состояния оборудования и от выполнения правил его эксплуатации. Среднесуточное накопление нефтесодержащей воды в основном определяется мощностью главного двигателя.
Концентрация нефтепродуктов в. нефтесодержащей воде колеблется в широком диапазоне: от долей процента до 100% их содержания. Однако после непродолжительного отстаивания среднее значение чаще всего находится в пределах 200... 500 мг/л.
Сточные воды
При использовании воды для питьевых и хозяйственных нужд на судне скапливаются сточные воды (СВ). В настоящее время качество воды в реках и прибрежной зоне морей значительно ухудшилось. Это связано с быстрым развитием городов, промышленности, сельского хозяйства. Причем в реках загрязнения скапливаются на всем их протяжении и затем выносятся в прибрежную зону морей. Присутствие в воде большого числа загрязнений нарушает кислородный баланс водоемов, снижает их способность к самоочищению. Кроме того, СВ являются причиной бактериального загрязнения. По данным исследований, проведенных Ленинградским институтом водного транспорта, объемы среднесуточных накоплений СВ можно определять исходя из следующих показателей: по грузовому флоту 200... 500 л/чел., по пассажирскому флоту 250-300 л/чел.
Установка типа «Э. О. С »
Отечественного производства основанная на электрохимическом способе очистки сточных вод представлена на рис. 32. Ус тановка обрабатывает судовые сточные и хозяйственно-бытовые воды и относится к установкам открытого типа. Типоразмерный ряд установок типа «ЭОС» имеет производительность – 5, 10 и 15 т/сутки.
Рисунок 9. принципиальная схема установки типа «ЭОС» для очистки сточных вод:
I – узел отделения и сбора крупно-фракционных загрязнений;
II – усреднительная емкость;
III – узел электрохимической очистки и обеззараживания; сточных вод;
IV – емкость для сбора очи щенной воды;
|
|
|
V – блок питания электродов.
1 – перекачивающий насос;
2 – насос откачки очи щенной воды;
3 – прибор контроля качества очиcтки воды;
4 – датчики уровней;
5 – электроды флотаторов;
6 – электроды коагулятора;
7 – привод сетки отделителя;
8 – вентилятор;
9 – центро бежная сетка-отделитель крупно-фракционных загрязнений;
10 – измельчитель шлама;
11 – на сос откачки шлама.
Сточные воды от санитарно-технических устройств судна через сетку (рис. 32), отделяющую крупно-фракционные загрязнения в блоке I, поступают в усреднительную ёмкость II. Регенерация сетки 9 отделителя производится под действием центробежных сил при её вращении. Дополнительно предусмотрена промывка сетки отделителя обратным током забортной воды. Регенерация сет ки отделителя производится после прохождения через неё ~ 300 л сточных вод.
Включение сетки во вращение производится от датчиков уровня в усредни тельной ёмкости. Из усреднительной ёмкости стоки, очищенные от крупно фракционных загрязнений, перекачивающим насосом подаются в узел электро химической очистки, где расположены блок растворимых электродов и три блока инертных электродов. Проходя последовательно через блоки электродов, на которые подается постоянное напряжение, обеспечивающее номинальный ток, сточные воды подвергаются электрохимической очистке коагуляцией (от ВВ и коллоидных загрязнений) за счёт коагулянта (гидроокиси алюминия), об разующегося при растворении алюминиевых электродов, и электрофлотацией укрупнённых загрязнений пузырьками выделяющегося хлора в приграничном слое на нерастворимых электродах из нержавеющей стали.
Одновременно с процессом электрохимической флотации коагулированных загрязнений происходит процесс обеззараживания очищенных сточных вод.
Обеззараживание обусловлено совместным действием следующих процессов:
· активным хлором, электролитически выделяющимся на анодах и в резуль тате его растворения с образованием хлорноватистой кислоты, создающей в растворе появление хорошего окислителя (атомарного кислорода);
|
|
|
· за счет изменения рН в анодном и катодном пространствах блоков элек тродов под действием постоянного электрического поля.
Очищенные и обеззараженные стоки поступают в сборную ёмкость, откуда на сосом откачиваются за борт судна. Загрязнения, удаленные из сточных вод, об разуют на поверхности жидкости пену (флотошлам), которая подается в шламо вую ёмкость. Из шламовой ёмкости флотошлам вместе с загрязнениями, задер жанными на сетке и прошедшими через измельчитель, насосом откачивается в фекальную цистерну или подается на сжигание в инсинератор.
Установка типа ЭОС-5 используется в настоящее время на сухогрузном суде ледового плавания, д/э «Василий Головнин» ОАО «ДВМП».
Мусор
Бытовые твердые отходы образуются в результате жизнедеятельности экипажа и пассажиров. К таким отходам относятся бумага, тряпки, упаковочные материалы (деревянные ящики, консервные банки, стеклянные бутылки и банки, и т. д. ), а также пищевые отходы. Бытовые твердые отходы обычно накапливаютв специальных контейнерах (баках), а для пищевых продуктов отдельные баки.
Кроме твердых на судах накапливаются и жидкие отходы, которые можно разделить на две группы: 1) шлам от установок для отчистки для сточных вод; 2) шлам от сепараторов топлива и масла, представляющих собой обводненные нефтепродукты с содержанием воды 40.. 60 %.
Судовые технические средства защиты окружающей среды
В соответствии с требованиями Международной конвенции по предотвращению загрязнению с судов (1973 г. ) и Протокола к ней (1978 г. ) - Конвенция МАРПОЛ 73/78 - все стоящие суда оборудуют комплексом природоохранных устройств.
Нефтесодержащие воды на судах очищаются в сепараторах (коалесцирующего, центробежного и флотационного типов) и в двух трехступенчатых сепарационных установках, в которых в качестве 1-ой ступени может быть применен механический фильтр или гравитационный сепаратор, 2-3 коалесцирующие приставки или фильтры, а также модули из полупроницаемых мембран. В соответствии с правилами Конвенции МАРПОЛ 73/78 степень очистки нефтесодержащих вод в сепарационном оборудовании до содержания нефти на выходе должна быть не более 100 мг/л или 100 частей на миллион для открытых районов. И 15 частей на миллион (фильтрационное оборудование) для особых районов (Балтийское, Черное, Красное моря Персидский залив).
Уменьшение выбросов в атмосферу отложений (сажи и пр. ) достигается установкой в судовых дымоходах и газо-выпускных трубопроводах искрогасителей, а также глушителей (помимо их основного назначения). Применяют искрогасители сухого и мокрого типов различных конструкций.
|
|
|
Сажу, частицы топлива и масла, растворенные токсичные вещества (SO2, альдегиды, высшие окислы азота) улавливают с помощью жидкостных нейтрализаторов, в которых выпускные газы проходят через слой воды.
Работа судовых машин, механизмов и систем вызывает шум и вибрацию. Источниками шума являются также движитель, корпус судна (удары волн и льда) и пр. В соответствии с природой и видом передачи нежелательных колебаний разработан комплекс методов и устройств, направленных на снижение шума и вибрации.
На любом судне, имеющем сепарационное или фильтрующее оборудование, должен быть танк для сбора льяльных вод машинного отделения. Может быть установлен сборный танк для хранения всех нефтесодержащих смесей с последующей сдачей их в приемные устройства, если судно имеет валовую вместимость менее 400 рег. т или если оно совершает международные рейсы и предназначено для эксплуатации в особых районах, территориальных и внутренних водах.
Пути и методы снижения вредных выбросов в атмосферу
В соответствии с требованиями Международной конвенции по предотвращению загрязнению с судов (1973 г. ) и Протокола к ней (1978 г. ) - Конвенция МАРПОЛ 73/78 - все стоящие суда оборудуют комплексом природоохранных устройств.
Нефтесодержащие воды на судах очищаются в сепараторах (коалесцирующего, центробежного и флотационного типов) и в двух трехступенчатых сепарационных установках, в которых в качестве 1-ой ступени может быть применен механический фильтр или гравитационный сепаратор, 2-3 коалесцирующие приставки или фильтры, а также модули из полупроницаемых мембран. В соответствии с правилами Конвенции МАРПОЛ 73/78 степень очистки нефтесодержащих вод в сепарационном оборудовании до содержания нефти на выходе должна быть не более 100 мг/л или 100 частей на миллион для открытых районов и 15 частей на миллион (фильтрационное оборудование) для особых районов (Балтийское, Черное, Красное моря Персидский залив).
В настоящее время для очистки нефтесодержащих вод используются следующие методы: гравитационный, коалесценции, коагуляции, флотации, и т. д.
Гравитационный метод. Сущность метода заключается в разделении нефти и воды, основанном на разности их плотности.
Метод коалесценции. В основе метода лежит способность капелек нефти, находящихся в мелкодисперсном состоянии, укрупняться за счёт пропускания нефтеводяной смеси через материалы с малыми проходными сечениями (типа капиляров), которые не смачиваются водой, но хорошо удерживают нефть.
Метод коагуляции. Сущность метода заключается в укрупнении капель нефтепродуктов с помощью специальных химических материалов-коагулянтов. Метод флотации. Сущность метода заключается в извлечении пузырьками воздуха (газа) диспергированных в воде частиц, прилипающих к пузырькам вовремя столкновений в процессе пропускания воздуха (газа) через смесь.
Заключение:
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы по модернизации двигателя 8NVD-48 A2U согласно заданных параметров Ne=870кВт, n=6, 8c-1. .
1. В тепловом расчет дизеля в соответствии с прототипом 8NVD-48 A2U при проведения модернизации дизеля согласно заданной темы в расчёте были принятые отдельные параметры отличные по сравнению с прототипом такие как:
В результате теплового расчёта определенны новые по сравнению с протопопом параметры двигателя, данные приведены в таблице 1.
Задание выполнено получен двигатель с заданными параметрами, но при этом увеличился диаметр цилиндра что потребует замены деталей цилиндро-поршневой группы.
2. В соответствии с заданием была разработана технология ремонта коленчатого вала двигателя 8 NVD48 A2U.
Которая включает в себя: очистку, обмер, дефектацию, правку детали, установку на станке, шлифование посадочных поясков, проточку и шлифование свободных шеек, шлифование остальных шеек, установку коленчатого вала для обработки мотылёвых шеек, проточку и шлифование мотылёвых шеек и заключительный контроль
Разработанная технология ремонта коленчатого вала двигателя 8 NVD48 A2U. с применением типовых процессов ремонта. Применяется стандартное технологическое оборудование. Разработанный технологический процесс может применяться в производственных условиях.
3. Выбранный для изготовления коленчатого вала материал марки Ст 35Г и третий ремонтный размер проверены на механические напряжения по формуле РМРС на минимально допустимый размер рамовых, кривошипных шеек, а также на размеры ширину и толщину шеек, на условия невыдавливоемости смазки и нагрев подшипников. Все полученные результаты не превышают предельно допустимых значений.
4. В процессе модернизации, конструкция система охлаждения дизеля не претерпела значительных изменений и положение по обслуживанию дизеля и его системы охлаждения будет соответствовать типовому, разработанному заводом-изготовителем.
Инструкция охватывает подготовку дизеля и его системы охлаждения, к пуску, пуск, обслуживание во время работы, остановку и основные неисправности и способы их устранения, а также и порядок проведения технического обслуживания.
Поскольку положения по обслуживанию основаны по типовой инструкции завода-изготовителя, обслуживание спроектированного двигателя не потребует переучивания персонала.
5. Раздел техника безопасности рзаботан на основании утверждённых, Правила техники безопасности на судах Флота Рыбной Промышленности. РД 31. 81. 10-91 С-Питер. Гипрорыбфлот 1991г.
6. Раздел охраны окружающей среды рассмотрен в части мероприятий по предотвращению загрязнения моря которое регламентируется Конвенций МАРПОПЛ, Положению по предотвращению загрязнения моря для судов ФРП.
В целом же, техническое задание по модернизации дизеля 8 NVD48 A2U выполнено полностью согласно задания.
|
|
|
