Нормирование токсичности отработавших газов

Нормирование токсичности отработавших газов

C 01.01.2000 года в России вместо ГОСТ 24585-81 „Выбросы вредных веществ с отработавшими газами „Нормы и методы определения” введен ГОСТ Р 51249-99 с аналогичным названием в котором установлены более низкие нормы удельных средневзвешенных выбросов для вновь изготовленных двигателей. Значения их приведены в таблице 4.9.

Предельно допустимые значения удельных средневзвешенных выбросов вредных веществ с отработавшими газами двигателей, прошедших капитальный ремонт, устанавливают с использованием таблицы 4.10.

В Украине с 1.01.95 г. действует разработанный на основе ГОСТ 24585-81 отраслевой стандарт ГСТУ32.001-94 «Выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами тепловозных дизелей. Нормы и методы определения». Оценка экологических показателей тепловозных дизелей в этом стандарте проводится по среднеэксплуатационным удельным выбросам загрязняющих веществ, измеряемым в граммах на 1 кВт.час эффективной работы дизеля (г/кВт.час), в зависимости от режима нагружения и продолжительности работы дизеля тепловоза на данном режиме. В таблице 4.11 даны значения среднеэксплуатационных удельных выбросов вредных веществ, устанавливаемых ГСТУ32.001- 94.

Директива Европейского парламента и Совета Евросоюза 2004/26/EK (от 21 апреля 2004 года) устанавливает предельно допустимые нормы выбросов вредных веществ дизельными двигателями, а также методику определения их экспериментальным путем.

Граничные значения вредных веществ в отработавших газах дизельных двигателей мощностью более 560 кВт, согласно требований директивы 2004/26/EK, приведены в таблице 4.12.

Директива Евросоюза 2004/26/EK устанавливает также требования, предъявляемые к процедуре отбора проб отработавших газов, к применяемым анализаторам, к процедуре измерений и определения количества вредных составляющих в отработавших газах, к определению развиваемой двигателем мощности и удельных значений вредных веществ в отработавших газах дизельных двигателей. Предусматривается установление определенного срока, в течении которого значения вредных выбросов должно поддерживаться ниже предельно допустимого уровня.

Таблица 4.9
Нормы удельных средневзвешенных выбросов по ГОСТ Р 51249-99

Таблица 4.10
Корректирующие коэффициенты нормы удельных средневзвешенных выбросов двигателей после капитального ремонта

Таблица 4.11
Среднеэксплуатационные удельные выбросы вредных веществ (по ГСТУ32.001- 94)

Таблица 4.12
Граничные значения вредных веществ (директива 2004/26/EK)

Мероприятия по снижению вредных выбросов в окружающую среду

Снижение токсичности отработавших газов можно добиться техническими решениями и эксплуатационными мероприятиями.

Снижение токсичности отработавших газов достигается рядом технических решений, которые включают повышение экономичности двигателей, использование экологически более чистых видов топлива, присадок к топливу, установку нейтрализаторов отработавших газов, фильтров.

Повышение экономичности двигателей достигается совершенствованием их конструкции и позволяет сократить потребление топлива и соответственно снизить выбросы вредных веществ, одновременно обеспечивается сбережение энергетических ресурсов.

Повышению экологических показателей дизелей способствует давно применяемый турбонаддув и в последнее время внедряемая рециркуляция отработавших газов. Рециркуляция представляет собой перепуск части отработавших газов в впускной коллектор двигателя. Ее целесообразно использовать в допустимых пределах при работе двигателя на малых и средних нагрузках. Применение 10 % рециркуляции позволяет снизить содержания оксидов азота в отработавших газах на 30 – 40 %. Для тепловозных дизельных двигателях находит применение эффективное рециркуляционное устройство, обеспечивающее в реальных условиях снижение выбросов оксидов азота до 50 %.

Использование экологически более чистых видов топлива позволяет заменить традиционные жидкие виды топлива газом и значительно снизить уровень выбросов. В качестве газового топлива для дизельных двигателях используют сжиженный нефтяной газ (СНГ) и сжатый природный газ (СПГ). Сжиженный нефтяной газ получают при переработке нефти как побочный продукт, состоящий в основном из пропан-бутановых фракций. Его выпуск составляет 2 — 3 % от выхода основной продукции при перегонке нефти, и поэтому его ресурсы ограничены.

Применение СНГ и СПГ в качестве моторного топлива на транспортном подвижном составе позволяет существенно снизить токсичность: по оксиду углерода (СО) в 3 — 4 раза, оксидам азота (NOx) в 1,2 — 2,0 раза, углеводородам (СН) в 1,2-1,4 раза. При работе дизеля по газодизельному циклу дымность в режиме свободного ускорения уменьшается в 2 — 4 раза, шумность снижается на — 10 дБА, двигатель работает мягче и без специфического запаха.

Проводятся испытания маневрового тепловоза, работающего на сжатом газе, где организация рабочего процесса дизельного двигателя осуществляется по газодизельному циклу при зажигании газовоздушной смеси с помощью запальной порции дизельного топлива. При этом выбросы оксидов азота снижаются в 2 раза, углеводородов — в 3 раза, оксидов углерода — в 5 — 10 раз. Газотепловоз, работающий на сжатом природном газе (85 %) с порцией запального дизельного топлива (15 %) позволяет снизить расход дизельного топлива на 55 %, заменив его природным газом. Такие газотепловозы желательно использовать на станциях, расположенных в черте городов. Сейчас ведутся работы по созданию магистральных газотепловозов.