Расчёт платы за выбросы маневровых тепловозов

Для новых ДВС и двигателей тепловозов со сроком службы до двух лет плата за выбросы вредных веществ в атмосферу определяется по формуле (3.1).

При увеличении срока службы двигателей тепловозов увеличивается количество выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ, так как возрастает количество сожжённого топлива в K_f раз. При наличии согласования с экологическими службами плата за эти выбросы определяется по формуле:

П = G_Σ · Ц_т · К_и · К_э · К_г · К_т + (G΄ – G_Σ) ·5 · Ц_т · К_и · К_э · К_г· К_т.

С учётом формулы (3.7) получим:

П΄ = G_Σ · Ц_т · К_и · К_э · К_г · К_т + 0,2 G_Σ ·5 · Ц_т · К_и · К_э · К_г· К_т =

= 2 G_Σ · Ц_т · К_и · К_э · К_г· К_т , руб./год. (3.8)

Пример 3.1

Рассчитать годовую плату за загрязнение окружающей среды выбросами 15 новых маневровых тепловозов серии ТЭМ2. Тепловозы находятся на станции Ростов-Главный.

Установить, как изменятся платежи за загрязнение окружающей среды через два года их эксплуатации.

Расчёт

1 Принимая, что в году 252 рабочих дня, с учётом данных табл. 3.2 определяем расчётное время работы каждого тепловоза в различных режимах.

Из табл. 3.2 следует, что 45,6 % времени тепловоз работает в режиме холостого хода; 39,8 % – при нагрузке, составляющей 25 % Ре_н, 12,9 % – при нагрузке 50 % Ре_н; 1,2 % – при нагрузке 75 % Ре_н и 0,5 % – при номинальной нагрузке Ре_н.

Если принять, что суммарное время работы тепловозов в сутки равно 22,5 ч, общая продолжительность работы за год составит:

22,5 · 252 = 5670 ч/год.

Тогда время работы в каждом режиме равно:

τ_х.х. = 5670 · 0,456 = 2585,5 ч/год;

τ _0,25Рен = 5670 · 0,398 = 2256,7 ч/год;

τ _0,5Рен = 5670 · 0,129 = 731,4 ч/год;

τ_0,75Рен = 5670 · 0,012 = 68,0 ч/год;

τ_Рен = 5670 · 0,005 = 28,4 ч/год.

Итого: 5670 ч/год.

2 Определяем годовые выбросы оксида углерода одной секцией по формуле (3.2):

М^СО = Σg^CO_j,k · τ_k,

где g^CO_j,k – удельные выбросы оксида углерода в разных режимах, определяемые по табл. 3.1 и равные для тепловоза ТЭМ2:

– для режима холостого хода – 0,63 кг/ч;

– для 25 % Ре – 1,89 кг/ч;

– для 50 % Ре – 2,23 кг/ч;

– для 75 % Ре – 7,75 кг/ч;

– для Ре – 15,19 кг/ч.

Тогда

М^СО = 0,63 · 2585,5 + 1,89 · 2256,7 + 2,23 · 731,4 + 7,75 · 68 +

+ 15,19 · 28,4 = 8483,5 кг/год,

или 8,48 т/год.

3 Аналогичным образом определяем годовые выбросы диоксида азота одной секцией тепловоза:

М^NO2 = 0,11 · 2585,5 + 4,67 · 2256,7 + 15,53 · 731,4 + 27,1 · 68 +

+ 41,63 · 28,4 = 25206,9 кг/год, или 25,21 т/год.

4 Определяем годовые выбросы сернистого ангидрида одной секцией тепловоза:

М^SO2 = 0,18 · 2585,5 + 0,99 · 2256,7 + 2,26 · 731,4 + 2,14 · 68 +

+ 1,87 · 28,4 = 4551,1 кг/год, или 4,55 т/год.

5 Определяем годовые выбросы сажи одной секцией тепловоза:

М^с = 0,003 · 2585,5 + 0,09 · 2256,7 + 0,28 · 731,4 + 0,33 · 68 +

+ 0,38 · 28,4 = 448,9 кг/год, или 0,45 т/год.

6 Определяем годовые выбросы оксида углерода 15 тепловозами:

М^СО_Σ = 15 · 8,48 = 127,2 т/год.

7 Определяем годовые выбросы диоксида азота 15 тепловозами:

М^NO2_Σ = 15 · 25,21 = 378,2 т/год.

8 Определяем годовые выбросы сернистого ангидрида 15 тепловозами:

М^SО2_Σ = 15 · 4,55 = 68,25 т/год.

9 Определяем годовые выбросы сажи 15 тепловозами:

М^с_Σ = 15 · 0,45 = 6,75 т/год.

Все вычисления сводим в табл. 3.4.

Таблица 3.4

Выбросы тепловозов

Всего: 580,4 т/год.

Следовательно, 15 новых маневровых тепловозов выбрасывают ежегодно 580,4 т загрязняющих веществ. Через два года их эксплуатации это количество возрастёт в 1,2 раза и составит 696,5 т/год.

10 Определяем расход топлива на одну секцию нового тепловоза ТЭМ2.

По данным табл. 3.3 устанавливаем значения удельного расхода дизельного топлива на каждом режиме, которые составляют:

q_х.х. = 46 Ре_н, г/ч;

q_{25 %Рен} = 280 г/кВт·ч;

q_50%Рен = 260 г/кВт·ч;

q_75%Рен = 245 г/кВт·ч;

q_Рен = 230 г/кВт·ч при Ре_н = 880 кВт.

Тогда расход дизельного топлива в каждом режиме работы двигателя составит:

G_х.х. = 46 · 880 · 2585,6 · 10^-6 = 104,7 т/год;

G_25%Рен = 280 · 0,25 · 880 · 2256,7· 10^-6 = 138,0 т/год;

G_50%Рен = 260 · 0,5 · 880 · 731,4 · 10^-6 = 84,4 т/год;

G_75%Рен = 245 · 0,75 · 880 · 68 · 10^-6 = 11,0 т/год;

G_Рен = 230 · 880 · 28,4 · 10^-6 = 5,7 т/год.

Суммарный годовой расход дизельного топлива на одну секцию нового тепловоза ТЭМ2 равен:

G = 104,7 + 139,0 + 84,4 + 11,0 + 5,7 = 344,4 т/год.

11 Расход топлива на 15 новых тепловозов составит:

344,4 · 15 = 5166 т/год.

12 Плата за выбросы загрязняющих веществ 15 новыми тепловозами ТЭМ2 определяется по формуле (3.1):

П = G_Σ · Ц_т · К_и · К_э · К_г · К_т, руб./год,

где Ц_т – норматив платы за выбросы при сжигании 1 т дизельного топлива, Ц_т = 2,5 руб./т;

К_э = 1,6 для г. Ростова-на-Дону;

К_г = 1,2;

К_т = 1;

К_и = 1,1 в 2004 г.

П = 5166 · 2,5 · 1,1 · 1,6 · 1,2 = 27276,5 руб./год.

Через два года их эксплуатации плата составит:

П΄ = 2 · 27276,5 = 54553 руб./год.

Таким образом установили, что через два года эксплуатации 15 маневровых тепловозов их выбросы в атмосферу возрастут с 580,4 т/год до 696,5 т/год, а платежи, рассчитанные по расходу топлива, с 27276,5 руб./год до

54553 руб./год.

Контрольная работа № 4

Рассчитать годовую плату за загрязнение атмосферного воздуха выбросами нового тепловоза серии N, если на станции находятся m тепловозов и их фактические выбросы равны предельно допустимым значениям (табл. 3.5).

Как изменится плата за выбросы загрязняющих веществ через два года эксплуатации этих локомотивов?

Таблица 3.5

Исходные данные

Окончание табл. 3.5

Определение расчётного расхода топлива при работе

Автотранспорта

Расчётный расход топлива при работе автотранспорта зависит от типа автомашины (легковые, грузовые, автобусы), мощности двигателя, условий эксплуатации, состояния трассы, времени года, рельефа местности, степени износа двигателя. Если эти данные известны, то расход топлива G, т/год, можно найти по формуле

G = 10^-5 · H_S · L · (1 + 0,01ΣĀ) · ρ, (3.9)

где H_S – базовая норма расхода топлива на 100 км пробега автомобиля,

л/100 км, (приложение 2);

L – годовой пробег автомобиля, км/год;

ρ – плотность топлива, кг/л;

ΣĀ – поправочный коэффициент, учитывающий сумму процентных добавок к нормативному расходу топлива в зависимости от условий работы автотранспортных средств, %, определяемый по табл. 3.6.

Плотность бензина ρ_б. = 0,7…0,76 кг/л, плотность дизельного топлива ρ_д.т. = 0,84…0,88 кг/л.

Таблица 3.6

Процентные добавки Ā к нормативному расходу топлива

Окончание табл. 3.6

Нормативное значение расхода топлива H_S для известных марок машин определяется по прил. 2. Если марки не заданы, то в учебных целях допускается принимать среднее значение H_S: для легковых автомашин – 85, для грузовых дизельных – 44,7, для автобусов – 32,7 литров на 100 км пробега [14].

Если же условия эксплуатации и состояние автотранспортного средства неизвестны, то расход топлива можно рассчитать следующим образом. Фактический расход топлива Q в кг на 100 км пробега по эксплуатационным данным определяется по формуле [6]

Q = H_S · ρ = 3,36 + 16,149 · 10⁴ П + 10,277 · 10⁸ П², кг/100 км, (3.10)

где П – комплексный показатель, равный для:

– легковых автомобилей, П_л.а. = (0,2…0,3) · 10⁴, кг·л/кВт²·мин^-1;

– автобусов, работающих на бензине, П_авт. = (0,4…1,3) · 10⁴, кг·л/кВт²·мин^-1;

– грузовых автомобилей и автобусов, работающих на дизельном топливе, П_диз =(2…4)·10⁴, кг·л/кВт²·мин^-1.

Тогда расход топлива автотранспортным средством при пробеге L км/год равен:

G = Q · L · 10^-5, т/год, (3.11)

или G = (3,36 + 16,149 · 10⁴ П + 10,277 · 10⁸ · П²) L · 10^-5, т/год (3.12)

Пример 3.2

Определить плату за выбросы грузовых автотранспортных средств, работающих на дизельном топливе в Северо-Кавказском регионе, годовой пробег которых составил 10 тыс. км.

Расчёт расхода дизельного топлива следует выполнять по формуле (3.12), так как условия эксплуатации и состояние автомобилей не конкретизированы:

G = (3,36 + 16,149 · 10⁴П + 10,277 · 10⁸ П²) L · 10^-5, т/год,

где П = 3 · 10^-4 кг·л/кВт²·мин^-1 для грузовых автомашин, работающих на дизельном топливе.

Тогда G = (3,36 + 16,149 · 10⁴·3 · 10^-4 + 10,277 · 10⁸ 3² ·10^-8) 10⁴ · 10^-5 =

= 1443 т/год.

Плата за выбросы загрязняющих веществ при сжигании 1443 т/год дизельного топлива составит:

П = G ·Ц_т · К_и · К_г · К_т · К_э, руб./год.

Норматив платы за выбросы загрязняющих веществ автотранспортным средством, работающим на дизельном топливе по табл. 1.3 составляет

2,5 руб./т. В 2004 г. коэффициент индексации К_и = 1,1. «Городской» коэффициент К_г = 1, так как автомобили работают в полевых условиях; К_т = 1. Коэффициент экологической ситуации в Северо-Кавказском регионе К_э = 1,6.

Тогда

П = 1443 ·2,5 · 1 · 1 · 1,6 = 6349,2, руб./год,

что составляет плату за загрязнение среды выбросами грузовых автомашин, подсчитанную по расходу топлива.

Пример 3.3

Рассчитать плату за загрязнение атмосферы выбросами автомашин ГАЗ 24-3, ЗиЛ - 157, «Икарус - 365», работающих ежесуточно по 9 ч со средней скоростью 41 км/ч. Принять, что годовая продолжительность их работы в г. Кисловодске составляет 310 дней в году. Нормы расхода топлива автомашинами приведены в прил. 2.

Расчёт

По формуле (3.9) определяется расход топлива каждой машины, г/км:

G_т = 10 H_S (1 + 0,01Ā) · ρ,

где Н_S – базовая норма расхода топлива на пробег автомобиля, л/100 км (см. прил. 2);

ρ – плотность топлива, кг/л;

Ā – поправочный коэффициент (процентные добавки к нормативному расходу топлива в зависимости от условий работы автотранспортного средства), % (определяется по табл. 3.6);

– работа в зимнее время (южные регионы) – 5 %;

– работа в горных условиях (H от 500 м до 1500 м) – 5 %;

– «городская» добавка при населении менее 0,5 млн чел. – 16 %;

– «возрастная» добавка (при эксплуатации более 8 лет) – 5 %;

– «поворотная» добавка – 10 %;

– «остановочная» добавка – 10 %.

Тогда для автомашины ГАЗ 24-03:

G_т^ГАЗ = 10 · 13,5 (1 + 0,01 · 41) · 0,7 = 133,245 г/км;

– для автомашины ЗиЛ - 157:

G_т^ЗиЛ = 10 · 39 · (1 + 0,01 · 41) · 0,7 = 384,93 г/км;

– для автобуса «Икарус - 365»:

G_т^И = 10 · 34 (1 + 0,01 · 41) · 0,85 = 436,39 г/км.

При средней скорости 41 км/ч и ежедневной продолжительности работы этих машин 9 ч/сут годовой пробег каждой машины составит:

L = 41 · 9 · 310 = 114390 км/год.

Тогда расход бензина автомашиной ГАЗ 24-03 равен:

G_Σ^ГАЗ = 133,245 · 114390 · 10^-6 = 15,24 т/год.

Расход бензина автомашиной ЗиЛ - 157 составит:

G_Σ^ЗиЛ = 384,93 · 114390 · 10^-6 = 44,03 т/год.

Расход дизельного топлива автобусом «Икарус - 365» равен:

G_Σ^И = 436,39 · 114390 · 10^-6 = 49,92 т/год.

При нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ передвижными источникам, равными для бензина 1,3 руб./т, а для дизельного топлива – 2,5 руб./т, плата за выбросы каждой машиной равна:

П_i = G_Σⁱ · Ц · К_и · К_э · К_г · К_к, руб./год,

где К_и – коэффициент индексации, равный в 2005 г. 1,2;

К_э – коэффициент экологической ситуации в Южном федеральном округе, равный 1,6;

К_г – «городской» коэффициент, равный 1,2;

К_к – «курортный» коэффициент, равный 2.

Тогда плата за выбросы в атмосферу автомашиной ГАЗ 24-03 составит:

П^ГАЗ = 15,24 · 1,3 · 1,2 · 1,6 · 1,2 · 2 = 91,29 руб./год.

Плата за выбросы автомашиной ЗИЛ - 157 составит:

П^ЗиЛ = 44,03 · 1,3 · 1,2 · 1,6 · 1,2 · 2 = 263,75 руб./год.

Плата за выбросы автобусом «Икарус - 365» составит:

П^И = 49,92 · 2,5 · 1,2 · 1,6 · 1,2 · 2 = 575,08 руб./год.

Суммарные годовые платежи за выбросы загрязняющих веществ автомашинами составят:

П_Σ = 91,29 + 263,75 + 575,08 = 930,12 руб./год.