Корабельная энергетика и экологическая безопасность.

Цели и задачи проектирования

 

Курсовая работа является логическим завершением теоретических разделов дисциплин «Судовые энергетические установки», «Проектирование систем предотвращения загрязнения моря (ПМЗ)», «Теория и проектирование систем экологической безопасности», «Предотвращение загрязнения моря и атмосферы с судов».

При выполнении курсовой работы проверяется умение студента применять полученные теоретические знания к практическим расчетам по выбору необходимого оборудования и формированию, в виде чертежа, обоснованного конструктивного решения по сокращению воздействия корабля на окружающую среду.

Задачи курсовой работы:

- определение количества образующихся при эксплуатации корабля вредных веществ, сбрасываемых (выбрасываемых) в окружающую среду;

- разработка мероприятий по сокращению образующихся вредных веществ или их нейтрализации;

- на основании требований морского Регистра РФ разработка схемы по сбору, хранению, обезвреживанию и удалению вредных веществ;

- подбор необходимого оборудования для разработанной схемы;

- определение эффективности спроектированной системы.

Задание на курсовую работу выдается на первой неделе третьего семестра и включает тип корабля, его основные размерения, мощности главных и вспомогательных двигателей, паропроизводительность главных и вспомогательных котлов, тип опреснительной установки (ОУ), численность экипажа, технологические особенности производственного цикла.

Объем работы по работе 40 часов, из них: пояснительная записка – 28 часов, графическая часть (чертежи формата А-4) в составе пояснительной записки. Выполнение работы является допуском к итоговой аттестации студентов в виде экзамена.

Все расчеты по проекту выполняются в международной системе единиц СИ, графическая часть – в соответствии с ЕСКД.

Содержание курсовой работы

 

 

Объем: пояснительная записка – 15…20 листов, графическая часть – 2…3 чертежа формата А-4.

Пояснительная записка должна содержать:

1. Основные характеристики корабля и энергетической установки;

2. Расчет образующихся на корабле льяльных, хозяйственно – бытовых, фановых вод, их остатков после очистки и бытового мусора;

3. Определение количества выбрасываемых в атмосферу вредных веществ на генеральном курсе, при входе в порт, швартовке и при стоянии в порту;

4. Обоснование схемы по предотвращению загрязнения окружающей среды;

5. Выбор конструктивных элементов схемы по предотвращению загрязнения окружающей среды;

6. Определение степени очистки сбросов (выбросов);

7. Описание работы схемы по предотвращению загрязнения окружающей среды;

8. Требования МАРПОЛ 73/78, международные и национальные требования по предотвращению загрязнения атмосферы выхлопными газами тепловых двигателей.

Пояснительную записку рекомендуется оформлять в следующем порядке (в скобках – пункты перечня содержания):

- задание на проектирование (1);

- введение – проблемы экологической безопасности корабельной энергетики (8);

- глава I. Расчет количества вредных веществ, образующихся при эксплуатации корабля (2,3)

- глава II. Конструктивные расчеты элементов схем предотвращения загрязнения окружающей среды и выбор оборудования (4,5,6);

- глава III. Техническое описание работы системы по предотвращению загрязнения окружающей среды (7);

- заключение – содержит выводы о принятых решениях;

- список литературы;

- оглавление.

Графическая часть проекта должна быть представлена:

- балансовой схемой воздействия энергетической установки, технологических процессов, источников хозяйственно-бытового назначения на окружающую среду, со всеми необходимыми пояснениями, специальными пояснениями, специальными указаниями и требованиями документов и конечным результатам;

- разработанной функциональной схемой предотвращения загрязнения окружающей среды;

- чертежом конструктивного исполнения элемента или узла схемы.

 

Корабельная энергетика и экологическая безопасность.

Корабельные тепловые двигатели различных типов загрязняют атмосферу и гидросферу, при этом объемы загрязнения суши и водной среды статически связаны.

В мировом транспортном флоте в настоящее время насчитывается более 64000 крупных судов, а тоннаж мирового флота ежегодно увеличивается на 8…9%, и мощность их установок возрастает на 10…12%

Следует отметить, что влияние боевых кораблей на загрязнение биосферы мало изучено.

Следует отметить, вносимые кораблями по своему виду, токсичности, влиянию, которое оно оказывает на среду, и их удельному значению различны. Можно условно разделить их на две группы: загрязнение атмосферы отработавшими газами и загрязнение вод, а также дна морей, океанов, рек и других водоемов нефтепродуктами (НПр), твердыми и другими отходами. Радиационные и тепловые излучения, радиоактивные отходы реакторов, шум и вибрация, электромагнитные излучения, создаваемые корабельной энергетикой, можно отнести к обеим указанным группам, так как они оказывают влияние, как на атмосферу, так и на воды и почву водоемов (см. рис. 1).

Распределение составляющих загрязнения Мирового океана за год от деятельности флота и от других источников представлено в табл. 1.

 

Табл. 1 Составляющие загрязнения Мирового океана углеводородами

Источники загрязнений	Количество, млн. т
Выбросы дизельных энергетических установок (ДЭУ) с отработавшими газами (ОГ) бензопиренов (БП), кроме углеводородов (Сх Ну)	114,20
Испарения нефтепродуктов танкерным флотом с учетом грузовых операций	19,40
Испарения нефтепродуктов на суше и попадание их в морскую среду с осадками	10,00
Выбросы несгоревшего топлива ДЭУ с ОГ	1,83
Слив балластных вод с кораблей	4,30
Антропогенные выбросы на суше и перенос их через атмосферу через Мировой океан	3,00
Выбросы углеводородов ДЭУ (Сх Ну) в морскую среду с ОГ	14,30
Сток рек в мировой океан	1,90
Береговые стоки	0,80
Добыча нефти в мире	0,80
Естественное просачивание со дна	0,60
Разливы нефтепродуктов при авариях танкеров	0,30
Сброс нефтепродуктов с льяльными водами	0,50
Всего	153,13

 

От продувания паровых котлов, утечки, работа свистка

От прорыва через неплотности коллекторов и трубопроводов

Отработавшие газы двигателей, паровых котлов

Вентиляционные от испарения нефтепродуктов в хранилищах, картерах двигателей

Газы и пары

Тепловое излучение

Радиационные излучения и отходы реакторов

Электромагнитные излучения

Шум

Вибрация

Загрязнение атмосферы

Загрязнение биосферы

Загрязнение гидросферы (воды морей, океанов, рек)

Нефтепродукты

Отходы сепарации топлива и масла

Аварийный разлив при кораблекрушении

Льяльные воды

Утечки при перекачке топлива и масла

Трюмные и балластные воды

Санитарные (мытьевые воды)

Фекальные (фановые воды)

Твердые отходы (стружка, тара, бумага, ветошь)

Пищевые отходы

 

Рис. 1. Классификация видов загрязнений, вносимых в биосферу кораблями и их энергетическими установками.

 

 

Для оценки выбросов и экологических ущербов от функционирования транспортных двигателей можно использовать данные, приведенные в таблице 2.

 

 

Таблица 2.

Выбросы при работе автотранспортных двигателей на 1 т сжигаемого топлива

 

Тип двигателей/выбросы, кг	СО	(Сх Нх)	SO2	Nax	Сажа	С	Pb	Всего
Бензиновые		33,2	1,34	26,6	1,34	-	0,266	329,7
Дизельные	28,4	9,1	5,6	40,8	3,4	28,4	-	115,7
Газотурбинные	0,852	1,365	0,68	4,08	0,068	-	-	7,045

 

Неуклонно ухудшающая экологическая ситуация в мире заставляет по-новому оценивать направления и перспективы развития корабельных энергетических установок, энергетические схемы, применяемые в корабельных установках, и режимы их эксплуатации. Может измениться и отношению к использованию высокосернистых тяжелых сортов топлива в корабельной энергетике в связи с тем, что количество оксидов серы в отработавших газах прямо пропорционально содержанию серы в топливе. Следует ожидать, что в ближайшие годы приоритет получат те установки, у которых при высокой энергетической эффективности вредное воздействие на окружающую среду будет минимальным.

 

Литература:

1. Маркевич В.А. Средства защиты моря от загрязнения при эксплуатации СЭУ. – Л.: Изд. ЛКИ, 1983, с. 3 – 6.

2. Зубрилов С. П., Ищук Ю. Г., Косовский В. И. Охрана окружающей среды при эксплуатации судов. – Л.: Судостроение, 1989, с. 3 – 21.

3. Нунукаров С. М. Предотвращение загрязнения моря судами. – М.: Транспорт, 1979, с. 5 - 87.

4. Стаценко В. Н. Совершенствование экологической безопасности судовых энергетических установок / ДВГТУ. – Владивосток: Изд – во ДВГТУ, 1997, с. 5 – 22.