Muhtasari: Ushawishi wa injini za mwako wa ndani na hali ya mazingira. Matatizo ya mazingira ya matumizi ya joto

Tuma kazi yako nzuri katika msingi wa maarifa ni rahisi. Tumia fomu iliyo hapa chini

Wanafunzi, wanafunzi waliohitimu, wanasayansi wachanga wanaotumia msingi wa maarifa katika masomo na kazi zao watakushukuru sana.

MBINU YA METALLURGICAL YA SEROV

Insha

juu ya kanuni za kiikolojia za usimamizi wa mazingira

juu ya mada ya:Shida za mazingira zinazohusiana na maendeleo ya nishati

ImekamilikaA: mwanafunzi

idara ya mawasiliano

IVkikundi cha kozi TiTO

Sochneva Natalya

Imekaguliwa na: mwalimu

Chernysheva N.G.

Utangulizi

1. Matatizo ya mazingira ya uhandisi wa nguvu za joto

2. Matatizo ya mazingira ya umeme wa maji

3. Matatizo ya nishati ya nyuklia

4. Baadhi ya njia za kutatua matatizo ya nishati ya kisasa

Hitimisho

Orodha ya fasihi iliyotumika

Utangulizi

Kuna usemi wa mfano kwamba tunaishi katika enzi ya "Es" tatu: uchumi, nishati, ikolojia. Wakati huo huo, ikolojia kama sayansi na njia ya kufikiria inavutia zaidi na zaidi umakini wa karibu ubinadamu.

Ikolojia inachukuliwa kuwa taaluma ya sayansi na kitaaluma ambayo imeundwa kusoma uhusiano kati ya viumbe na mazingira katika anuwai zao zote. Katika kesi hii, mazingira yanaeleweka sio tu kama ulimwengu wa asili isiyo hai, lakini pia kama athari ya viumbe vingine au jamii zao kwa viumbe vingine na jamii. Ikolojia wakati mwingine huhusishwa tu na utafiti wa makazi au mazingira. Mwisho ni sahihi kimsingi na marekebisho muhimu ambayo mazingira hayawezi kuzingatiwa kwa kutengwa na viumbe, kama vile viumbe vilivyo nje ya makazi yao. Hizi ni sehemu za kiutendaji kimoja, ambacho kinasisitizwa na ufafanuzi hapo juu wa ikolojia kama sayansi ya uhusiano kati ya viumbe na mazingira.

Ikolojia ya nishati ni tawi la uzalishaji ambalo linakua kwa kasi isiyo na kifani. Ikiwa idadi ya watu huongezeka mara mbili katika miaka 40-50 chini ya hali ya mlipuko wa kisasa wa idadi ya watu, basi katika uzalishaji wa nishati na matumizi hii hutokea kila baada ya miaka 12-15. Kwa uwiano huo kati ya viwango vya ukuaji wa idadi ya watu na nishati, upatikanaji wa nishati huongezeka kwa kasi sio tu kwa jumla, lakini pia kwa kila mtu.

Kwa sasa mahitaji ya nishati hutolewa hasa na aina tatu za rasilimali za nishati: mafuta ya kikaboni, maji na kiini cha atomiki. Nishati ya maji na nishati ya atomiki hutumiwa na mwanadamu baada ya kuibadilisha kuwa nishati ya umeme. Wakati huo huo, kiasi kikubwa cha nishati iliyo katika mafuta ya kikaboni hutumiwa kwa namna ya nishati ya joto, na sehemu yake tu inabadilishwa kuwa nishati ya umeme. Hata hivyo, katika hali zote mbili, kutolewa kwa nishati kutoka kwa mafuta ya kikaboni huhusishwa na mwako wake, na kwa hiyo kwa kutolewa kwa bidhaa za mwako kwenye mazingira.

Madhumuni ya kazi hii ni kusoma athari kwa mazingira ya aina tofauti za nishati (nguvu ya joto, umeme wa maji, nishati ya nyuklia) na kuzingatia njia za kupunguza uzalishaji na uchafuzi wa mazingira kutoka vifaa vya nishati. Wakati wa kuandika insha hii, nilijiwekea kazi ya kutambua njia za kutatua matatizo ya kila aina ya nishati inayozingatiwa.

1. Wanaikolojiamatatizo ya kiufundi ya uhandisi wa nguvu za joto

Athari ya mazingira ya mimea ya nguvu ya mafuta kwa kiasi kikubwa inategemea aina ya mafuta yaliyochomwa (imara na kioevu).

Wakati wa kuchoma mafuta imara Majivu ya kuruka na chembe za mafuta yasiyochomwa, dioksidi ya sulfuri na anhidridi za sulfuri, oksidi za nitrojeni, kiasi fulani cha misombo ya fluoride, pamoja na bidhaa za gesi za mwako usio kamili wa mafuta huingia kwenye anga. Katika baadhi ya matukio, majivu ya kuruka yana, pamoja na vipengele visivyo na sumu, uchafu unaodhuru zaidi. Kwa hivyo, majivu ya anthracites ya Donetsk yana arseniki kwa idadi ndogo, na majivu ya Ekibastuz na amana zingine zina dioksidi ya silicon ya bure, na majivu ya shale na makaa ya mawe ya bonde la Kansk-Achinsk ina oksidi ya bure ya kalsiamu.

Makaa ya mawe - mafuta mengi zaidi ya kisukuku kwenye sayari yetu. Wataalam wanaamini kuwa akiba yake itadumu kwa miaka 500. Aidha, makaa ya mawe yanasambazwa sawasawa duniani kote na ni ya kiuchumi zaidi kuliko mafuta. Makaa ya mawe yanaweza kutumika kuzalisha mafuta ya kioevu ya syntetisk. Njia ya kupata mafuta kwa usindikaji wa makaa ya mawe imejulikana kwa muda mrefu. Hata hivyo, gharama ya bidhaa hizo ilikuwa ya juu sana. Utaratibu hutokea kwa shinikizo la juu. Mafuta haya yana faida moja isiyoweza kuepukika - ina idadi ya juu ya octane. Hii ina maana kwamba itakuwa rafiki wa mazingira zaidi.

Peat. Wakati wa kutumia peat kwa nishati, kuna idadi ya matokeo mabaya kwa mazingira ambayo hutokea kama matokeo ya uchimbaji wa peat kwa kiwango kikubwa. Hizi ni pamoja na, hasa, usumbufu wa utawala wa mifumo ya maji, mabadiliko katika mazingira na kifuniko cha udongo katika maeneo ya madini ya peat, kuzorota kwa ubora wa vyanzo vya maji safi ya ndani na uchafuzi wa hewa, na kuzorota kwa kasi kwa hali ya maisha ya wanyama. Shida kubwa za mazingira pia huibuka kwa sababu ya hitaji la kusafirisha na kuhifadhi peat.

Wakati wa kuchoma mafuta ya kioevu(mafuta ya mafuta) yenye gesi za moshi ndani hewa ya anga kuingia: dioksidi ya sulfuri na anhydrides ya sulfuriki, oksidi za nitrojeni, misombo ya vanadium, chumvi za sodiamu, pamoja na vitu vinavyoondolewa kwenye uso wa boilers wakati wa kusafisha. NA nafasi za mazingira mafuta ya kioevu ni "usafi" zaidi. Katika kesi hii, shida ya utupaji wa majivu, ambayo huchukua maeneo makubwa, haijumuishi matumizi yao ya faida na ni chanzo cha uchafuzi wa hewa mara kwa mara katika eneo la kituo kwa sababu ya kubeba sehemu ya majivu na upepo, hupotea kabisa. . Hakuna majivu ya kuruka katika bidhaa za mwako wa mafuta ya kioevu.

Gesi asilia. Gesi asilia inapochomwa, oksidi za nitrojeni ni uchafuzi mkubwa wa angahewa. Hata hivyo, utoaji wa oksidi za nitrojeni wakati wa kuchoma gesi asilia kwenye mitambo ya nishati ya joto ni wastani wa 20% chini kuliko wakati wa kuchoma makaa ya mawe. Hii haifafanuliwa na mali ya mafuta yenyewe, lakini kwa sifa za michakato ya mwako. Mgawo wa hewa ya ziada wakati wa kuchoma makaa ya mawe ni ya chini kuliko wakati wa kuchoma gesi asilia. Hivyo, gesi asilia ni rafiki wa mazingira zaidi mwonekano safi mafuta ya nishati na kutolewa kwa oksidi za nitrojeni wakati wa mwako.

Athari changamano ya makampuni ya biashara ya nishati ya joto kwenye biolojia kwa ujumla imeonyeshwa kwenye Jedwali. 1.

Kwa hivyo, makaa ya mawe, mafuta na bidhaa za mafuta, gesi asilia na, chini ya kawaida, kuni na peat hutumiwa kama mafuta katika mitambo ya nguvu ya joto. Sehemu kuu za vifaa vinavyoweza kuwaka ni kaboni, hidrojeni na oksijeni; kiasi kidogo kina sulfuri na nitrojeni; athari za metali na misombo yao (mara nyingi oksidi na sulfidi) pia zipo.

Katika uhandisi wa nguvu ya joto, chanzo cha uzalishaji mkubwa wa anga na taka kubwa ya nguvu ni mitambo ya nguvu ya joto, makampuni ya biashara na mimea ya nguvu ya mvuke, yaani, makampuni yoyote ambayo kazi yake inahusisha kuchoma mafuta.

Pamoja na utoaji wa gesi, uzalishaji wa nishati ya mafuta hutoa kiasi kikubwa cha taka ngumu. Hizi ni pamoja na majivu na slag.

Taka kutoka kwa mitambo ya kuandaa makaa ya mawe ina 55-60% SiO 2, 22-26% Al 2 O 3, 5-12% Fe 2 O 3, 0.5-1% CaO, 4-4.5% K 2 O na Na 2 O na kuendelea hadi 5% C. Huishia kwenye madampo, ambayo hutoa vumbi, moshi na kuzidisha sana hali ya angahewa na maeneo yanayozunguka.

Maisha Duniani yaliibuka chini ya hali ya hali ya kupungua, na baadaye sana, baada ya miaka bilioni 2, ulimwengu polepole ulibadilisha angahewa ya kupunguza kuwa ya oksidi. Ambapo jambo hai awali iliondoa vitu mbalimbali kutoka angahewa, hasa kaboni dioksidi, na kutengeneza amana kubwa za chokaa na misombo mingine yenye kaboni. Sasa ustaarabu wetu wa kiteknolojia umeunda mtiririko wa nguvu wa kupunguza gesi, haswa kwa sababu ya mwako wa mafuta ya kisukuku kutoa nishati. Kwa miaka 30, kutoka 1970 hadi 2000, karibu mapipa bilioni 450 ya mafuta, tani bilioni 90 za makaa ya mawe, trilioni 11. m 3 ya gesi (Jedwali 2).

Uzalishaji hewa kutoka kwa mtambo wa kuzalisha umeme wa MW 1000 kwa mwaka (tani)

Sehemu kuu ya utoaji wa kaboni dioksidi - takriban tani milioni 1 kwa suala la kaboni 1 Mt. Co maji machafu kiwanda cha nguvu za mafuta kila mwaka huondoa tani 66 za viumbe hai, tani 82 za asidi ya sulfuriki, tani 26 za kloridi, tani 41 za fosfeti na karibu tani 500 za chembe zilizosimamishwa. Majivu kutoka kwa mimea ya nguvu mara nyingi huwa na viwango vya juu vya ardhi nzito, adimu na dutu zenye mionzi.

Kiwanda cha nguvu cha makaa ya mawe kinahitaji tani milioni 3.6 za makaa ya mawe, 150 m 3 za maji na karibu bilioni 30 m 3 za hewa kila mwaka. Takwimu zilizo hapo juu hazizingatii usumbufu wa mazingira unaohusishwa na uchimbaji na usafirishaji wa makaa ya mawe.

Ikiwa tutazingatia kuwa mmea kama huo wa nguvu umekuwa ukifanya kazi kikamilifu kwa miongo kadhaa, athari yake inaweza kulinganishwa na athari ya volkano. Lakini ikiwa mwisho kawaida hutoa bidhaa za volkeno kwa idadi kubwa wakati mmoja, basi mmea wa nguvu hufanya hivi kila wakati. Zaidi ya makumi ya maelfu ya miaka, shughuli za volkeno hazijaweza kuwa na athari yoyote inayoonekana juu ya muundo wa anga, lakini shughuli za kiuchumi za wanadamu kwa kipindi cha miaka 100-200 zimesababisha mabadiliko kama hayo, haswa kwa sababu ya kuchomwa kwa mafuta. mafuta na utoaji wa gesi chafuzi kutoka kwa mifumo ikolojia iliyoharibiwa na iliyoharibika.

Mgawo hatua muhimu ya mitambo ya nguvu bado ni ndogo na ni sawa na 30-40%, mafuta mengi huchomwa bure. Nishati inayotokana hutumiwa kwa njia moja au nyingine na hatimaye inabadilishwa kuwa joto, yaani, pamoja na uchafuzi wa kemikali, uchafuzi wa joto huingia kwenye biosphere.

Uchafuzi na taka kutoka kwa vituo vya nishati kwa namna ya gesi, kioevu na awamu imara imegawanywa katika mikondo miwili: moja husababisha mabadiliko ya kimataifa, na nyingine husababisha kikanda na mitaa. Hali ni hiyo hiyo katika sekta nyingine za uchumi, lakini bado nishati na uchomaji wa nishati ya mafuta vinasalia kuwa chanzo cha uchafuzi mkuu wa kimataifa. Wanaingia kwenye anga, na kutokana na mkusanyiko wao, mkusanyiko wa vipengele vya kufuatilia gesi ya anga, ikiwa ni pamoja na gesi za chafu, hubadilika. Gesi zilionekana katika anga ambayo hapo awali haikuwepo ndani yake - klorofluorocarbons. Hizi ni uchafuzi wa kimataifa ambao una athari kubwa ya chafu na wakati huo huo hushiriki katika uharibifu wa safu ya ozoni ya stratosphere.

Hivyo, ni lazima ieleweke kwamba juu ya hatua ya kisasa mitambo ya nishati ya mafuta hutoa karibu 20% ya jumla ya taka zote hatari za viwandani kwenye angahewa. Wanaathiri sana mazingira ya eneo walipo na hali ya biosphere kwa ujumla. Kinachodhuru zaidi ni mitambo ya kufupisha nguvu inayofanya kazi kwenye mafuta ya kiwango cha chini. Kwa hivyo, wakati wa kuchoma tani 1060 za makaa ya mawe ya Donetsk kwenye kituo kwa saa 1, tani 34.5 za slag huondolewa kwenye tanuru za boiler, tani 193.5 za majivu huondolewa kwenye bunkers ya precipitators ya umeme ambayo husafisha gesi kwa 99%, na milioni 10 m3. hutolewa kupitia mabomba kwenye angahewa gesi za moshi. Gesi hizi, pamoja na mabaki ya nitrojeni na oksijeni, zina tani 2350 za dioksidi kaboni, tani 251 za mvuke wa maji, tani 34 za dioksidi ya sulfuri, tani 9.34 za oksidi za nitrojeni (kwa upande wa dioksidi) na tani 2 za majivu ya inzi ambayo "haijakamatwa. ” na vimiminika vya umeme.

Maji machafu kutoka kwa mitambo ya nishati ya joto na maji ya dhoruba kutoka kwa maeneo yao, yaliyochafuliwa na taka kutoka kwa mizunguko ya kiteknolojia ya mitambo ya umeme na iliyo na vanadium, nikeli, fluorine, phenoli na bidhaa za petroli, yanapomwagwa ndani ya vyanzo vya maji, yanaweza kuathiri ubora wa maji na viumbe vya majini. Mabadiliko katika muundo wa kemikali wa vitu fulani husababisha usumbufu wa hali ya maisha iliyowekwa kwenye hifadhi na huathiri muundo wa spishi na idadi ya viumbe vya majini na bakteria na mwishowe inaweza kusababisha usumbufu katika michakato ya utakaso wa hifadhi kutoka kwa uchafuzi wa mazingira. na kuzorota kwa hali yao ya usafi.

Kinachojulikana uchafuzi wa joto wa miili ya maji na ukiukwaji mbalimbali wa hali yao pia ni hatari. Mitambo ya nishati ya joto hutoa nishati kwa kutumia turbine zinazoendeshwa na mvuke moto. Wakati turbines zinafanya kazi, ni muhimu kupoza mvuke wa kutolea nje kwa maji, kwa hivyo mkondo wa maji huondoka kwenye mmea wa nguvu, kwa kawaida huwashwa na 8-12 ° C na kutolewa kwenye hifadhi. Mitambo mikubwa ya nguvu ya mafuta inahitaji kiasi kikubwa cha maji. Wanatoa 80-90 m3 / s ya maji katika hali ya joto. Hii ina maana kwamba mtiririko wenye nguvu wa maji ya joto, takriban ukubwa sawa na Mto wa Moscow, unaendelea kuingia kwenye hifadhi.

Eneo la kupokanzwa, linaloundwa kwenye makutano ya "mto" wa joto, ni aina ya sehemu ya hifadhi ambayo joto ni la juu kwenye hatua ya kumwagika na hupungua kwa umbali kutoka kwake. Sehemu za kupokanzwa za mimea kubwa ya nguvu ya mafuta hufunika eneo la makumi kadhaa ya kilomita za mraba. Katika majira ya baridi, polynyas huunda katika eneo la joto (katika latitudo za kaskazini na za kati). Wakati wa miezi ya majira ya joto, joto katika maeneo ya joto hutegemea joto la asili la maji yaliyochukuliwa. Ikiwa joto la maji katika hifadhi ni 20 ° C, basi katika eneo la joto linaweza kufikia 28-32 ° C.

Kama matokeo ya ongezeko la joto katika hifadhi na ukiukaji wa utawala wao wa asili wa hydrothermal, michakato ya "kuchanua" ya maji inakua, uwezo wa gesi kufuta ndani ya maji hupungua, tabia ya kimwili ya mabadiliko ya maji, na kemikali zote. na michakato ya kibiolojia inapita ndani yake, nk Katika eneo la joto, uwazi wa maji hupungua, pH huongezeka, na kiwango cha mtengano wa vitu vilivyooksidishwa kwa urahisi huongezeka. Kiwango cha photosynthesis katika maji kama hayo hupungua sana.

2. Matatizo ya mazingira ya umeme wa maji

Sifa muhimu zaidi ya rasilimali za umeme wa maji ikilinganishwa na rasilimali za mafuta na nishati ni uboreshaji wao endelevu. Kutokuwepo kwa mahitaji ya mafuta kwa mitambo ya kuzalisha umeme huamua gharama ya chini ya umeme unaozalishwa na mitambo ya kuzalisha umeme. Kwa hiyo, ujenzi wa vituo vya umeme wa maji, licha ya uwekezaji mkubwa wa mtaji maalum kwa 1 kW ya uwezo uliowekwa na muda mrefu wa ujenzi, ulikuwa na unapewa umuhimu mkubwa, hasa wakati unahusishwa na eneo la viwanda vinavyotumia umeme.

Kituo cha nguvu cha umeme wa maji ni mchanganyiko wa miundo na vifaa ambavyo nishati ya mtiririko wa maji hubadilishwa kuwa nishati ya umeme. Kituo cha umeme wa maji kina mzunguko wa mfululizo miundo ya majimaji, kutoa mkusanyiko muhimu wa mtiririko wa maji na kuunda shinikizo, na vifaa vya nguvu vinavyobadilisha nishati ya maji kusonga chini ya shinikizo kwenye nishati ya mzunguko wa mitambo, ambayo, kwa upande wake, inabadilishwa kuwa nishati ya umeme.

Licha ya bei nafuu ya nishati inayopatikana kutoka kwa rasilimali za maji, sehemu yao katika usawa wa nishati inapungua polepole. Hii ni kutokana na kupungua kwa rasilimali za bei nafuu na uwezo mkubwa wa eneo wa hifadhi za nyanda za chini. Inaaminika kuwa katika siku zijazo, uzalishaji wa nishati ya maji duniani hautazidi 5% ya jumla.

Moja ya sababu muhimu zaidi za kupungua kwa sehemu ya nishati inayopatikana kutoka kwa mitambo ya umeme wa maji ni athari ya nguvu ya hatua zote za ujenzi na uendeshaji wa miundo ya majimaji kwenye mazingira (Jedwali 3).

Kulingana na tafiti mbalimbali, moja ya athari muhimu zaidi za umeme wa maji kwa mazingira ni kutengwa kwa maeneo muhimu ya ardhi yenye rutuba (mafuriko) kwa hifadhi. Huko Urusi, ambapo hakuna zaidi ya 20% ya nishati ya umeme inayozalishwa kwa kutumia rasilimali za maji, angalau hekta milioni 6 za ardhi zilifurika wakati wa ujenzi wa vituo vya nguvu vya umeme. Mahali pao, mifumo ya ikolojia ya asili imeharibiwa.

Maeneo makubwa ya ardhi karibu na hifadhi hupata mafuriko kutokana na kupanda kwa viwango vya maji chini ya ardhi. Ardhi hizi, kama sheria, huwa ardhi oevu. Katika hali tambarare, ardhi iliyofurika inaweza kuchangia 10% au zaidi ya ardhi iliyofurika. Uharibifu wa ardhi na mazingira yao ya asili pia hutokea kama matokeo ya uharibifu wao na maji (abrasion) wakati wa kuunda ukanda wa pwani. Michakato ya mchujo kwa kawaida huendelea kwa miongo kadhaa na kusababisha usindikaji wa wingi mkubwa wa udongo, uchafuzi wa maji, na kujaa udongo kwenye hifadhi. Kwa hivyo, ujenzi wa hifadhi unahusishwa na usumbufu mkali wa serikali ya maji ya mito, mazingira yao ya tabia na muundo wa spishi za viumbe vya majini.

Katika hifadhi, inapokanzwa kwa maji huongezeka kwa kasi, ambayo huongeza upotevu wa oksijeni na taratibu nyingine zinazosababishwa na uchafuzi wa joto. Mwisho, pamoja na mkusanyiko wa virutubishi, huunda hali ya kuongezeka kwa miili ya maji na ukuaji mkubwa wa mwani, pamoja na zile zenye sumu za kijani kibichi. Kwa sababu hizi, na pia kutokana na upyaji wa polepole wa maji, uwezo wao wa kujitakasa hupunguzwa kwa kasi.

kuzorota kwa ubora wa maji husababisha kifo cha wakazi wake wengi. Matukio ya magonjwa katika hifadhi ya samaki yanaongezeka, hasa matukio ya helminths. Sifa za ladha za wenyeji wa mazingira ya majini hupungua.

Njia za uhamiaji za samaki zinatatizika, maeneo ya malisho, mazalia n.k yanaharibiwa. Volga kwa kiasi kikubwa imepoteza umuhimu wake kama mazalia ya samaki aina ya Caspian sturgeon baada ya ujenzi wa mteremko wa vituo vya kuzalisha umeme juu yake.

Hatimaye, mifumo ya mito iliyozuiliwa na hifadhi hugeuka kutoka kwa mifumo ya usafiri hadi mifumo ya kusanyiko-ya kupita. Mbali na virutubisho, metali nzito, vipengele vya mionzi na kemikali nyingi za sumu na maisha marefu hujilimbikiza hapa. Bidhaa za mkusanyiko hufanya iwe shida kutumia maeneo yaliyochukuliwa na hifadhi baada ya kufutwa kwao.

Hifadhi zina athari kubwa kwa michakato ya anga. Kwa mfano, katika maeneo kame (kame), uvukizi kutoka kwenye uso wa hifadhi huzidi uvukizi kutoka kwa uso wa ardhi sawa kwa makumi ya nyakati.

Kuongezeka kwa uvukizi kunahusishwa na kupungua kwa joto la hewa na ongezeko la matukio ya ukungu. Tofauti katika mizani ya joto ya hifadhi na ardhi iliyo karibu huamua uundaji wa upepo wa ndani kama vile upepo. Haya, pamoja na matukio mengine, husababisha mabadiliko katika mifumo ya ikolojia (sio chanya kila wakati) na mabadiliko ya hali ya hewa. Katika baadhi ya matukio, katika eneo la hifadhi ni muhimu kubadili mwelekeo wa kilimo. Kwa mfano, katika mikoa ya kusini ya nchi yetu, baadhi ya mazao ya kupenda joto (meloni) hawana muda wa kukomaa, matukio ya magonjwa ya mimea huongezeka, na ubora wa bidhaa huharibika.

Gharama ya mazingira ya ujenzi wa majimaji ni ya chini sana katika maeneo ya milimani, ambapo hifadhi kawaida huwa ndogo. Hata hivyo, katika maeneo ya milimani yanayokabiliwa na tetemeko la ardhi, hifadhi zinaweza kusababisha matetemeko ya ardhi. Uwezekano wa maporomoko ya ardhi na uwezekano wa maafa kutokana na uharibifu unaowezekana wa mabwawa huongezeka. Kwa hivyo, mnamo 1960 huko India (jimbo la Gunjarat), maji yalidai maisha ya elfu 15 kama matokeo ya kuharibika kwa bwawa.

Kwa sababu ya hali maalum ya teknolojia ya kutumia nishati ya maji, vifaa vya umeme hubadilisha michakato ya asili kwa muda mrefu sana. Kwa mfano, hifadhi ya kituo cha umeme wa maji (au mfumo wa hifadhi katika kesi ya mteremko wa kituo cha umeme wa maji) inaweza kuwepo kwa makumi au mamia ya miaka, wakati mahali pa mkondo wa maji wa asili kitu kilichofanywa na mwanadamu na udhibiti wa bandia kinaonekana. michakato ya asili- mfumo wa asili-kiufundi (PTS). Katika kesi hii, kazi inakuja kwa malezi ya PTS ambayo ingehakikisha malezi ya kuaminika na rafiki wa mazingira ya tata. Wakati huo huo, uhusiano kati ya mifumo kuu ya PTS (kitu cha teknolojia na mazingira ya asili) inaweza kuwa tofauti sana kulingana na vipaumbele vilivyochaguliwa - kiufundi, mazingira, kijamii na kiuchumi, nk, na kanuni ya usalama wa mazingira inaweza kuwa. iliyoundwa, kwa mfano, kama kudumisha hali fulani thabiti ya PTS iliyoundwa.

Njia bora ya kupunguza mafuriko ya wilaya ni kuongeza idadi ya vituo vya umeme wa maji katika kuteleza na kupungua kwa kila hatua ya shinikizo na, kwa hivyo, uso wa hifadhi.

Tatizo jingine la kimazingira la umeme wa maji linahusiana na tathmini ya ubora wa mazingira ya maji. Uchafuzi wa maji uliopo unasababishwa na michakato isiyo ya kiteknolojia ya uzalishaji wa umeme kwenye mitambo ya kuzalisha umeme kwa maji (kiasi cha uchafuzi unaotokana na maji machafu ya kituo cha kuzalisha umeme ni sehemu isiyo na maana ya molekuli jumla uchafuzi wa tata ya kiuchumi), na ubora wa chini wa kazi ya usafi wakati wa kuundwa kwa hifadhi na kutokwa kwa maji machafu yasiyotibiwa kwenye miili ya maji.

Virutubisho vingi vinavyoletwa na mito huhifadhiwa kwenye hifadhi. Katika hali ya hewa ya joto, mwani unaweza kuzidisha kwa wingi katika tabaka za uso wa hifadhi yenye virutubisho, au eutrophic. Wakati wa photosynthesis, mwani hutumia virutubisho kutoka kwenye hifadhi na hutoa kiasi kikubwa cha oksijeni. Mwani uliokufa huwapa maji harufu mbaya na ladha, funika chini na safu nene na uzuie watu kupumzika kwenye kingo za hifadhi.

Katika miaka ya kwanza baada ya hifadhi kujazwa, mimea mingi iliyoharibika inaonekana ndani yake, na udongo "mpya" unaweza kupunguza kwa kasi kiwango cha oksijeni katika maji. Kuoza jambo la kikaboni inaweza kusababisha kutolewa kwa kiasi kikubwa cha gesi chafu - methane na dioksidi kaboni.

Wakati wa kuzingatia athari za vituo vya nguvu za umeme kwenye mazingira, mtu anapaswa bado kumbuka kazi ya kuokoa maisha ya vituo vya umeme wa maji. Kwa hivyo, uzalishaji wa kila kWh bilioni ya umeme kwenye mitambo ya umeme wa maji badala ya mitambo ya nguvu ya joto husababisha kupungua kwa vifo vya watu kwa watu 100-226 / mwaka.

3. Matatizo ya nishati ya nyuklia

Nishati ya nyuklia kwa sasa inaweza kuchukuliwa kuwa yenye kuahidi zaidi. Hii ni kwa sababu ya akiba kubwa ya mafuta ya nyuklia na athari yake ya upole kwa mazingira. Faida pia ni pamoja na uwezekano wa kujenga mitambo ya nyuklia bila kuunganishwa na amana za rasilimali, kwa vile usafiri wao hauhitaji gharama kubwa kutokana na kiasi kidogo. Inatosha kutambua kwamba kilo 0.5 ya mafuta ya nyuklia hutoa kiasi sawa cha nishati kama kuchoma tani 1000 za makaa ya mawe.

Inajulikana kuwa michakato ya msingi ya uzalishaji wa nishati kwenye mitambo ya nyuklia ni athari za mgawanyiko viini vya atomiki- hatari zaidi kuliko, kwa mfano, michakato ya mwako. Ndiyo maana nishati ya nyuklia, kwa mara ya kwanza katika historia ya maendeleo ya viwanda, wakati wa kuzalisha nishati, inatekeleza kanuni ya usalama wa juu na tija ya juu zaidi.

Uzoefu wa miaka mingi katika uendeshaji wa mitambo ya nyuklia katika nchi zote unaonyesha kuwa hawana athari inayoonekana kwa mazingira. Kufikia 2000, wastani wa wakati wa kufanya kazi wa vinu vya nyuklia ulikuwa miaka 20. Kuegemea, usalama na ufanisi wa kiuchumi wa vinu vya nguvu za nyuklia hauegemei tu juu ya udhibiti mkali wa mchakato wa uendeshaji wa vinu vya nyuklia, lakini pia katika kupunguza athari za mitambo ya nyuklia kwenye mazingira kwa kiwango cha chini kabisa.

Katika meza Jedwali la 4 linaonyesha data linganishi kutoka kwa mitambo ya nyuklia na mitambo ya nishati ya joto juu ya matumizi ya mafuta na uchafuzi wa mazingira kwa mwaka na nguvu ya MW 1000 kila moja.

Matumizi ya mafuta na uchafuzi wa mazingira

Wakati wa operesheni ya kawaida ya kiwanda cha nguvu za nyuklia, utoaji wa vitu vya mionzi kwenye mazingira sio muhimu sana. Kwa wastani, wao ni mara 2-4 chini kuliko kutoka kwa mimea ya nguvu ya joto ya nguvu sawa.

Kufikia Mei 1986, vitengo 400 vya nguvu vinavyofanya kazi ulimwenguni na kutoa zaidi ya 17% ya umeme viliongeza mionzi ya asili ya asili kwa si zaidi ya 0.02%. Kabla ya janga la Chernobyl katika nchi yetu, hakuna tasnia iliyokuwa na kiwango cha chini cha majeraha ya kazini kuliko mitambo ya nyuklia. Miaka 30 kabla ya janga hilo, watu 17 walikufa katika ajali, na sio kwa sababu za mionzi. Baada ya 1986, hatari kuu ya mazingira ya mitambo ya nyuklia ilianza kuhusishwa na uwezekano wa ajali. Ingawa uwezekano wao katika vinu vya kisasa vya nguvu za nyuklia ni mdogo, hauwezi kutengwa. Ajali kubwa zaidi ya aina hii ni ajali iliyotokea katika kitengo cha nne cha kinu cha nyuklia cha Chernobyl.

Kwa mujibu wa vyanzo mbalimbali, jumla ya kutolewa kwa bidhaa za fission zilizomo kwenye reactor zilianzia 3.5% (kilo 63) hadi 28% (tani 50). Kwa kulinganisha, ni lazima ieleweke kwamba bomu iliyoanguka kwenye Hiroshima ilizalisha tu 740 g ya nyenzo za mionzi.

Kama matokeo ya ajali katika kiwanda cha nguvu cha nyuklia cha Chernobyl, eneo ndani ya eneo la zaidi ya kilomita elfu 2, linalofunika nchi zaidi ya 20, liliwekwa wazi kwa uchafuzi wa mionzi. Ndani ya USSR ya zamani, mikoa 11, nyumbani kwa watu milioni 17, waliathirika. Jumla ya eneo la maeneo yaliyochafuliwa linazidi hekta milioni 8, au 80,0000 km2. Huko Urusi, mikoa ya Bryansk, Kaluga, Tula na Oryol iliathiriwa zaidi. Kuna uchafuzi wa mazingira huko Belgorod, Ryazan, Smolensk, Leningrad na mikoa mingine. Kutokana na ajali hiyo, watu 31 walifariki dunia na watu zaidi ya 200 walipata dozi ya mionzi iliyosababisha ugonjwa wa mionzi. Watu elfu 115 walihamishwa kutoka eneo hatari zaidi (kilomita 30) mara baada ya ajali. Idadi ya wahasiriwa na idadi ya wakaazi waliohamishwa inaongezeka, eneo la uchafuzi linapanuka kama matokeo ya harakati za vitu vyenye mionzi na upepo, moto, usafirishaji, nk. Matokeo ya ajali yataathiri maisha ya vizazi kadhaa.

Baada ya ajali ya Chernobyl, mipango ya ujenzi wa mitambo ya nyuklia ilisimamishwa kwa muda au kupunguzwa katika nchi nyingi kwa ombi la umma, lakini nishati ya nyuklia iliendelea kukuza katika nchi 32.

Sasa majadiliano juu ya kukubalika au kutokubalika kwa nishati ya nyuklia yameanza kupungua, imeonekana wazi kwamba ulimwengu hauwezi tena kutumbukia gizani au kukubaliana na athari hatari sana kwenye anga ya kaboni dioksidi na bidhaa zingine za mwako wa mafuta. madhara kwa wanadamu. Tayari mwaka wa 1990, mitambo mipya 10 ya nguvu za nyuklia iliunganishwa kwenye gridi ya umeme. Ujenzi wa mitambo ya nyuklia hauacha: mwishoni mwa 1999, kulikuwa na vitengo 436 vya nguvu za nyuklia duniani kote, ikilinganishwa na 434 zilizosajiliwa mwaka wa 1998. Jumla ya uwezo wa umeme wa vitengo vya nguvu vinavyofanya kazi duniani ni kuhusu 335 GW. (1 GW = 1000 MW = 10 9 W). Uendeshaji wa mitambo ya nishati ya nyuklia hufunika 7% ya mahitaji ya nishati duniani, na sehemu yao katika uzalishaji wa umeme duniani ni 17%. Katika Ulaya Magharibi pekee, vinu vya nyuklia huzalisha kwa wastani karibu 50% ya umeme wote.

Ikiwa sasa tutabadilisha mitambo yote ya nyuklia inayofanya kazi ulimwenguni na ile ya joto, uharibifu usioweza kurekebishwa utasababishwa kwa uchumi wa dunia, sayari yetu yote na kila mtu mmoja mmoja. Hitimisho hili linatokana na ukweli kwamba kuzalisha nishati kutoka kwa mitambo ya nyuklia wakati huo huo huzuia kutolewa kwa kila mwaka kwa hadi tani milioni 2,300 za dioksidi kaboni, tani milioni 80 za dioksidi ya sulfuri na tani milioni 35 za oksidi za nitrojeni kwenye anga ya Dunia kwa kupunguza kiasi. mafuta yaliyochomwa kwenye mitambo ya nishati ya joto. Kwa kuongezea, wakati wa kuchoma, mafuta ya kikaboni (makaa ya mawe, mafuta) hutoa angani kiasi kikubwa cha vitu vyenye mionzi iliyo na isotopu za radium na nusu ya maisha ya karibu miaka 1600! Katika kesi hii, haitawezekana kuondoa vitu hivi vyote hatari kutoka kwa anga na kulinda idadi ya watu wa Dunia kutokana na athari zao. Hapa kuna mfano mmoja tu maalum. Kufungwa kwa kinu cha nyuklia cha Barsebæk 1 nchini Uswidi kulipelekea Uswidi kuagiza umeme kutoka Denmark kwa mara ya kwanza baada ya miaka 30. Matokeo ya mazingira ya hii ni kama ifuatavyo: nyongeza ya karibu tani elfu 350 za makaa ya mawe kutoka Urusi na Poland zilichomwa moto kwenye mitambo ya makaa ya mawe huko Denmark, ambayo ilisababisha kuongezeka kwa uzalishaji wa kaboni dioksidi kwa tani milioni 4 (!) kwa mwaka. na ongezeko kubwa la kiasi cha mvua ya asidi inayonyesha katika sehemu ya kusini mwa Uswidi.

Ujenzi wa mitambo ya nyuklia unafanywa kwa umbali wa kilomita 30-35 kutoka miji mikubwa. Eneo linapaswa kuwa na hewa ya kutosha na sio mafuriko wakati wa mafuriko. Karibu na kiwanda cha nguvu za nyuklia, mahali hutolewa kwa eneo la ulinzi wa usafi ambapo makazi ya makazi ni marufuku.

Katika Shirikisho la Urusi, kwa sasa kuna vitengo 29 vya nguvu vinavyofanya kazi kwenye mitambo tisa ya nyuklia na jumla ya uwezo wa umeme uliowekwa wa 21.24 GW. Mnamo 1995-2000 Mitambo ya nyuklia nchini Urusi ilizalisha zaidi ya 13% ya jumla ya uzalishaji wa umeme nchini, sasa ni 14.4%. Kwa upande wa jumla ya uwezo wa nyuklia uliowekwa, Urusi inashika nafasi ya tano baada ya USA, Ufaransa, Japan na Ujerumani. Hivi sasa, zaidi ya kWh bilioni 100 zinazozalishwa na vitengo vya nguvu za nyuklia za nchi hutoa mchango mkubwa na muhimu kwa usambazaji wa nishati ya sehemu yake ya Ulaya - 22% ya umeme wote unaozalishwa. Umeme unaozalishwa katika vinu vya nyuklia ni nafuu zaidi ya 30% kuliko kwenye mitambo ya nishati ya joto kwa kutumia nishati ya mafuta.

Usalama wa uendeshaji wa mitambo ya nyuklia ni mojawapo ya kazi muhimu zaidi za sekta ya nishati ya nyuklia ya Kirusi. Mipango yote ya ujenzi, ujenzi na kisasa ya mitambo ya nyuklia nchini Urusi inatekelezwa tu kwa kuzingatia mahitaji na viwango vya kisasa. Utafiti wa hali ya vifaa kuu vya uendeshaji wa mitambo ya nyuklia ya Kirusi ilionyesha kuwa kupanua maisha yake ya huduma kwa angalau miaka 5-10 inawezekana kabisa. Zaidi ya hayo, shukrani kwa utekelezaji wa seti inayofaa ya kazi kwa kila kitengo cha nguvu, wakati wa kudumisha kiwango cha juu cha usalama.

Ili kuhakikisha maendeleo zaidi ya nishati ya nyuklia nchini Urusi, mnamo 1998 "Programu ya Maendeleo ya Nishati ya Nyuklia ya Shirikisho la Urusi kwa 1998-2000" ilipitishwa. na kwa kipindi hicho hadi 2010." Inabainisha kuwa mwaka wa 1999, mitambo ya nyuklia ya Kirusi ilizalisha nishati ya 16% zaidi kuliko mwaka wa 1998. Ili kuzalisha kiasi hiki cha nishati kwenye mitambo ya nguvu ya joto, bilioni 36 m 3 ya gesi ingehitajika, yenye thamani ya dola bilioni 2.5 kwa bei za nje. Asilimia 90 ya ongezeko la matumizi ya nishati nchini lilipatikana kupitia uzalishaji wake katika vinu vya nyuklia.

Kutathmini matarajio ya maendeleo ya nishati ya nyuklia duniani, yenye mamlaka zaidi mashirika ya kimataifa, kuhusiana na utafiti wa matatizo ya kimataifa ya mafuta na nishati, unaonyesha kuwa baada ya 2010-2020. Haja ya ujenzi mkubwa wa vinu vya nyuklia itaongezeka tena ulimwenguni. Kulingana na toleo la kweli, inatabiriwa kuwa katikati ya karne ya 21. takriban nchi 50 zitakuwa na nishati ya nyuklia. Wakati huo huo, jumla ya uwezo wa umeme uliowekwa wa mitambo ya nyuklia duniani itakuwa karibu mara mbili na 2020 - kufikia 570 GW, na 2050 - 1100 GW.

4. Baadhi ya njia za kutatua matatizo ya nishati ya kisasa

Hakuna shaka kwamba katika siku za usoni, nishati ya joto itabaki kutawala katika usawa wa nishati ya ulimwengu na nchi za kibinafsi. Kuna uwezekano mkubwa wa kuongezeka kwa sehemu ya makaa ya mawe na aina zingine za mafuta safi kidogo katika uzalishaji wa nishati. Katika suala hili, tutazingatia baadhi ya njia na mbinu za matumizi yao ambayo inaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa athari mbaya kwa mazingira. Njia hizi zinategemea zaidi kuboresha teknolojia za utayarishaji wa mafuta na ukusanyaji wa taka hatari. Miongoni mwao ni yafuatayo:

1. Matumizi na uboreshaji wa vifaa vya kusafisha. Hivi sasa, mitambo mingi ya nguvu ya mafuta hukamata uzalishaji dhabiti kwa kutumia aina anuwai za vichungi. Kichafuzi kikali zaidi, dioksidi ya sulfuri, haipatikani kwenye mitambo mingi ya nishati ya joto au inanaswa kwa idadi ndogo. Wakati huo huo, kuna mimea ya nguvu ya joto (USA, Japan) ambayo hufanya karibu kuondolewa kabisa kwa uchafuzi huu, pamoja na oksidi za nitrojeni na uchafuzi mwingine mbaya. Kwa kusudi hili, desulfurization maalum (kukamata dioksidi ya sulfuri na trioksidi) na denitrification (kukamata oksidi za nitrojeni) hutumiwa. Ukamataji ulioenea zaidi wa oksidi za sulfuri na nitrojeni hufanywa kwa kupitisha gesi za flue kupitia suluhisho la amonia. Bidhaa za mwisho za mchakato huu ni nitrati ya ammoniamu, inayotumika kama mbolea ya madini, au suluhisho la sulfite ya sodiamu (malighafi kwa sekta ya kemikali) Ufungaji kama huo huchukua hadi 96% ya oksidi za sulfuri na zaidi ya 80% ya oksidi za nitrojeni. Kuna njia nyingine za utakaso kutoka kwa gesi hizi.

2. Kupunguza kuingia kwa misombo ya sulfuri katika anga kwa njia ya desulfurization ya awali (desulfurization) ya makaa ya mawe na aina nyingine za mafuta (mafuta, gesi, shale ya mafuta) kwa njia za kemikali au kimwili. Njia hizi hufanya iwezekanavyo kutoa kutoka 50 hadi 70% ya sulfuri kutoka kwa mafuta kabla ya kuchomwa moto.

3. Kubwa na fursa za kweli kupunguza au kuleta utulivu wa mtiririko wa uchafuzi wa mazingira katika mazingira kunahusishwa na kuokoa nishati. Fursa kama hizo ni nzuri sana kwa sababu ya kupunguzwa kwa nguvu ya bidhaa zinazotokana. Kwa mfano, nchini Marekani, kwa wastani, nishati mara 2 ilitumiwa kwa kila kitengo cha bidhaa zinazozalishwa kuliko katika USSR ya zamani. Huko Japan, matumizi kama hayo yalikuwa chini mara tatu. Akiba ya nishati kwa kupunguza matumizi ya chuma ya bidhaa, kuboresha ubora wao na kuongeza muda wa kuishi wa bidhaa sio kweli. Kuokoa nishati kupitia mpito hadi teknolojia ya hali ya juu inayohusishwa na matumizi ya kompyuta na vifaa vingine vya chini kunaleta matumaini.

4. Sio muhimu sana ni fursa za kuokoa nishati katika maisha ya kila siku na kazi kwa kuboresha mali ya kuhami ya majengo. Akiba halisi ya nishati hutoka kwa kuchukua nafasi ya taa za incandescent kwa ufanisi wa karibu 5% na taa za fluorescent, ufanisi ambao ni mara kadhaa zaidi. Ni fujo sana kutumia nishati ya umeme kutengeneza joto. Ni muhimu kukumbuka kuwa uzalishaji wa nishati ya umeme kwenye mitambo ya nguvu ya joto huhusishwa na kupoteza takriban 60-65% ya nishati ya joto, na kwenye mimea ya nyuklia - angalau 70% ya nishati. Nishati pia hupotea inapopitishwa kupitia waya kwa umbali. Kwa hiyo, mwako wa moja kwa moja wa mafuta ili kuzalisha joto, hasa gesi, ni busara zaidi kuliko kuibadilisha kuwa umeme na kisha kurudi kwenye joto.

5. Ufanisi wa mafuta pia huongezeka sana wakati inatumiwa badala ya mitambo ya nguvu ya joto kwenye mitambo ya nguvu ya joto. Katika kesi ya mwisho, vitu vya uzalishaji wa nishati viko karibu na maeneo ya matumizi yake na kwa hivyo hasara zinazohusiana na usafirishaji kwa umbali hupunguzwa. Pamoja na umeme, mimea ya nguvu ya mafuta hutumia joto, ambalo linachukuliwa na mawakala wa baridi. Wakati huo huo, uwezekano wa uchafuzi wa joto wa mazingira ya majini hupunguzwa sana. Njia ya kiuchumi zaidi ya kupata nishati ni katika mitambo midogo kama vile mitambo ya nishati ya joto (iogenation) moja kwa moja kwenye majengo. Katika kesi hiyo, hasara za nishati ya joto na umeme hupunguzwa kwa kiwango cha chini. Mbinu hizo zinazidi kutumiwa katika baadhi ya nchi.

Hitimisho

Kwa hivyo, nilijaribu kuangazia vipengele vyote vya suala muhimu leo kama "Matatizo ya mazingira yanayohusiana na maendeleo ya nishati." Tayari nilijua baadhi ya mambo kutoka kwa nyenzo zilizowasilishwa, lakini baadhi ya mambo nilikutana nayo kwa mara ya kwanza.

Kwa kumalizia, ningependa kuongeza kwamba matatizo ya mazingira ni miongoni mwa matatizo ya ulimwengu. Udikteta wa kisiasa, kiuchumi, kiitikadi na kijeshi ulibadilishwa na udikteta katili zaidi na usio na huruma - udikteta wa rasilimali chache za biosphere. Mipaka katika ulimwengu uliobadilika leo imedhamiriwa sio na wanasiasa, sio na doria za mpaka na sio huduma za forodha, lakini na mifumo ya mazingira ya kikanda.

NAorodha ya fasihi iliyotumika

1. Akimova T.A. Ikolojia. - M.: "UMOJA", 2000

2. Dyakov A.F. Miongozo kuu ya maendeleo ya nishati nchini Urusi. - M.: "Phoenix", 2001

3. Kiselev G.V. Tatizo la maendeleo ya nishati ya nyuklia. - M.: "Maarifa", 1999.

4. Hwang T.A. Ikolojia ya viwanda. - M.: "Phoenix", 2003

Nyaraka zinazofanana

Muundo wa tata ya mafuta na nishati: mafuta, makaa ya mawe, viwanda vya gesi, nguvu za umeme. Athari za nishati kwenye mazingira. Sababu kuu za uchafuzi wa mazingira. Vyanzo vya mafuta asilia. Matumizi ya nishati mbadala.

uwasilishaji, umeongezwa 10/26/2013

Mbinu za kuzalisha umeme na matatizo yanayohusiana na mazingira. Kutatua matatizo ya mazingira kwa mitambo ya mafuta na nyuklia. Vyanzo vya nishati mbadala: nishati ya jua, upepo, mawimbi, jotoardhi na biomasi.

uwasilishaji, umeongezwa 03/31/2015

Athari za vifaa vya nishati ya nyuklia kwenye mazingira. Tatizo la uchafuzi wa joto wa miili ya maji. Marekebisho ya kila mwaka ya mazingira ya zooplanktocenoses katika bwawa la baridi la Novo-Voronezh NPP. haja ya ufuatiliaji wa kina wa mifumo ikolojia ya majini.

muhtasari, imeongezwa 05/28/2015

Mafuta na gesi ni madini ya sedimentary. Sekta ya kusafisha mafuta na usindikaji wa gesi ya Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug. Matatizo ya mazingira yanayohusiana na uzalishaji wa mafuta na gesi wilayani humo. Njia za kutatua shida za mazingira katika Khanty-Mansi Autonomous Okrug.

muhtasari, imeongezwa 10/17/2007

Kiini cha matatizo ya mazingira ya ndani, kikanda na kimataifa ya wakati wetu. Sekta kama sababu ya athari kwa mazingira, athari zake kwa vipengele mbalimbali vya mazingira. Njia za kutatua matatizo na kuboresha usimamizi wa mazingira.

muhtasari, imeongezwa 12/17/2009

Uchambuzi wa matatizo ya mazingira yanayohusiana na athari za tata ya mafuta na nishati na mitambo ya nguvu ya joto kwenye mazingira. Tabia ya athari ya kiteknolojia. Viwango vya usambazaji wa uzalishaji hatari. Mahitaji ya mitambo ya nguvu ya joto ya kirafiki.

muhtasari, imeongezwa 11/20/2010

Athari za kibinadamu kwenye mazingira. Misingi ya shida za mazingira. Athari ya chafu ( ongezeko la joto duniani hali ya hewa): historia, ishara, matokeo yanayowezekana ya mazingira na suluhisho la shida. Kunyesha kwa asidi. Uharibifu wa safu ya ozoni.

kazi ya kozi, imeongezwa 02/15/2009

Shida kuu za mazingira za wakati wetu. Ushawishi wa shughuli za kiuchumi za watu kwenye mazingira ya asili. Njia za kutatua shida za mazingira ndani ya mikoa ya majimbo. Kupungua kwa safu ya ozoni, athari ya chafu, uchafuzi wa mazingira.

muhtasari, imeongezwa 08/26/2014

Njia za kutatua matatizo ya mazingira ya jiji: matatizo ya mazingira na uchafuzi wa hewa, udongo, mionzi, maji ya wilaya. Kutatua matatizo ya mazingira: kuleta viwango vya usafi, kupunguza uzalishaji, kuchakata taka.

muhtasari, imeongezwa 10/30/2012

Kuongezeka kwa migogoro ya mazingira ya kikanda na maendeleo ya jamii ya wanadamu. Sifa za tabia za wakati wetu ni kuongezeka na utandawazi wa athari za mwanadamu kwenye mazingira asilia. Uchafuzi wa lithosphere, hydrosphere na anga.

Athari ya mazingira ya mimea ya nguvu ya mafuta kwa kiasi kikubwa inategemea aina ya mafuta yaliyochomwa (imara na kioevu).

Wakati wa kuchoma mafuta ya kioevu(mafuta ya mafuta) na gesi za flue zifuatazo huingia hewa ya anga: dioksidi ya sulfuri na anhydrides ya sulfuriki, oksidi za nitrojeni, misombo ya vanadium, chumvi za sodiamu, pamoja na vitu vinavyoondolewa kwenye uso wa boilers wakati wa kusafisha. Kutoka kwa mtazamo wa mazingira, mafuta ya kioevu ni "usafi" zaidi. Katika kesi hii, shida ya utupaji wa majivu, ambayo huchukua maeneo makubwa, haijumuishi matumizi yao ya faida na ni chanzo cha uchafuzi wa hewa mara kwa mara katika eneo la kituo kwa sababu ya kubeba sehemu ya majivu na upepo, hupotea kabisa. . Hakuna majivu ya kuruka katika bidhaa za mwako wa mafuta ya kioevu.

Gesi asilia. Gesi asilia inapochomwa, oksidi za nitrojeni ni uchafuzi mkubwa wa angahewa. Hata hivyo, utoaji wa oksidi za nitrojeni wakati wa kuchoma gesi asilia kwenye mitambo ya nishati ya joto ni wastani wa 20% chini kuliko wakati wa kuchoma makaa ya mawe. Hii haifafanuliwa na mali ya mafuta yenyewe, lakini kwa sifa za michakato ya mwako. Mgawo wa hewa ya ziada wakati wa kuchoma makaa ya mawe ni ya chini kuliko wakati wa kuchoma gesi asilia. Kwa hivyo, gesi asilia ndio aina ya mafuta ya nishati ambayo ni rafiki zaidi wa mazingira kwa suala la kutolewa kwa oksidi za nitrojeni wakati wa mwako.

Athari changamano ya makampuni ya biashara ya nishati ya joto kwenye biolojia kwa ujumla imeonyeshwa kwenye Jedwali. 1.

Pamoja na utoaji wa gesi, uzalishaji wa nishati ya mafuta hutoa kiasi kikubwa cha taka ngumu. Hizi ni pamoja na majivu na slag.

Maisha Duniani yaliibuka chini ya hali ya hali ya kupungua, na baadaye sana, baada ya miaka bilioni 2, ulimwengu polepole ulibadilisha angahewa ya kupunguza kuwa ya oksidi. Wakati huo huo, vitu vilivyo hai hapo awali viliondoa vitu vingi kutoka kwa angahewa, haswa kaboni dioksidi, na kutengeneza amana kubwa za chokaa na misombo mingine iliyo na kaboni. Sasa ustaarabu wetu wa kiteknolojia umeunda mtiririko wa nguvu wa kupunguza gesi, haswa kwa sababu ya mwako wa mafuta ya kisukuku kutoa nishati. Kwa miaka 30, kutoka 1970 hadi 2000, karibu mapipa bilioni 450 ya mafuta, tani bilioni 90 za makaa ya mawe, trilioni 11. m 3 ya gesi (Jedwali 2).

Uzalishaji hewa kutoka kwa mtambo wa kuzalisha umeme wa MW 1000 kwa mwaka (tani)

Sehemu kuu ya utoaji wa kaboni dioksidi - takriban tani milioni 1 kwa suala la kaboni 1 Mt. Kwa maji machafu kutoka kwa mmea wa nguvu ya mafuta, tani 66 za vitu vya kikaboni, tani 82 za asidi ya sulfuriki, tani 26 za kloridi, tani 41 za phosphates na karibu tani 500 za chembe zilizosimamishwa huondolewa kila mwaka. Majivu kutoka kwa mimea ya nguvu mara nyingi huwa na viwango vya juu vya ardhi nzito, adimu na dutu zenye mionzi.

Ufanisi wa mitambo ya nguvu bado ni ya chini na ni sawa na 30-40%; mafuta mengi huchomwa bure. Nishati inayotokana hutumiwa kwa njia moja au nyingine na hatimaye inabadilishwa kuwa joto, yaani, pamoja na uchafuzi wa kemikali, uchafuzi wa joto huingia kwenye biosphere.

Kwa hivyo, inapaswa kuzingatiwa kuwa katika hatua ya sasa mitambo ya nguvu ya joto hutoa karibu 20% ya jumla ya taka zote za hatari za viwandani kwenye angahewa. Wanaathiri sana mazingira ya eneo walipo na hali ya biosphere kwa ujumla. Kinachodhuru zaidi ni mitambo ya kufupisha nguvu inayofanya kazi kwenye mafuta ya kiwango cha chini. Kwa hivyo, wakati wa kuchoma tani 1060 za makaa ya mawe ya Donetsk kwenye kituo kwa saa 1, tani 34.5 za slag huondolewa kwenye tanuru za boiler, tani 193.5 za majivu huondolewa kwenye bunkers ya precipitators ya umeme ambayo husafisha gesi kwa 99%, na milioni 10 m3. hutolewa kupitia mabomba kwenye angahewa gesi za moshi. Gesi hizi, pamoja na mabaki ya nitrojeni na oksijeni, zina tani 2350 za dioksidi kaboni, tani 251 za mvuke wa maji, tani 34 za dioksidi ya sulfuri, tani 9.34 za oksidi za nitrojeni (kwa upande wa dioksidi) na tani 2 za majivu ya inzi ambayo "haijakamatwa. ” na vimiminika vya umeme.

Kama matokeo ya ongezeko la joto kwenye hifadhi na ukiukaji wa utawala wao wa asili wa hydrothermal, michakato ya "kuchanua" kwa maji inakua, uwezo wa gesi kuyeyuka katika maji hupungua, mali ya mwili ya mabadiliko ya maji, kemikali zote na kemikali. michakato ya kibiolojia inayotokea ndani yake huharakishwa, nk Katika eneo la joto Uwazi wa maji hupungua, pH huongezeka, na kiwango cha mtengano wa vitu vilivyooksidishwa kwa urahisi huongezeka. Kiwango cha photosynthesis katika maji kama hayo hupungua sana.

Tuma kazi yako nzuri katika msingi wa maarifa ni rahisi. Tumia fomu iliyo hapa chini

Wanafunzi, wanafunzi waliohitimu, wanasayansi wachanga wanaotumia msingi wa maarifa katika masomo na kazi zao watakushukuru sana.

Iliyotumwa kwenye http://www.allbest.ru/

Wizara ya Sayansi ya Shirikisho la Urusi

Chuo Kikuu cha Anga cha Jimbo la Samara kilichoitwa baada ya Mwanachuoni S.P. Malkia

Idara ya Ikolojia

Shida za mazingira za injini za mwako wa ndani na njia za kuzitatua

Mwanafunzi R.A. Ignatenko, gr. 233

Mwalimu V.N. Vyakin

Samara 2004

Utangulizi

Vifaa vya matibabu ya mafuta

Kudhibiti injini ya mwako wa ndani

Neno la kushangaza "mseto"

Dimethyl etha

Hitimisho

Utangulizi

mafuta ya magari ya dizeli ya hidrokaboni

Leo, moja ya shida kubwa za mazingira ni shida ya usafirishaji wa gari, kwani injini za mwako wa ndani zinazoendesha bidhaa za petroli zina athari kubwa zaidi. athari ya anthropogenic juu ya mazingira. Kila mwaka, tani milioni 250 za erosoli nzuri hutolewa kwenye angahewa ya Dunia. Sasa biosphere ina takriban misombo ya kemikali milioni 3 ambayo haijawahi kupatikana katika asili.

Tatizo la usalama wa mazingira wakati wa kuendesha injini za mwako wa ndani inahitaji maendeleo ya mafuta ya magari ya kirafiki.

Matatizo ya mazingira ya kutumia mafuta ya hidrokaboni

Gesi za kutolea nje kutoka kwa injini za mwako wa ndani ni chanzo cha sumu ya kikaboni kama vile phenanthrene, anthracene, fluoranthene, pyrene, chrysene, dibenzpyrylene, nk, ambayo ina shughuli kali ya kansa, na pia inakera ngozi na utando wa mucous wa njia ya upumuaji.

Mchanganuo wa mifumo ya athari za kemikali hufanyika ndani ya injini wakati wa mwako wa mafuta ulionyesha kuwa sababu kuu ya malezi ya sumu za kikaboni ni mwako usio kamili wa mafuta:

katika mchakato wa mwako wa mafuta, metali zinazounda aloi ya injini ni kichocheo cha michakato mingi ya kemikali inayosababisha kuundwa kwa misombo ya kunukia ya condensing na derivatives yao;

malezi ya soti wakati wa mwako usio kamili wa mafuta huchangia kunukia kwa hidrokaboni;

Muundo wa kemikali ya petroli huamua kwa kiasi kikubwa mkusanyiko wa misombo iliyofupishwa iliyoundwa.

Petroli iliyorekebishwa kwa kichocheo inaleta hatari kubwa zaidi kwa sababu ya kutojaa kwa juu kwa hidrokaboni zilizojumuishwa na maudhui ya juu ya hidrokaboni yenye kunukia.

Petroli iliyopasuka kwa kichocheo haina hatari kidogo, ingawa ina thamani ya chini ya kalori.

Kuna njia kadhaa za kupunguza utoaji wa sumu za kikaboni zinazoundwa wakati wa mwako wa mafuta ya hidrokaboni:

kuongeza usambazaji wa oksijeni kwenye chumba cha mwako wa mafuta, ambayo itaongeza asilimia ya mwako wa vitu vya kikaboni;

kukandamiza shughuli za kichocheo za nikeli na chuma ambazo ni sehemu ya muundo wa aloi ya chumba cha mwako kwa kuanzisha kiwango kidogo cha risasi ya chuma, ambayo ni sumu ya kichocheo kwa metali hizi;

kutumia mafuta ambayo inaongozwa na hidrokaboni zilizojaa, gesi asilia, etha ya petroli, petroli ya syntetisk.

Njia za kisasa za kuboresha ubora wa mafuta ya dizeli

Kupata mafuta ya dizeli ambayo yanakidhi mahitaji ya kisasa, ikiwezekana kwa kuboresha ubora wa kusafisha mafuta na kuanzisha kifurushi cha viungio kwa madhumuni mbalimbali.

Faida kuu za injini za dizeli ikilinganishwa na injini nyingine za mwako wa ndani ni ufanisi na bei nafuu ya kulinganisha ya mafuta, hivyo matumizi yao yanapanuka kila wakati. Dieselization ya magari ya abiria na lori, kukua duniani kote, ikiwa ni pamoja na Urusi, inahitaji ufumbuzi wa haraka kwa masuala ya kuboresha ubora wa mafuta, tangu gesi za kutolea nje kutoka injini za mwako wa ndani zimekuwa chanzo kikuu cha uchafuzi wa hewa.

Serikali za nchi zilizoendelea kiviwanda na mashirika kadhaa ya kimataifa yamefanya utafiti wa kimsingi ili kubaini ushawishi wa vipengele muhimu zaidi vya ubora wa mafuta ya dizeli (DF) kwenye sifa za utendaji wa injini na uchafuzi wa mazingira unaotokana na bidhaa za mwako. Juhudi hizi zilifikia kilele cha kupitishwa kwa viwango vipya vya mafuta ya dizeli. Hasa, Mkataba wa Mafuta ya Dunia na kiwango cha Ulaya cha EN 590, ambacho, tofauti na GOST 305-82 ya sasa ya Kirusi, hupunguza madhubuti maudhui ya sulfuri, hidrokaboni yenye harufu nzuri na polyaromatic katika mafuta, kuanzisha kiashiria kipya "lubricity ya mafuta" na kuweka kiwango cha juu zaidi cha nambari ya cetane.

Magari ndio chanzo kikuu cha moshi miji mikubwa. Sehemu ya gesi za kutolea nje hufikia 4/5 ya jumla ya kiasi cha uzalishaji unaodhuru katika angahewa.

GOST 305-82 haipatikani tena mahitaji ya kisasa kwa viashiria vilivyoorodheshwa hapo juu, ambavyo tayari vinaathiri hali ya bonde la hewa na afya ya Warusi. Kuna haja ya kupitisha kiwango kipya, cha lazima cha Kirusi, labda hata kigumu zaidi kuliko cha Ulaya. Maendeleo haya ya matukio yanaonekana kuepukika. Ingawa utengenezaji wa mafuta mpya unahitaji juhudi kubwa kutoka kwa wasafishaji wa mafuta, hii itasuluhisha sana shida za usalama wa mazingira na uendeshaji wa hali ya juu wa injini za dizeli.

Ikiwa leo wingi wa mafuta ya dizeli ya ndani, kwa kweli, ni bidhaa ya kunereka kwa anga ya mafuta iliyotiwa mafuta hadi 0.2% ya kiberiti, basi kupata mafuta ya dizeli ya kisasa ambayo ni rafiki wa mazingira ni kazi ngumu zaidi ya kiteknolojia, na kufikia viashiria kama nambari ya cetane. , lubricity, pour uhakika Leo haiwezekani bila kuanzishwa kwa livsmedelstillsatser sahihi.

Moja ya viashiria kuu vya ubora wa mafuta ya dizeli ni nambari ya cetane (CN), ambayo hutumika kama kigezo cha kuwasha kwa mafuta, huamua uimara na ufanisi wa injini, ukamilifu wa mwako wa mafuta na, kwa njia nyingi, moshi na muundo wa gesi za kutolea nje.

Mapambano ya kupunguza utoaji wa hewa chafu za hatari zaidi - gesi ya dioksidi sulfuri - imesababisha kuonekana kwenye soko la mafuta ya dizeli yenye sulfuri ya chini ya hydrotreated. Walakini, katika mazoezi iliibuka kuwa matumizi yao huharibu haraka vifaa vya mafuta ya dizeli (pampu za mafuta, sindano), kwa sababu. na kupungua kwa yaliyomo kwenye salfa chini ya 0.1% kama matokeo ya hydrotreating, mali ya kulainisha ya mafuta, kwa sababu ya misombo ya asili ya heteroatomiki iliyomo ndani yake, hupungua sana. misombo ya kikaboni. Kwa mazoezi, lubricity ya injini za dizeli imedhamiriwa na kipenyo cha kovu kwenye mashine maalum ya msuguano wa mpira au kama matokeo ya vipimo vya benchi kwenye vifaa vya kiwango kamili au moja kwa moja kwenye injini. Kwa njia, inazidi kuwa mbaya zaidi wakati viongeza vingine vya kuongeza cetane na vya kufadhaisha vinaletwa kwenye mafuta ya dizeli kwa sababu ya upekee wa muundo wao wa kemikali.

Kuboresha sifa za mazingira ya injini ya dizeli pia inawezekana kwa msaada wa viungio vya kupambana na moshi, ambayo hupunguza kiasi cha sehemu ya sumu zaidi ya gesi ya kutolea nje ya injini ya dizeli - soti na misombo ya polyaromatic ya kansa iliyopigwa juu yake. Ufanisi wa viongeza vya kupambana na moshi hutegemea aina ya injini na hali yake ya uendeshaji. Aina ya ndani ya viongeza vya antimoke inawakilishwa hasa na misombo ya bariamu mumunyifu wa mafuta: IHP-702, IHP-706, EFAP-B, EKO-1. Zinatumika katika mkusanyiko wa 0.05-0.2%, ikiwezekana pamoja na viongeza vya kuongeza cetane (CPAs) au viongeza vingine. Nje ya nchi ndani Hivi majuzi kukataa kutumia viungio vyenye bariamu kutokana na sumu fulani ya oksidi ya bariamu iliyotolewa.

Kinachojulikana maombi kimepatikana. virekebishaji vya mwako (vichocheo), ambavyo ni tata za mumunyifu wa mafuta ya metali za mpito (haswa chuma), ambayo hupunguza sio tu yaliyomo ya soti, kaboni yenye sumu na oksidi za nitrojeni katika gesi za kutolea nje, lakini pia matumizi ya mafuta. Huko Urusi, viongeza vya mafuta ya dizeli FK-4, Angarad-2401 na "0010" kulingana na misombo ya chuma tata vinaidhinishwa kutumika.

Mchanganuo wa mwelekeo kuu katika ukuzaji wa usafishaji wa mafuta unaonyesha kuwa moja ya njia bora zaidi za kupata mafuta ya kisasa ya dizeli ambayo ni rafiki kwa mazingira, pamoja na hydrotreating ya kina, ni utumiaji wa viongeza kadhaa vinavyoendana vya kizazi cha hivi karibuni, kawaida kama sehemu ya kifurushi.

Vifaa vya matibabu ya mafuta

Unaweza kuangalia mara kwa mara na kurekebisha "kutolea nje" kwenye vituo vya huduma.

Kwa miaka mingi, wanasayansi wa Urusi wamekuwa wakifanya kazi juu ya shida ya kuongeza urafiki wa mazingira wa injini za mwako wa ndani kwa kutumia bidhaa za petroli (petroli, mafuta ya dizeli, mafuta ya mafuta, mafuta ya taa) kama mafuta. Wakati wa tafiti nyingi, wanasayansi waligundua kuwa mafuta hubadilisha sifa zake chini ya ushawishi wa uwanja wa umeme. Matokeo ya mtihani wa mafuta "iliyobadilishwa" yalionyesha kuwa ina uwezo wa kupunguza kwa kiasi kikubwa maudhui ya vitu vyenye madhara katika gesi za kutolea nje - na si hivyo tu. Majaribio zaidi yalionyesha kuwa mafuta ya majaribio yana zaidi kadhaa sifa chanya: hupunguza matumizi ya mafuta, huongeza nguvu za injini, hupunguza kelele ya injini na inafanya iwe rahisi kuanza katika hali ya hewa ya baridi, husafisha vyumba vya mwako na huongeza maisha ya huduma ya kitengo cha nguvu.

Baada ya teknolojia kuwa na hati miliki, kampuni ya Kirusi A.M.B. Sfera imeunda sampuli za viwandani za kifaa kipya cha usindikaji wa mafuta, ambacho kilifaulu kwa mafanikio benchi huru na majaribio ya kufanya kazi katika taasisi zinazoongoza za utafiti nchini Urusi na nchi jirani. Baada ya hayo, vifaa, ambavyo vilipokea jina la chapa "Sphere 2000," vilijaribiwa katika hali halisi kwenye magari wakati wa kuendesha kwa mizunguko anuwai (mijini, mijini na mchanganyiko). Majaribio hayo yalihusisha lori na magari mapya na yaliyotumika yaliyotolewa na watengenezaji wa magari wakubwa wa ndani na nje ya nchi: MAZ, VAZ, GAZ, KamAZ, Ikarus, Mercerdes-Benz, Nissan, nk.

Kwa kweli, hakuna mtu aliyetarajia matokeo ya kushangaza, lakini sifa zilizoonyeshwa huturuhusu kuzungumza juu ya ufanisi halisi wa kifaa cha usindikaji wa mafuta cha Sphere 2000:

kupunguzwa kwa matumizi ya mafuta kwenye injini za petroli kwa 2-7%, kwa injini za dizeli kwa 5-15%;

kuongezeka kwa nguvu ya injini hadi 5%;

kupunguza sumu ya gesi ya kutolea nje kwenye injini za petroli CO kwa 20-60%, CH kwa 40-50%, kwenye injini za dizeli CO hadi 48%, CH hadi 50% na NOx hadi 17%.

Kudhibiti injini ya mwako wa ndani

Walakini, kutengeneza gari "kijani" sio rahisi sana. Hebu tuchukue, kwa mfano, injini ya mwako ndani - chanzo kikuu cha matatizo ya mazingira ya magari. Inaonekana kwamba, licha ya majaribio yote, haitawezekana kupata mbadala sawa kwa ajili yake katika siku za usoni. Hii ina maana kwamba ili kuunda gari "la kirafiki", unahitaji kuunda, kwanza kabisa, injini ya mwako ya ndani "ya kirafiki". Kwa kuzingatia kile kinachoweza kuonekana huko Frankfurt, watengenezaji wa magari wanaoongoza ulimwenguni wanafanya kazi - na sio bila mafanikio - katika mwelekeo huu. Teknolojia ya kisasa inafanya uwezekano wa kufanya injini za gari kuwa na nguvu zaidi, kiuchumi na rafiki wa mazingira. Hii inatumika kwa injini za petroli na injini za dizeli. Mfano wa hii ni injini za dizeli za familia ya HDi zilizotengenezwa na wataalamu wa Peugeot-Citroen na injini za petroli za safu ya GDI kutoka Mitsubishi, ambayo hupunguza kwa kiasi kikubwa matumizi ya mafuta na kuboresha vigezo vya mazingira ya gari.

Watengenezaji wengine wameenda mbali zaidi, wakibadilisha mafuta ya kioevu na gesi iliyochomwa au iliyoshinikwa. BMW, kwa mfano, na idadi ya makampuni mengine tayari kuzalisha magari hayo mfululizo. Lakini, kwanza, gesi pia ni rasilimali isiyoweza kurejeshwa, na, pili, pia haiwezekani kuepuka kabisa uchafuzi wa mazingira, ingawa, bila shaka, injini ya gesi ni safi zaidi kuliko petroli au dizeli. Kama tunavyoona, hatua za kwanza za kuzuia "mwindaji" tayari zimechukuliwa. Walakini, haijalishi unamlisha mbwa mwitu vipi, bado anaangalia msituni, na ni wazi kwa kila mtu kuwa bado haiwezekani kabisa kuachana na utumiaji wa mafuta ya asili ya asili katika injini za mwako wa ndani au kufanya uchomaji wake usiwe na madhara kabisa. . Na ikiwa ni hivyo, basi tunapaswa kukubali kwamba uundaji wa injini ya mwako wa ndani "ya kirafiki" sio njia yoyote ya kutatua tatizo kwa ujumla, lakini ni kuchelewa tu, zaidi au chini ya maana.

Leo ni mtindo kuzungumza na kuandika kuhusu injini mbadala. Mmoja wao ni jadi kuchukuliwa umeme. Lakini hapa, pia, kila kitu si wazi kama inaweza kuonekana katika mtazamo wa kwanza. Hakika, motor ya umeme yenyewe haichafui anga, na zaidi ya hayo, matumizi yake inaruhusu mtu kuepuka matatizo mengi ya uhandisi yanayohusiana na uendeshaji wa magari. Lakini, kwa bahati mbaya, motor kama hiyo haiwezi kutatua shida za mazingira. Inatosha kukumbuka kuwa kuzalisha umeme leo ni biashara "chafu". Uzalishaji wa betri pia unahusisha matumizi ya rasilimali zisizoweza kurejeshwa na uchafuzi wa mazingira - na ni kiasi gani! -- mazingira. Ikiwa tunaongeza kwa hili usumbufu unaohusishwa na uwezo mdogo wa betri zilizopo sasa, matatizo na recharging yao, pamoja na kuchakata betri za zamani, basi inakuwa wazi kwamba motor umeme kwa kweli si mbadala, lakini tu palliative nyingine. Kwa kweli, magari yaliyo na motors za umeme yataonekana mara nyingi zaidi katika siku za usoni, lakini kuna uwezekano mkubwa wa kuchukua niche fulani na badala nyembamba. Hasa, magari ya umeme yanafaa kabisa katika jukumu la usafiri wa mijini. Huko Frankfurt, kwa mfano, watengenezaji wa magari wa Kijapani waliwasilisha dhana ya gari ya mjini ya Carro kwa umma. Watumiaji wake wakuu wanapaswa kuwa walemavu na wazee ambao hawana uwezo wa kutumia gari la kawaida. Nguvu ya motor ya umeme iliyowekwa kwenye Kappo ni 0.6 kW tu, ambayo hairuhusu mashine kufikia kasi ya juu, na hivyo kutoa hatua za ziada za usalama.

Neno la kushangaza "mseto"

Mimea ya nguvu inayoitwa "mseto" au "mchanganyiko" imeundwa kufanya gari "karibu na mpendwa" kwa kiasi kikubwa zaidi. Wazo hili si geni. Mwanzoni mwa karne, Ferdinand Porsche mchanga alifanikiwa kufanya kazi kwenye gari kama hilo huko Lohner. Kanuni ya "mseto" ni kwamba gari yenyewe inaendeshwa na motor umeme, na nishati kwa ajili yake hutolewa na jenereta inayoendeshwa na injini ya mwako ndani. Chaguo la pili pia linawezekana - motors zote mbili hufanya kazi ya kuweka gari kwa mwendo. Inaweza kuonekana kuwa hakuna kitu kizuri hapa: hasara za motor ya umeme zinazidishwa na hasara za injini ya mwako wa ndani. Hata hivyo, usikimbilie kuhitimisha. Hapa, kama katika hisabati, kuzidisha "minus" na "minus" inatoa plus. Ukweli ni kwamba injini ya mwako wa ndani inayoendesha jenereta ya umeme inafanya kazi wakati wote kwa njia ile ile, na, kama inavyojulikana, ni mabadiliko katika hali ya uendeshaji ya injini ambayo husababisha kuongezeka kwa matumizi ya mafuta na uzalishaji wa vitu vyenye madhara kwenye anga. Kwa kuongezea, injini ya mwako wa ndani, kama tumeona tayari, inaweza kuwa ya kiuchumi na rafiki wa mazingira. Kwa hivyo "mahuluti" pia ni hatua mbele. Idadi ya bidhaa mpya za Frankfurt zilikuwa na mitambo kama hiyo ya nguvu. Inatosha kutaja gari la dhana ya mseto ya Mitsubishi SUW Advance, ambayo hutumia lita 3.6 tu za mafuta kwa kilomita 100. (Hebu fikiria ni kiasi gani cha uzalishaji hupunguzwa!) Usikivu wa wageni ulivutiwa na Honda Insight mpya na Toyota Prius ya kwanza ya mfululizo ya "mseto" wa ulimwengu, iliyotayarishwa haswa kwa Uropa, ambayo, kwa njia, tayari imepata kutambuliwa katika nchi yake. .

Kuhusu Honda Insight, gari hili lilianza kuuzwa mwishoni mwa mwaka jana. Gari ina injini ya lita moja ya silinda tatu ambayo hutumia lita 3.4 tu za mafuta kwa kilomita 100. Kulingana na mwakilishi wa kampuni, hii ndiyo matumizi ya chini ya mafuta ya injini za serial zinazozalishwa kwa wingi. Wakati huo huo, utoaji wa dioksidi kaboni ndani ya anga ni 80 g kwa kilomita, ambayo pia ni rekodi. Na kasi ya Insight ni nzuri kabisa - hadi 180 km / h.

Lakini jambo la kushawishi zaidi litakuwa kuacha wakati huo huo kutumia mafuta ya kisukuku na kuondoa kabisa uzalishaji unaodhuru. Ili kufanya hivyo, unahitaji tu kutumia mchanganyiko wa oksijeni-hidrojeni kwenye injini ya mwako wa ndani. Kisha injini inafanya kazi kwa ufanisi kabisa, na mvuke wa maji usio na madhara hutolewa kwenye anga. Kiasi cha kutosha cha gesi muhimu kinaweza kupatikana kwa electrolysis, kuharibu maji katika vipengele vyake. Lakini nishati ya electrolysis inapaswa kutolewa na paneli za jua. Kwa njia, huko Frankfurt vituo kadhaa kwenye maonyesho ya Daimler-Benz na BMW vilijitolea kwa shida hii. Makampuni haya tayari yameunda magari ya "oksijeni-hidrojeni", ambayo yanajaribiwa kwa mafanikio.

Kweli, "squeak" ya hivi karibuni katika kupigania gari "safi" ni, kwa kweli, seli za mafuta, au, kama zinavyoitwa pia kwa Kiingereza, seli za mafuta. Kulingana na wataalamu, hii ni chanzo cha kuahidi cha nishati - aina ya mmea wa nguvu wa kemikali wa ukubwa mdogo, ambapo umeme hutolewa kama matokeo ya mtengano wa methanoli kuwa oksijeni na hidrojeni. Mchakato huo ni ngumu sana, unaohitaji matumizi ya teknolojia ya kisasa na vifaa, na kwa hiyo ni ghali kabisa. Lakini mchezo, kama wanasema, inafaa mshumaa, kwa sababu kama matokeo ya kutumia seli za mafuta, uzalishaji wa kaboni dioksidi angani hupunguzwa kwa nusu, na oksidi za nitrojeni hazitolewa wakati wa athari za aina hii hata.

Tatizo la uzalishaji wa magari katika mazingira ya mijini na vipengele vya kutatua tatizo hili

Hali ya mazingira ni mojawapo ya matatizo muhimu zaidi ya wakati wetu. Kama matokeo ya shughuli zake za maisha, ubinadamu huvuruga usawa wa ikolojia kila wakati; hii hufanyika wakati wa uchimbaji wa madini, wakati wa utengenezaji wa rasilimali za nyenzo na nishati. Hali hiyo inazidishwa na ukweli kwamba sehemu kubwa ya uchafuzi wa mazingira na CO hutolewa angani wakati wa operesheni ya injini za mwako wa ndani zinazotumiwa katika nyanja zote za maisha yetu.

Katika nchi za EEC, usafiri wa magari huchangia hadi 70% ya uzalishaji wa monoksidi kaboni, hadi 50% ya oksidi ya nitrojeni, hadi 45% ya hidrokaboni na hadi 90% ya risasi, na hii ni pamoja na mahitaji makubwa ya mazingira kwa usafiri na. mafuta yaliyotumika (Euro 1-4) .

Nchini Urusi, usafiri wa magari huchangia zaidi ya nusu ya uzalishaji wa madhara katika mazingira, ambayo katika miji mikubwa ni chanzo kikuu cha uchafuzi wa hewa. Gesi za kutolea nje injini zina vyenye vipengele 280. Kwa wastani, na mileage ya kilomita elfu 15 kwa mwaka, kila gari huwaka tani 2 za mafuta na tani 20-30 za hewa, pamoja na tani 4.5 za oksijeni. Wakati huo huo, gari hutoa angani (kg/t): monoksidi kaboni - 700, dioksidi ya nitrojeni - 40, hidrokaboni isiyochomwa - 230 na yabisi- 2-5. Kwa kuongezea, kwa sababu ya utumiaji wa petroli inayoongozwa, misombo mingi ya risasi ambayo ni hatari sana kwa afya hutolewa; katika nchi za EEC, ili kutatua tatizo hili, mawakala wengine wa kupambana na kugonga huongezwa kwa petroli ya juu ya octane.

Hali katika nchi yetu inazidishwa na ukweli kwamba sehemu kubwa ya usafiri inayoendeshwa na makampuni ya biashara ina kuvaa na machozi ya kimwili. Kwa sababu ya idadi ya sababu za lengo, hakuna upyaji wa maadili wa hisa inayoendelea. Hii ni hasa kutokana na hali ya kiuchumi makampuni ya biashara, kwa sababu kivuko cha magari cha ndani hutoa mifano ya zamani ambayo si salama hasa ya kiuchumi, mazingira na usafi, na bidhaa za kigeni hazipatikani kwa sababu ya bei.

Gari la umeme sio anasa, lakini njia ya kuishi

Gari la umeme ni gari ambalo magurudumu yake yanaendeshwa na motor ya umeme inayoendeshwa na betri. Ilionekana kwanza Uingereza na Ufaransa katika miaka ya 80 ya karne ya kumi na tisa, yaani, kabla ya magari yenye injini za mwako ndani. Injini ya traction katika mashine kama hizo iliendeshwa na betri za asidi ya risasi na uwezo wa nishati wa saa 20 tu kwa kilo. Kwa ujumla, ili kuwasha injini ya kilowati 20 kwa saa moja, betri ya risasi-asidi yenye uzito wa tani 1 ilihitajika. Kwa hiyo, pamoja na uvumbuzi wa injini ya mwako wa ndani, uzalishaji wa gari ulianza kupata kasi, na magari ya umeme yalisahauliwa hadi matatizo makubwa ya mazingira yalipotokea. Kwanza, maendeleo ya athari ya chafu na mabadiliko ya hali ya hewa ya baadaye yasiyoweza kurekebishwa na, pili, kupungua kwa kinga ya watu wengi kutokana na ukiukaji wa misingi ya urithi wa maumbile.

Shida hizi zilisababishwa na vitu vyenye sumu ambavyo viko kwa idadi kubwa katika gesi za kutolea nje za injini ya mwako wa ndani. Suluhisho la matatizo ni kupunguza kiwango cha sumu ya gesi za kutolea nje, hasa monoksidi kaboni na dioksidi kaboni, wakati kiasi cha uzalishaji wa gari kinaongezeka.

Wanasayansi, baada ya kufanya mfululizo wa tafiti, wameelezea maelekezo kadhaa ya kutatua matatizo haya, moja ambayo ni uzalishaji wa magari ya umeme. Hii ni, kwa kweli, teknolojia ya kwanza kufikia rasmi hali ya sifuri, na tayari iko kwenye soko.

General Motors ilikuwa mmoja wa wa kwanza kuanza kuuza magari ya umeme yaliyotengenezwa kwa wingi. Msukumo wa hii ulikuwa sheria ya California inayohitaji watengenezaji magari ambao wanataka kuwepo katika soko la California kusambaza 2% ya magari yao na sifuri.

Katika nchi yetu, maendeleo ya magari ya umeme yanafanywa hasa na Kiwanda cha Magari cha Volzhsky, bila kuhesabu makampuni ya kubuni. Silaha yake ni pamoja na VAZ-2109E, VAZ-2131E, Elf, Rapan, na familia ya Gofu ya magari ya umeme. Ni lazima kusema kwamba gharama za uendeshaji katika gari la umeme ni chini sana kuliko katika gari la kawaida, ambalo linahitaji gharama za kudumisha mifumo ya baridi, nguvu na kutolea nje. Uimara wa motor ya umeme ni takriban masaa elfu kumi.

Kwa hivyo, idadi ya shughuli za matengenezo kwenye motor ya umeme hupunguzwa kwa kiwango cha chini. Kwa mfano, motor DC inahitaji tu kubadilisha brashi mara kwa mara, lakini motor ya kisasa zaidi ya awamu ya tatu ya umeme na synchronous AC motor hazihitaji matengenezo yoyote.

Ikiwa tunazungumza juu ya magari ya umeme yaliyotengenezwa na VAZ, basi motors mbili za DC hutumiwa kama kitengo cha nguvu: nguvu ya 25 kW na torque ya 110 N * m na nguvu ya 40 kW na torque ya 190 N * m. Injini za aina ya kwanza kawaida huwekwa kwenye gari nyepesi za umeme, kama Gofu, Oka Electro, Elf, na zenye nguvu zaidi - kwenye magari ya VAZ-2108, VAZ-2109, familia za Niva.

Kwa nini, licha ya kutokuwa na kelele, urahisi wa kufanya kazi na uzalishaji wa sifuri, gari la umeme halijawa njia kubwa ya usafirishaji? Tatizo kuu ni kutokamilika kwa betri zinazoweza kurejeshwa: mileage ya chini kwa malipo moja, mzunguko mrefu wa recharge na bei ya juu. Hivi sasa, wanategemea hidridi ya nikeli-chuma na betri za lithiamu-ioni. Urusi tayari imeanza utengenezaji wa beti za majaribio za betri za hidridi za nikeli-metali, lakini kazi ya majaribio na betri za lithiamu-ioni bado inaendelea.

Licha ya mapungufu haya, Wazungu wanaamini katika magari ya umeme kama njia ya kusafisha mitaa iliyochafuliwa sana. Ikiwa gari la umeme litakuwa mbadala halisi kwa gari ni swali lingine. Lakini matumizi yake katika megacities, resorts, mbuga, yaani, katika maeneo yenye mahitaji ya mazingira yaliyoongezeka, ni haki kabisa.

Dimethyl etha

Mojawapo ya shida kali za mazingira ya miji mikubwa ni uchafuzi unaoendelea wa bonde lao la hewa na uzalishaji mbaya kutoka kwa injini za mwako wa ndani (huko Moscow mnamo 1986 - tani 870,000, mnamo 1995 - tani milioni 1.7). Mbinu zinazojulikana za kupunguza sumu ya injini, kama vile utumiaji wa matibabu ya kichocheo ya gesi za kutolea nje, matumizi ya mafuta mbadala kama vile methanoli, ethanoli na gesi asilia haileti suluhisho kali kwa shida hii.

Njia moja ya kutoka inaweza kuwa kurekebisha injini ili kutumia mafuta mbadala - dimethyl etha (DME). Tabia zake nzuri za kimwili na kemikali huchangia kuondoa kabisa moshi wa kutolea nje na kupunguza sumu yao (pamoja na kelele).

Dimethyl ether (CH3-O-CH3) ina mali muhimu sana - ni gesi chini ya hali ya kawaida na molekuli zake hazina kaboni-kaboni. vifungo vya kemikali, kukuza malezi ya masizi wakati wa mwako. Hivi sasa, DME hutumiwa kimsingi kama gesi inayosukuma kwenye makopo ya erosoli.

Hivi sasa, nchi kadhaa zinatengeneza njia za kurekebisha injini kufanya kazi kwenye DME. Kwa mfano, nchini Denmark, majaribio ya uendeshaji wa mabasi ya jiji yaliyobadilishwa kufanya kazi kwenye DME tayari yanafanywa. Katika nchi yetu, kazi ya kubadilisha injini za dizeli kuwa DME imefanywa kwa msingi wa mpango tangu 1996 huko NIID, ambayo ina uzoefu wa miaka mingi katika kuunda injini za dizeli za kusudi maalum. Inatarajiwa kwamba kama matokeo ya kazi hii, kupunguzwa kwa kasi kwa sumu ya injini za gari kutafikiwa kwa kiwango cha viwango vya kigeni kwa mwaka wa 2000.

Ili kuunda gari la kirafiki, "AMO ZIL" 5301 ("Bull") yenye injini ya dizeli ya D-245.12 iliyozalishwa na Minsk Motor Plant ilitumiwa. Injini, iliyo na turbocharger, ina nguvu iliyopimwa ya 80 kW kwa kasi ya 2400 rpm.

Viwango vya sumu ya gesi ya moshi kulingana na sheria 49 za UNECE:

Jina	CO, g/kWh	CH, g/kWh	NOx, g/kWh	PT (chembe), g/kWh	Tarehe ya kuanzishwa

Viashiria vya chafu wakati wa kufanya kazi kulingana na sifa za nje:

Nguvu na ufanisi (katika nishati sawa) ya injini wakati inaendeshwa na DME na DT iligeuka kuwa karibu sawa. Katika aina zote, ikiwa ni pamoja na hali ya kuanza na ya kutofanya kazi, injini iliendesha kwa utulivu kwenye DME na moshi usio na moshi kabisa (mgawo wa wiani wa macho K=0), wakati wa kufanya kazi kwenye mafuta ya dizeli, kiwango cha kawaida cha uwazi wa gesi ya kutolea nje kwa injini za dizeli kilikuwa. imezingatiwa, inayolingana na K=17 ...28%.

Kiwango cha uzalishaji hatari kabisa na mahususi wakati wa kufanya kazi kwenye DME, kilichotathminiwa kulingana na mbinu ya Kanuni ya UNECE Na. 49-02, kilikuwa na vipengele vifuatavyo:

Kiwango cha utoaji wa oksidi ya nitrojeni (NOx) katika njia zote kilikuwa chini sana kuliko mafuta ya dizeli. Tofauti muhimu hasa - kupungua kwa 2 ... mara 3 - ilionekana katika njia zilizopakiwa zaidi Ne = 50 ... 100%.

Kwa mzigo Ne=50...100% katika hali ya juu zaidi ya torque (n=1600 rpm), kiwango cha utoaji wa hidrokaboni ambazo hazijachomwa (CH) kilipungua kwa 20...70% ikilinganishwa na mafuta ya dizeli, na kwa njia za chini za mzigo. (Ne =10...20%) ilizidi kwa kiasi kikubwa kiwango cha mafuta ya dizeli, na kufikia 2000...3000 ppm.

Kiwango cha uzalishaji wa monoksidi kaboni (CO) wakati wa kufanya kazi kwenye DME kwa njia zote kilizidi maadili yanayolingana kwenye mafuta ya dizeli, na kufikia 1000 ppm.

Ikilinganishwa na gesi asilia, uendeshaji wa injini katika hali za sifa za nje kwenye DME ulitoa kupunguzwa kwa uzalishaji wa NOx kwa 2.5...mara 3.0, CO kwa 5...mara 6, na CH kwa 3.0... mara 3.5.

Gesi asilia kama mafuta ya injini ya usafirishaji (bila matumizi ya kibadilishaji) ina faida tu ikilinganishwa na petroli. Kwa hiyo, mipango ya kubadilisha injini na kubadili mafuta ya gesi hutoa matumizi ya waongofu wa kichocheo cha hatua 3, kwa mfano, kutoka kwa J. Matthey na kiwango cha utakaso wa gesi: kutoka NOx - 35...80%, kutoka CO - 85 ...95%, kutoka CH - 50...80%. Na tu katika kesi hii kiwango cha uzalishaji unaodhuru unaopatikana wakati wa kufanya kazi kwenye DME bila utakaso wa ziada wa gesi ya kutolea nje.

Kupungua kwa uzalishaji wa CO na CH iliyorekodiwa katika majaribio ya DME kwa mizigo ya chini kunaweza kufikiwa kwa kuboresha usambazaji wa mafuta na usambazaji wa hewa. Utumiaji wa kibadilishaji kichocheo wakati injini inafanya kazi kwenye DME itasababisha karibu uondoaji kamili wa uzalishaji unaodhuru.

Kwa upande wa hatua za kwanza za kuboresha mchakato wa kazi katika njia za chini za mzigo, ambapo kuna kuongezeka kwa kiwango Uzalishaji wa CO na CH, muundo wa majaribio wa njia ya kutolea moshi injini, ambayo hupita sehemu ya gesi za moshi kupita turbocharger, imetayarishwa kwa majaribio. Aidha, maboresho zaidi yanafanywa kwenye mfumo wa mafuta wa lori hilo.

Tafiti zimeonyesha kuwa tatizo gumu zaidi la kimazingira la kupunguza kwa kiasi kikubwa utoaji wa oksidi ya nitrojeni na moshi kwa kubadilisha dizeli hadi DME linaweza kutatuliwa kabisa. Wataalamu wanaamini kuwa viwango vipya vya gesi ya kutolea moshi (ULEV, EURO-3) haviwezi kufikiwa bila matumizi ya DME.

Hitimisho

Leo, miji mikubwa ya Urusi, hasa miji mikubwa kama vile Moscow, St. Jinsi ya kutatua tatizo hili? Hatua kali - marufuku kamili ya harakati za magari - itasababisha usumbufu wa mahusiano ya viwanda na utamaduni wa miji na kwa hiyo haikubaliki. Njia moja ya nje ni kuundwa kwa usafiri wa mijini usio na mazingira.

Uwezekano wa kushinda msuguano kwa kuhamisha meli ya gari la jiji kwa nguvu za umeme sio suluhisho la suala hilo, kwani mgawo wa jumla Kitendo muhimu (ufanisi) wa gari la umeme (ikiwa tunahesabu kutoka wakati wa kupokea nishati ya umeme hadi ukweli wa harakati ya usafiri wa umeme) ni takriban nusu ya chini kuliko ufanisi wa gari la kisasa lililo na mwako wa ndani. injini. Kwa hivyo, ili kuwezesha usafiri wa mijini kulingana na magari ya umeme, itakuwa muhimu kuchoma mafuta mara mbili ya mafuta kama inavyotakiwa kuwezesha harakati. Hifadhi ya kisasa magari. Hadi sasa, pekee njia ya busara Suluhisho la tatizo hili ni kuunda magari yenye injini ya mwako wa ndani inayofanya kazi kwa kiwango cha chini cha matumizi ya mafuta na sumu ndogo ya kutolea nje. Wakati huo huo, ni wazi kwamba viashiria vyote muhimu vya utendaji wa kitengo cha usafiri, iwe teksi ya abiria au lori nzito, lazima zihifadhiwe.

Ili kutatua tatizo la mazingira ya usafiri, ni muhimu kuunda mtambo wa nguvu (EP) unaojumuisha injini ya mwako wa ndani (ICE) na hutoa uwezo wa kuendesha ICE kwa hali ya mara kwa mara ya matumizi ya chini ya mafuta na sumu ndogo ya kutolea nje. Magari ya kitamaduni yaliyo na uhamishaji wa hatua kwa hatua wa nishati kutoka kwa kiwanda cha nguvu hadi magurudumu ya kuendesha gari hayawezi kusuluhisha shida hiyo kimsingi, kwani kasi ya magari kama haya inadhibitiwa kwa kubadili injini ya mwako wa ndani kuwa njia za sehemu na kuondoka kwa lazima kutoka kwa eneo la kazi na mafuta kidogo. matumizi na sumu ndogo ya kutolea nje. Usambazaji mwingi unaoendelea kutofautiana unaotumiwa pia hausuluhishi tatizo kwa kiasi kikubwa. Usambazaji wa hydromechanical, unaojulikana zaidi katika mazoezi ya uhandisi, pamoja na ule wa mitambo, huhakikisha udhibiti wa kasi ya gari kwa kuhamisha injini ya mwako wa ndani kwa njia za sehemu na kuondoka kutoka kwa ukanda wa matumizi ya chini ya mafuta na kiwango cha chini cha sumu. Kwa kuongeza, ufanisi wa chini kidogo wa maambukizi hayo husababisha ongezeko kidogo la matumizi ya mafuta ikilinganishwa na maambukizi ya mitambo.

Orodha ya vyanzo vilivyotumika

1. Uamuzi wa Spectrophotometric wa kufuatilia kiasi cha risasi (II) katika uzalishaji wa erosoli kutoka kwa magari na amana za barabara // G.I. Savenko, N.M. Malakhova, A.N. Chebotarev, M.G. Torosyan, N.Kh. Kopyt, A.I. Struchaev / Vestnik Chuo cha Uhandisi Ukraine, 1998. Toleo maalum "Inzhstrategiya-97". - uk.76-78.

2. Sablina Z.A., Gureev A.A. Nyongeza kwa mafuta ya gari. - M.: Kemia, 1988. - 472 p.

3. Malakhova N.M., Nikipelova E.M., Savenko G.I. Uamuzi wa picha ya risasi (II) katika vitu vya asili na mkusanyiko wake wa awali wa sorption // Kemia na teknolojia ya maji. - 1990. -T. 12, Nambari 7. - ukurasa wa 627-629.

4. Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa vitu vyenye madhara katika hewa na maji. - L.: Kemia, 1985.-456 p.

Iliyotumwa kwenye Allbest.ru

Nyaraka zinazofanana

muhtasari, imeongezwa 10/30/2012

Ikolojia ni nini? Kwa nini hali ya kiikolojia ya mazingira inazidi kuzorota? Shida kuu za mazingira za wakati wetu. Shida kuu za mazingira za mkoa. Jinsi ya kutatua shida za mazingira na kuzuia uchafuzi wa mazingira.

kazi ya kozi, imeongezwa 09/28/2014

Ufanisi wa matumizi ya rasilimali za maji katika bonde la Volga. Matatizo ya kisasa ya mazingira ya uchafuzi wa maji katika bonde la Volga na njia za kutatua. Shida za kijiolojia za kutumia rasilimali za mito midogo na eneo la mafuriko la Volga-Akhtuba.

muhtasari, imeongezwa 08/30/2009

Tabia za shida za mazingira za wakati wetu. Matatizo kuu ya mazingira ya eneo la utafiti. Uchambuzi majarida juu ya tatizo la utafiti. Njia za kuzuia uchafuzi wa mazingira: hewa, maji, udongo. Tatizo la taka.

kazi ya kozi, imeongezwa 10/06/2014

Kuzingatia muundo na kanuni ya uendeshaji wa injini za mwako za ndani za viharusi nne, sifa tofauti za injini za kabureta na dizeli. Maelezo ya muundo wa kemikali wa gesi za kutolea nje na athari za uzalishaji kwenye mazingira.

wasilisho, limeongezwa 05/13/2011

Haja ya kusawazisha utendaji wa mazingira wa injini za mwako wa ndani. Mkataba wa Geneva, viwango vya mazingira nchi mbalimbali amani. Mahitaji ya mafuta ya gari, uthibitisho wa injini za mwako wa ndani nchini Urusi. Njia za kupunguza uzalishaji na sumu.

kazi ya kozi, imeongezwa 04/09/2012

Shida kuu za mazingira: uharibifu wa mazingira asilia, uchafuzi wa anga, udongo na maji. Tatizo la safu ya ozoni, mvua ya asidi, athari ya chafu na kuongezeka kwa sayari. Njia za kutatua ukosefu wa nishati na malighafi.

uwasilishaji, umeongezwa 03/06/2015

Shida kuu za mazingira za wakati wetu. Athari za shughuli za kiuchumi za binadamu kwenye mazingira asilia. Njia za kutatua shida za mazingira ndani ya mikoa ya majimbo. Kupungua kwa safu ya ozoni, athari ya chafu, uchafuzi wa mazingira.

muhtasari, imeongezwa 08/26/2014

Mitambo ya nyuklia na matatizo ya mazingira yanayotokea wakati wa operesheni. Tathmini ya hatari kutoka kwa mitambo ya nyuklia. Idadi ya watu na afya katika eneo la kinu cha nyuklia. Kuhakikisha usalama wa mionzi. Hatima ya mafuta ya nyuklia yaliyotumika. Matokeo ya ajali kwenye kinu cha nyuklia cha Chernobyl.

muhtasari, imeongezwa 01/18/2009

Matatizo ya mazingira ya Bahari ya Caspian na sababu zao, njia za kutatua matatizo ya mazingira. Bahari ya Caspian - maji ya kipekee, rasilimali zake za hidrokaboni na utajiri wa kibaolojia hazina mlinganisho duniani. Maendeleo ya rasilimali za mafuta na gesi katika kanda.

Bidhaa za mwako wa mafuta zina ushawishi mkubwa juu ya utendaji wa nishati na mazingira ya mitambo mbalimbali ya joto. Walakini, pamoja na bidhaa hizi, mwako pia hutoa idadi ya vitu vingine, ambavyo, kwa sababu ya idadi ndogo, hazizingatiwi katika mahesabu ya nishati, lakini huamua utendaji wa mazingira wa sanduku za moto, tanuu, injini za joto na vifaa vingine. uhandisi wa kisasa wa kupokanzwa.

Kwanza kabisa, idadi ya bidhaa za mwako zinazodhuru mazingira ni pamoja na kile kinachoitwa vitu vyenye sumu ambavyo vina athari hasi juu ya mwili wa binadamu na mazingira. Dutu kuu za sumu ni oksidi za nitrojeni (NOx), monoksidi kaboni (CO), hidrokaboni mbalimbali (CH), masizi na misombo yenye sulfuri ya risasi.

Oksidi za nitrojeni huundwa kama matokeo mwingiliano wa kemikali nitrojeni na oksijeni katika hewa ikiwa hali ya joto inazidi 1500 K. Wakati wa mwako wa mafuta, hasa oksidi ya nitrojeni NO huundwa, ambayo ni oxidized katika anga hadi NO2. Uundaji wa NO huongezeka kwa kuongezeka kwa joto la gesi na mkusanyiko wa oksijeni. Utegemezi wa uundaji wa NO juu ya joto hujenga matatizo fulani katika suala la kuongeza joto Ufanisi wa joto injini. Kwa mfano, wakati wa kuongezeka kiwango cha juu cha joto mzunguko kutoka 2000 K hadi 3000 K, ufanisi wa joto wa mzunguko wa Carnot huongezeka kwa mara 1.5 na kufikia thamani ya 0.66, lakini ukolezi wa juu uliohesabiwa wa NO katika bidhaa za mwako huongezeka kwa mara 10 na kufikia 1.1% kwa kiasi.

NO2 katika anga ni gesi nyekundu-kahawia, ambayo katika viwango vya juu ina harufu ya kutosha ambayo ni hatari kwa utando wa macho wa macho.

Monoxide ya kaboni (CO) huundwa wakati wa mwako wakati kuna ukosefu wa oksijeni. Monoxide ya kaboni ni gesi isiyo na rangi na isiyo na harufu. Inapovutwa pamoja na hewa, inachanganya sana na hemoglobin katika damu, ambayo hupunguza uwezo wake wa kusambaza mwili na oksijeni. Dalili za sumu ya kaboni monoksidi ni pamoja na maumivu ya kichwa, palpitations, ugumu wa kupumua na kichefuchefu.

Hidrokaboni (CH) hujumuisha molekuli za mafuta asilia au zilizooza ambazo hazikushiriki katika mwako. Hidrokaboni huonekana katika gesi za kutolea nje (EG) za injini za mwako wa ndani kutokana na kuzima kwa moto karibu na kuta za baridi za mwako. Katika injini za dizeli, hidrokaboni huundwa katika maeneo yaliyojaa zaidi ya mchanganyiko, ambapo pyrolysis ya molekuli ya mafuta hutokea. Ikiwa wakati wa mchakato wa upanuzi kiasi cha kutosha cha oksijeni haingii kanda hizi, basi CH itaisha katika gesi ya kutolea nje. Hydrocarbons chini ya ushawishi wa jua inaweza kuingiliana na NOx, na kutengeneza vitu vyenye biolojia ambavyo vinakera njia ya kupumua na kusababisha kuonekana kwa kinachojulikana kama smog.

Uzalishaji wa benzini, toluini, hidrokaboni policyclic (PAHs) na, kimsingi, benzopyrene una athari fulani. PAH zimeainishwa kama vitu vinavyoitwa kansa; hazijatolewa kutoka kwa mwili wa binadamu, lakini hujilimbikiza ndani yake kwa muda, na kuchangia kuundwa kwa tumors mbaya.

Masizi ni bidhaa ngumu inayojumuisha hasa kaboni. Mbali na kaboni, soti ina 1 - 3% (kwa uzito) hidrojeni. Masizi huundwa kwa joto zaidi ya 1500 K kama matokeo ya mtengano wa joto (pyrolysis) na ukosefu mkubwa wa oksijeni. Uwepo wa soti kwenye gesi za kutolea nje husababisha moshi mweusi kwenye duka.

Masizi ni uchafuzi wa mitambo wa pharynx na mapafu. Hatari kubwa inahusishwa na mali ya soti kujilimbikiza vitu vya kansa kwenye uso wa chembe zake na kutumika kama mtoaji wao.

Baadhi ya vitu vyenye sumu, baada ya kuingia kwenye angahewa kama sehemu ya bidhaa za mwako, hupitia mabadiliko zaidi. Kwa mfano, mbele ya hidrokaboni, oksidi za nitrojeni na monoksidi kaboni katika anga na mionzi ya ultraviolet kali kutoka jua, ozoni (O3) huundwa, ambayo ni wakala wa oksidi kali na, kwa viwango vinavyofaa, husababisha kuzorota kwa kisima cha watu. -kuwa.

Wakati kuna maudhui ya juu ya NO2, O3 na CH katika mazingira ya kukaa na unyevu, ukungu wa kahawia huonekana, unaoitwa "smog" (kutoka kwa Kiingereza "moshi" - moshi na "ukungu" - ukungu). Smog ni mchanganyiko wa vipengele vya kioevu na gesi, inakera macho na utando wa mucous, na huharibu kuonekana kwenye barabara.

Vyanzo vikuu vya uzalishaji wa bidhaa za mwako wa sumu ni magari, tasnia, mitambo ya joto na nguvu. Katika baadhi ya miji, maudhui ya bidhaa za mwako wa sumu katika anga huzidi kiwango cha juu kinachoruhusiwa kwa makumi kadhaa ya nyakati.

Ili kukabiliana na uovu huu, nchi nyingi za dunia zimepitisha sheria zinazofaa zinazozuia maudhui ya vitu vya sumu katika bidhaa za mwako zinazotolewa kwenye anga.

Kuzingatia uzalishaji wa kawaida unaoruhusiwa uliowekwa na sheria husika imekuwa moja ya kazi kuu za uhandisi wa joto. Mara nyingi, uendeshaji wa vifaa vya uhandisi wa kupokanzwa viwanda hudhibitiwa kwa njia ya kuhakikisha maelewano yanayohitajika kati ya utendaji wao wa nishati, kiuchumi na mazingira. Mara nyingi, kiwango cha utendaji wa kiuchumi kilichopatikana kwa njia hii kinazidi kile kinachoruhusiwa na viwango vya kisasa. Kwa hiyo, neutralization na utakaso wa bidhaa za mwako kabla ya kutolewa kwao kwenye anga imekuwa muhimu sana. Kwa kusudi hili, neutralizers mbalimbali na filters hutumiwa. Wakati huo huo, utungaji wa mafuta ya hidrokaboni ni kuboresha (kupunguza maudhui ya spherical, risasi, hidrokaboni yenye kunukia), na matumizi ya mafuta ya gesi yanapanuka. Katika siku zijazo, matumizi ya hidrojeni kama mafuta yataondoa kabisa maudhui ya CO, CH na vipengele vingine vyenye sumu katika bidhaa za mwako.

IJINI ZA NDANI NA IKOLOJIA.

1.3. Nishati mbadala

1.5. Kuweka upande wowote

Bibliografia

IJINI ZA NDANI NA IKOLOJIA

1.1. Uzalishaji hatari kutoka kwa gesi za kutolea nje na athari zake kwa wanyamapori

Wakati hidrokaboni huchomwa kabisa, bidhaa za mwisho ni dioksidi kaboni na maji. Walakini, mwako kamili katika injini za mwako wa ndani wa pistoni hauwezekani kufikiwa kitaalam. Leo, karibu 60% ya jumla ya vitu vyenye madhara vinavyotolewa katika anga ya miji mikubwa hutoka kwa usafiri wa barabara.

Gesi za kutolea nje za injini za mwako wa ndani zina zaidi ya kemikali 200 tofauti. Kati yao:

bidhaa za mwako usio kamili kwa namna ya monoxide ya kaboni, aldehydes, ketoni, hidrokaboni, hidrojeni, misombo ya peroxide, soti;
bidhaa za athari za joto za nitrojeni na oksijeni - oksidi za nitrojeni;
misombo ya vitu vya isokaboni ambavyo ni sehemu ya mafuta - risasi na wengine metali nzito, dioksidi ya sulfuri, nk;
oksijeni ya ziada.

Kiasi na muundo wa gesi za kutolea nje imedhamiriwa vipengele vya kubuni injini, hali ya uendeshaji wao, hali ya kiufundi, ubora wa nyuso za barabara, hali ya hewa. Katika Mtini. Mchoro 1.1 unaonyesha utegemezi wa maudhui ya vitu kuu katika gesi za kutolea nje.

Katika meza Jedwali 1.1 linaonyesha sifa za mdundo wa mijini wa harakati za gari na maadili ya wastani ya uzalishaji kama asilimia ya thamani yao yote kwa mzunguko kamili wa trafiki ya mijini yenye masharti.

Monoxide ya kaboni (CO) huundwa katika injini wakati wa mwako wa mchanganyiko wa mafuta-hewa iliyoboreshwa, na pia kwa sababu ya kutengana kwa dioksidi kaboni kwa joto la juu. Katika hali ya kawaida, CO ni gesi isiyo na rangi, isiyo na harufu. Athari ya sumu ya CO iko katika uwezo wake wa kubadilisha sehemu ya hemoglobin katika damu kuwa carboxyhemoglobin, ambayo husababisha usumbufu wa kupumua kwa tishu. Pamoja na hili, CO ina athari ya moja kwa moja kwenye michakato ya biochemical ya tishu, na kusababisha usumbufu wa kimetaboliki ya mafuta na wanga, usawa wa vitamini, nk Athari ya sumu ya CO pia inahusishwa na athari yake ya moja kwa moja kwenye seli za mfumo mkuu wa neva. Inapowekwa wazi kwa wanadamu, CO husababisha maumivu ya kichwa, kizunguzungu, uchovu, kuwashwa, kusinzia, na maumivu katika eneo la moyo. Sumu ya papo hapo hutokea wakati hewa yenye mkusanyiko wa CO ya zaidi ya 2.5 mg/l inapovutwa kwa saa 1.

Jedwali 1.1

Tabia za rhythm ya mijini ya harakati za gari

Oksidi za nitrojeni katika gesi za kutolea nje huundwa kama matokeo ya majibu yanayoweza kugeuzwa oxidation ya nitrojeni na oksijeni ya anga chini ya ushawishi wa joto la juu na shinikizo. Gesi za kutolea nje zinapopoa na kupunguzwa na oksijeni ya anga, oksidi ya nitrojeni hugeuka kuwa dioksidi. Oksidi ya nitriki (NO) ni gesi isiyo na rangi, dioksidi ya nitrojeni (NO 2) ni gesi nyekundu-kahawia yenye harufu ya tabia. Wakati oksidi za nitrojeni huingia ndani ya mwili wa binadamu, huchanganyika na maji. Wakati huo huo, wao huunda misombo ya asidi ya nitriki na nitrous katika njia ya kupumua. Oksidi za nitrojeni hukasirisha utando wa mucous wa macho, pua na mdomo. Mfiduo wa NO 2 huchangia maendeleo ya magonjwa ya mapafu. Dalili za sumu huonekana tu baada ya masaa 6 kwa namna ya kukohoa, kuvuta, na kuongeza edema ya pulmona inawezekana. NO X pia inashiriki katika uundaji wa mvua ya asidi.

Oksidi za nitrojeni na hidrokaboni ni nzito kuliko hewa na zinaweza kujilimbikiza karibu na barabara na mitaa. Athari mbalimbali za kemikali hufanyika ndani yao chini ya ushawishi wa jua. Mtengano wa oksidi za nitrojeni husababisha kuundwa kwa ozoni (O 3). Katika hali ya kawaida, ozoni haina msimamo na huharibika haraka, lakini mbele ya hidrokaboni, mchakato wa kuoza kwake hupungua. Inakabiliana kikamilifu na chembe za unyevu na misombo mingine, na kutengeneza smog. Aidha, ozoni huharibu macho na mapafu.

Baadhi ya hidrokaboni za CH (benzapyrene) ni vitu vikali vya kansa, wabebaji ambao wanaweza kuwa chembe za masizi.

Injini inapotumia petroli yenye risasi, chembe za oksidi ya risasi hutengenezwa kutokana na mtengano wa risasi ya tetraethyl. Katika gesi za kutolea nje zinazomo kwa namna ya vidogo vidogo vya microns 1-5 kwa ukubwa, ambavyo vinabaki katika anga kwa muda mrefu. Uwepo wa risasi katika hewa husababisha uharibifu mkubwa kwa viungo vya utumbo, mifumo ya neva ya kati na ya pembeni. Matokeo ya risasi kwenye damu yanaonyeshwa kwa kupungua kwa kiasi cha hemoglobin na uharibifu wa seli nyekundu za damu.

Muundo wa gesi za kutolea nje kutoka kwa injini za dizeli hutofautiana na injini za petroli (Jedwali 10.2). Katika injini ya dizeli, mafuta huchomwa kabisa. Hii hutoa monoksidi kaboni kidogo na hidrokaboni ambazo hazijachomwa. Lakini, wakati huo huo, kutokana na hewa ya ziada katika injini ya dizeli, kiasi kikubwa cha oksidi za nitrojeni huundwa.

Kwa kuongeza, uendeshaji wa injini za dizeli katika njia fulani ni sifa ya moshi. Moshi mweusi ni bidhaa ya mwako usio kamili na inajumuisha chembe za kaboni (soti) kwa ukubwa wa mikroni 0.1-0.3. Moshi mweupe, ambao hutolewa hasa wakati injini inapofanya kazi, hujumuisha hasa aldehidi inakera, chembe za mafuta yaliyovukizwa na matone ya maji. Moshi wa bluu huundwa wakati gesi za kutolea nje zimepozwa hewani. Inajumuisha matone ya hidrokaboni kioevu.

Kipengele maalum cha gesi za kutolea nje ya injini ya dizeli ni maudhui ya hidrokaboni yenye harufu ya kansa ya polycyclic, kati ya ambayo hatari zaidi ni dioxin (ether cyclic) na benzopyrene. Mwisho, kama risasi, ni wa darasa la kwanza la vichafuzi hatari. Dioksini na misombo inayohusiana ni sumu mara nyingi zaidi kuliko sumu kama vile curare na sianidi ya potasiamu.

Jedwali 1.2

Kiasi cha vipengele vya sumu (katika g),

sumu wakati wa mwako wa kilo 1 ya mafuta

Acreolin pia ilipatikana katika gesi za kutolea nje (hasa wakati wa kuendesha injini za dizeli). Ina harufu ya mafuta ya kuteketezwa na kwa maudhui ya zaidi ya 0.004 mg / l husababisha hasira ya njia ya juu ya kupumua, pamoja na kuvimba kwa membrane ya mucous ya macho.

Dutu zilizomo kwenye gesi za kutolea nje za gari zinaweza kusababisha uharibifu unaoendelea kwa mfumo mkuu wa neva, ini, figo, ubongo, viungo vya uzazi, uchovu, ugonjwa wa Parkinson, nimonia, ataksia ya kawaida, gout, saratani ya bronchial, ugonjwa wa ngozi, ulevi, mzio, magonjwa ya kupumua na mengine. . Uwezekano wa kuendeleza magonjwa huongezeka wakati wakati wa kufichua vitu vyenye madhara na ukolezi wao huongezeka.

1.2. Vizuizi vya kisheria juu ya utoaji wa vitu vyenye madhara

Hatua za kwanza za kupunguza kiasi cha dutu hatari katika gesi za kutolea nje zilichukuliwa nchini Marekani, ambapo tatizo la uchafuzi wa gesi katika miji mikubwa lilikuwa kubwa zaidi baada ya Vita vya Pili vya Dunia. Mwishoni mwa miaka ya 60, wakati miji mikubwa ya Amerika na Japan ilipoanza kusongeshwa na moshi, tume za serikali za nchi hizi zilichukua hatua. Sheria inayoamuru kupunguzwa kwa uzalishaji wa sumu kutoka kwa magari mapya imewalazimu watengenezaji kuboresha injini na kuunda mifumo ya kutokujali.

Mnamo 1970, sheria ilipitishwa nchini Merika, kulingana na ambayo kiwango cha vifaa vya sumu katika gesi ya kutolea nje ya magari ya mwaka wa mfano wa 1975 ilipaswa kuwa chini ya ile ya magari ya mwaka wa mfano wa 1960: CH - kwa 87% , CO - kwa 82% na NOx - kwa 24%. Mahitaji sawa yamehalalishwa nchini Japani na Ulaya.

Kamati ya Usafiri wa Nchi Kavu inayofanya kazi ndani ya Tume ya Umoja wa Mataifa ya Kiuchumi ya Ulaya (UNECE) inatayarisha sheria, kanuni na viwango vya Ulaya nzima katika nyanja ya ulinzi wa mazingira wa magari ya magari. Nyaraka inazotoa zinaitwa Sheria za UNECE na zinalazimisha nchi zilizoshiriki katika Mkataba wa Geneva wa 1958, ambao Urusi pia ilijiunga nayo.

Kulingana na sheria hizi, uzalishaji unaoruhusiwa wa vitu vyenye madhara umepunguzwa tangu 1993: kwa monoksidi kaboni kutoka 15 g/km mwaka 1991 hadi 2.2 g/km mwaka 1996, na kwa jumla ya hidrokaboni na oksidi za nitrojeni kutoka 5.1 g/km mwaka 1991. hadi 0.5 g/km mwaka 1996. Mnamo 2000, viwango vikali zaidi vilianzishwa (Mchoro 1.2). Kuimarisha kwa kasi kwa viwango pia hutolewa kwa injini za dizeli katika lori (Mchoro 1.3).

Mchele. 1.2. Mienendo ya vikwazo vya utoaji wa hewa chafu

kwa magari yenye uzito wa tani 3.5 (petroli)

Viwango vilivyoletwa kwa magari mnamo 1993 viliitwa EBPO-I, mnamo 1996 - EURO-II, mnamo 2000 - EURO-III. Kuanzishwa kwa viwango hivyo kuletwa sheria za Ulaya kwa kiwango cha viwango vya Marekani.

Wakati huo huo na uimarishaji wa viwango vya viwango, vyao mabadiliko ya ubora. Badala ya vizuizi vya moshi, viwango vya chembe ngumu vimeanzishwa, juu ya uso ambao hidrokaboni zenye kunukia hatari kwa afya ya binadamu, haswa benzopyrene, zinatangazwa.

Kusawazisha uzalishaji wa chembe chembe hupunguza kiwango cha chembe chembe kwa kiwango kikubwa zaidi kuliko kudhibiti moshi, ambayo hukuruhusu kukadiria tu kiwango cha chembe chembe ambazo hufanya gesi za kutolea nje zionekane.

Mchele. 1.3. Mienendo ya mipaka ya utoaji wa madhara kwa lori za dizeli yenye uzito wa zaidi ya tani 3.5, iliyoanzishwa na EEC.

Ili kupunguza utoaji wa hidrokaboni zenye sumu, viwango vinaletwa kwa maudhui ya hidrokaboni isiyo na methane katika gesi za kutolea nje. Imepangwa kuanzisha vikwazo juu ya uzalishaji wa formaldehyde. Utoaji unafanywa kwa kupunguza uvukizi wa mafuta kutoka kwa mfumo wa usambazaji wa nguvu wa magari yenye injini za petroli.

Wote huko Merika na Sheria za UNECE hudhibiti mileage ya gari (km 80 elfu na 160 elfu), wakati ambao lazima wazingatie viwango vya sumu vilivyowekwa.

Huko Urusi, viwango vinavyozuia utoaji wa vitu vyenye madhara kutoka kwa magari vilianza kuletwa katika miaka ya 70: GOST 21393-75 "Magari yaliyo na injini za dizeli. Uvutaji sigara wa gesi za kutolea nje. Kanuni na mbinu za kipimo. Mahitaji ya usalama" na GOST 17.2.1.02-76 "Uhifadhi wa asili. Anga. Uzalishaji kutoka kwa injini za magari, matrekta, magari yanayojiendesha ya kilimo na ujenzi wa barabara. Masharti na Ufafanuzi".

Katika miaka ya themanini, GOST 17.2.2.03-87 "Uhifadhi wa Mazingira" ilipitishwa. Anga. Viwango na mbinu za kupima maudhui ya monoksidi kaboni na hidrokaboni katika gesi za kutolea nje za magari yenye injini za petroli. Mahitaji ya usalama" na GOST 17.2.2.01-84 "Uhifadhi wa asili. Anga. Dizeli za magari. Uvutaji sigara wa gesi za kutolea nje. Viwango na njia za kipimo."

Viwango, kwa mujibu wa ukuaji wa meli na mwelekeo kuelekea Sheria sawa za UNECE, ziliimarishwa hatua kwa hatua. Hata hivyo, tayari tangu mwanzo wa miaka ya 90, viwango vya Kirusi katika suala la rigidity vilianza kuwa duni sana kwa viwango vilivyoletwa na UNECE.

Sababu za lag ni miundombinu isiyoandaliwa kwa ajili ya uendeshaji wa vifaa vya magari na trekta. Kwa ajili ya kuzuia, ukarabati na matengenezo ya magari yenye vifaa vya umeme na mifumo ya neutralization, mtandao uliotengenezwa wa vituo vya huduma na wafanyakazi wenye ujuzi, vifaa vya kisasa vya ukarabati na vifaa vya kupimia inahitajika, ikiwa ni pamoja na kwenye tovuti.

GOST 2084-77 inafanya kazi, ikitoa kwa ajili ya uzalishaji nchini Urusi wa petroli iliyo na tetraethilini ya risasi. Usafirishaji na uhifadhi wa mafuta hauhakikishii dhidi ya mabaki ya risasi kuingia kwenye petroli isiyo na risasi. Hakuna masharti ambayo wamiliki wa magari yaliyo na mifumo ya kutokujali wangehakikishwa dhidi ya kujaza mafuta na petroli iliyo na viongeza vya risasi.

Walakini, kazi inaendelea ya kukaza mahitaji ya mazingira. Azimio la Kiwango cha Jimbo la Shirikisho la Urusi la Aprili 1, 1998 No. 19 liliidhinisha "Kanuni za kufanya kazi katika mfumo wa vyeti vya magari na trela," ambayo huamua utaratibu wa muda wa matumizi ya Kanuni za UNECE No. 834 na nambari 495 nchini Urusi.

Mnamo Januari 1, 1999, GOST R 51105.97 "Mafuta ya injini za mwako wa ndani" ilianzishwa. Petroli isiyo na risasi. Masharti ya kiufundi". Mnamo Mei 1999, Gosstandart ilipitisha azimio la kuanzisha viwango vya serikali vinavyozuia utoaji wa vichafuzi kutoka kwa magari. Viwango vina maandishi halisi na Kanuni za UNECE Nambari 49 na 83 na zitaanza kutumika Julai 1, 2000. Katika mwaka huo huo, kiwango cha GOST R 51832-2001 "Injini za mwako wa ndani na moto wa kulazimishwa, unaoendesha petroli, na magari” ilipitishwa kwa uzito wa zaidi ya tani 3.5, zilizo na injini hizi. Uzalishaji wa vitu vyenye madhara. Mahitaji ya kiufundi na mbinu za mtihani." Mnamo Januari 1, 2004, GOST R 52033-2003 "Magari yenye injini za petroli" ilianza kutumika. Uzalishaji wa uchafuzi kutoka kwa gesi za kutolea nje. Viwango na njia za udhibiti wakati wa kutathmini hali ya kiufundi."

Ili kutii viwango vinavyozidi kuwa ngumu vya utoaji wa uchafuzi wa mazingira, watengenezaji wa magari wanaboresha mifumo ya nishati na uwashaji, kwa kutumia nishati mbadala, kupunguza gesi za kutolea moshi, na kuunda mitambo ya pamoja ya nishati.

1.3. Nishati mbadala

Duniani kote umakini mkubwa inalenga katika kubadilisha mafuta ya petroli ya kioevu na gesi ya hidrokaboni iliyoyeyuka (mchanganyiko wa propane-butane) na gesi asilia iliyoshinikizwa (methane), pamoja na mchanganyiko ulio na pombe. Katika meza Jedwali 1.3 linaonyesha viashiria vya kulinganisha vya uzalishaji wa vitu vyenye madhara wakati wa kuendesha injini za mwako wa ndani kwenye mafuta mbalimbali.

Jedwali 1.3

Faida za mafuta ya gesi ni idadi yake ya juu ya octane na uwezekano wa kutumia neutralizers. Hata hivyo, wakati wa kuzitumia, nguvu za injini hupungua, na uzito mkubwa na vipimo vya vifaa vya mafuta hupunguza utendaji wa gari. Hasara za mafuta ya gesi pia ni pamoja na unyeti mkubwa kwa marekebisho ya vifaa vya mafuta. Ikiwa ubora wa utengenezaji wa vifaa vya mafuta hauridhishi na utamaduni wa kufanya kazi ni duni, sumu ya gesi ya kutolea nje ya injini inayoendesha mafuta ya gesi inaweza kuzidi maadili ya toleo la petroli.

Katika nchi zilizo na hali ya hewa ya joto, magari yenye injini zinazotumia mafuta ya pombe (methanol na ethanol) yameenea. Matumizi ya pombe hupunguza utoaji wa vitu vyenye madhara kwa 20-25%. Hasara za mafuta ya pombe ni pamoja na kuzorota kwa kiasi kikubwa katika utendaji wa kuanza kwa injini na kutu ya juu na sumu ya methanoli yenyewe. Huko Urusi, mafuta ya pombe hayatumiwi kwa sasa kwa magari.

Kuongeza umakini katika nchi yetu na nje ya nchi kunalipwa kwa wazo la kutumia hidrojeni. Matarajio ya mafuta haya yamedhamiriwa na urafiki wake wa mazingira (kwa magari yanayotumia mafuta haya, uzalishaji wa monoxide ya kaboni hupunguzwa kwa mara 30-50, oksidi za nitrojeni kwa mara 3-5 na hidrokaboni kwa mara 2-2.5), isiyo na kikomo na asili mbadala ya malighafi. Hata hivyo, kuanzishwa kwa mafuta ya hidrojeni kunatatizwa na kuundwa kwa mifumo ya hifadhi ya hidrojeni inayotumia nishati kwenye gari. Hivi sasa, betri za hidridi za chuma zinazotumika, vinu vya mtengano wa methanoli na mifumo mingine ni ngumu sana na ya gharama kubwa. Kwa kuzingatia pia ugumu unaohusishwa na mahitaji ya kizazi cha kompakt na salama na uhifadhi wa hidrojeni kwenye gari, magari yenye injini ya hidrojeni bado hayana matumizi yoyote muhimu ya vitendo.

Kama mbadala wa injini za mwako wa ndani, mimea ya nguvu ya umeme inayotumia vyanzo vya nishati ya umeme, betri na jenereta za elektrokemikali ni ya kupendeza sana. Magari ya umeme yanatofautishwa na uwezo wao mzuri wa kubadilika kwa hali tofauti za trafiki za mijini, urahisi wa matengenezo na urafiki wa mazingira. Walakini, matumizi yao ya vitendo yanabaki kuwa shida. Kwanza, hakuna vyanzo vya sasa vya umeme vya kuaminika, vyepesi na vya kutosha vya kutosha vya nishati ya umeme. Pili, kubadili meli ya gari ili kuendeshwa na betri za electrochemical itasababisha matumizi ya kiasi kikubwa cha nishati wakati wa kuchaji tena. Nishati hii hutolewa zaidi katika mitambo ya nishati ya joto. Wakati huo huo, kwa sababu ya ubadilishaji wa nishati nyingi (kemikali - mafuta - umeme - kemikali - umeme - mitambo), ufanisi wa jumla wa mfumo ni mdogo sana na uchafuzi wa mazingira wa maeneo karibu na mitambo ya nguvu itakuwa mara nyingi zaidi kuliko maadili ya sasa.

1.4. Kuboresha nguvu na mifumo ya kuwasha

Moja ya hasara za mifumo ya nguvu ya carburetor ni usambazaji usio sawa wa mafuta kati ya mitungi ya injini. Hii husababisha utendakazi usio sawa wa injini ya mwako wa ndani na kutowezekana kwa kumaliza marekebisho ya kabureta kwa sababu ya ukonda wa mchanganyiko na kukomesha mwako katika silinda zingine (kuongezeka kwa CH) na mchanganyiko ulioboreshwa katika iliyobaki (yaliyomo ya juu ya CO kwenye kutolea nje. gesi). Ili kuondokana na upungufu huu, utaratibu wa uendeshaji wa mitungi ulibadilishwa kutoka 1-2-4-3 hadi 1-3-4-2 na sura ya mabomba ya ulaji iliboreshwa, kwa mfano, matumizi ya wapokeaji katika aina nyingi za ulaji. . Kwa kuongeza, wagawanyiko mbalimbali waliwekwa chini ya carburetors, miongozo ya mtiririko iliwekwa, na bomba la ulaji lilikuwa moto. Katika USSR, mfumo wa uvivu wa uhuru (IAC) ulianzishwa na kuletwa katika uzalishaji wa wingi. Hatua hizi zilifanya iwezekane kukidhi mahitaji ya serikali ya 20.

Kama ilivyoelezwa hapo juu, wakati wa mzunguko wa mijini, hadi 40% ya wakati gari linafanya kazi katika hali ya uvivu ya kulazimishwa (FID) - kuvunja injini. Wakati huo huo, utupu chini ya valve ya koo ni kubwa zaidi kuliko katika hali ya uvivu, ambayo husababisha mchanganyiko wa hewa-mafuta kuwa tajiri zaidi na mwako wake katika mitungi ya injini kuacha, na kiasi cha uzalishaji wa madhara huongezeka. Ili kupunguza utoaji wa hewa chafu katika modi za IPH, mifumo ya kuyeyusha vali za kukaba (vifunguaji) na vichumi vilivyolazimishwa vya EPH viliundwa. Mifumo ya kwanza, kwa kufungua kidogo valve ya koo, kupunguza utupu chini yake, na hivyo kuzuia mchanganyiko kuwa tajiri zaidi. Ya pili huzuia mtiririko wa mafuta kwenye mitungi ya injini katika njia za IPH. Mifumo ya PECH inaweza kupunguza utoaji hatari kwa hadi 20% na kuongeza ufanisi wa mafuta kwa hadi 5% katika hali ya uendeshaji mijini.

Utoaji wa oksidi za nitrojeni NOx ulipigwa vita kwa kupunguza halijoto ya mwako wa mchanganyiko unaoweza kuwaka. Kwa kusudi hili, mifumo ya nguvu ya injini za petroli na dizeli ilikuwa na vifaa vya kutolea nje gesi ya kutolea nje. Mfumo, kwa njia fulani za uendeshaji wa injini, ulihamisha sehemu ya gesi za kutolea nje kutoka kwa kutolea nje hadi kwa ulaji mwingi.

Inertia ya mifumo ya metering ya mafuta hairuhusu kuunda muundo wa carburetor ambayo inakidhi kikamilifu mahitaji yote ya usahihi wa metering kwa njia zote za uendeshaji wa injini, hasa za mpito. Ili kuondokana na hasara za carburetor, mifumo ya nguvu inayoitwa "sindano" ilitengenezwa.

Mara ya kwanza, hizi zilikuwa mifumo ya mitambo yenye ugavi wa mara kwa mara wa mafuta kwenye eneo la valve ya ulaji. Mifumo hii ilifanya iwezekanavyo kukidhi mahitaji ya awali ya mazingira. Hivi sasa, hizi ni mifumo ya elektroniki-mitambo na sindano ya maneno na maoni.

Katika miaka ya 70, njia kuu ya kupunguza uzalishaji unaodhuru ilikuwa kutumia michanganyiko inayozidi kuwa nyembamba ya mafuta ya hewa. Kwa kuwasha kwao bila kuingiliwa, ilihitajika kuboresha mifumo ya kuwasha ili kuongeza nguvu ya cheche. Sababu ya kuzuia katika hili ilikuwa kupasuka kwa mitambo ya mzunguko wa msingi na usambazaji wa mitambo ya nishati ya juu-voltage. Ili kuondokana na hasara hii, mifumo ya mawasiliano-transistor na isiyo na mawasiliano imetengenezwa.

Leo, mifumo ya kuwasha bila kugusa yenye usambazaji tuli wa nishati ya voltage ya juu inayodhibitiwa na kitengo cha kielektroniki, ambacho huboresha usambazaji wa mafuta na muda wa kuwasha wakati huo huo, inazidi kuenea.

Kwa injini za dizeli, mwelekeo kuu wa kuboresha mfumo wa usambazaji wa nguvu ulikuwa kuongeza shinikizo la sindano. Leo, kawaida ni shinikizo la sindano ya karibu 120 MPa, na injini za kuahidi hadi 250 MPa. Hii inaruhusu mafuta kuchomwa moto zaidi, kupunguza maudhui ya CH na chembechembe katika gesi za kutolea nje. Kama ilivyo kwa mifumo ya nishati ya petroli, mifumo ya udhibiti wa injini za kielektroniki imetengenezwa kwa mifumo ya nguvu ya dizeli ambayo hairuhusu injini kufikia njia za kuvuta sigara.

Mifumo mbalimbali ya kutolea nje gesi ya kutolea nje inatengenezwa. Kwa mfano, mfumo umetengenezwa na chujio katika njia ya kutolea nje ambayo huhifadhi chembe kutoka kwa kutolea nje. Baada ya muda fulani wa uendeshaji, kitengo cha elektroniki kinatoa amri ya kuongeza usambazaji wa mafuta. Hii inasababisha ongezeko la joto la gesi za kutolea nje, ambayo, kwa upande wake, husababisha kuchomwa kwa soti na kuzaliwa upya kwa chujio.

1.5. Kuweka upande wowote

Katika miaka ya 70, ikawa wazi kuwa haiwezekani kufikia uboreshaji mkubwa katika hali na sumu bila matumizi ya vifaa vya ziada, kwani kupungua kwa parameter moja kunajumuisha ongezeko la wengine. Kwa hiyo, tulianza kikamilifu kuboresha mifumo ya baada ya matibabu ya gesi ya kutolea nje.

Mifumo ya uwekaji usawa imetumika hapo awali kwa magari yanayofanya kazi katika hali maalum, kama vile vichuguu na ukuzaji wa migodi.

Kuna kanuni mbili kuu za kujenga neutralizers - mafuta na kichocheo.

Neutralizer ya joto ni chumba cha mwako ambacho kiko kwenye njia ya kutolea nje ya injini kwa ajili ya kuwasha bidhaa za mwako usio kamili wa mafuta - CH na CO. Inaweza kuwekwa mahali pa bomba la kutolea nje na kufanya kazi zake. Miitikio ya oxidation ya CO na CH huendelea haraka sana kwa joto la zaidi ya 830 °C na mbele ya oksijeni isiyofungwa katika eneo la athari. Neutralizers za mafuta hutumiwa kwenye injini zilizo na moto wa kulazimishwa, ambapo hali ya joto muhimu kwa ajili ya tukio la ufanisi wa athari za oxidation ya joto hutolewa bila ugavi wa mafuta ya ziada. Na bila hiyo joto ya gesi za kutolea nje kutoka kwa injini hizi huongezeka katika eneo la athari kama matokeo ya kuchomwa kwa sehemu ya CH na CO, mkusanyiko ambao ni wa juu zaidi kuliko ule wa injini za dizeli.

Neutrali ya mafuta (Mchoro 1.4) ina nyumba iliyo na bomba la kuingiza (plagi) na viingilizi vya bomba moja au viwili vya moto vilivyotengenezwa kwa karatasi ya chuma inayostahimili joto. Mchanganyiko mzuri wa hewa ya ziada inayohitajika kwa oxidation ya CH na CO na gesi za kutolea nje hupatikana kwa uundaji mkali wa vortex na turbulization ya gesi wakati inapita kupitia mashimo kwenye mabomba na kama matokeo ya kubadilisha mwelekeo wa harakati zao na mfumo wa partitions. . Mwako mzuri wa CO na CH unahitaji muda mrefu sana, kwa hivyo kasi ya gesi kwenye neutralizer imewekwa chini, kama matokeo ambayo kiasi chake ni kikubwa.

Mchele. 1.4. Neutralizer ya joto

Ili kuzuia kushuka kwa joto la gesi za kutolea nje kama matokeo ya uhamishaji wa joto ndani ya kuta, bomba la kutolea nje na kibadilishaji hufunikwa na insulation ya mafuta, ngao za joto zimewekwa kwenye njia za kutolea nje, na kibadilishaji kimewekwa karibu na injini iwezekanavyo. Licha ya hili, inachukua muda mwingi kuwasha kibadilishaji joto baada ya kuanza injini. Ili kupunguza wakati huu, joto la gesi za kutolea nje huongezeka, ambayo hupatikana kwa kuimarisha mchanganyiko unaowaka na kupunguza muda wa kuwaka, ingawa zote mbili huongeza matumizi ya mafuta. Hatua kama hizo hutumiwa kudumisha moto thabiti wakati wa hali ya uendeshaji wa injini ya muda mfupi. Uingizaji wa joto pia husaidia kupunguza muda kabla ya oxidation ya ufanisi ya CH na CO kuanza.

Vigeuzi vya kichocheo- vifaa vyenye vitu vinavyoharakisha athari, - vichocheo . Vigeuzi vya kichochezi vinaweza kuwa "njia moja," "njia mbili," au "njia tatu."

Sehemu moja na sehemu mbili za neutralizers za aina ya oxidative zinawaka (re-oxidize) CO (sehemu moja) na CH (sehemu mbili).

2CO + O 2 = 2CO 2(kwa 250-300 ° C).

C m H n + (m + n/4) O 2 = mCO 2 + n/2H 2 O(zaidi ya 400 ° C).

The neutralizer ni nyumba ya chuma cha pua iliyojumuishwa katika mfumo wa kutolea nje. Nyumba ina kizuizi cha mtoa huduma cha kipengele kinachotumika. Neutralizers za kwanza zilijazwa na mipira ya chuma iliyotiwa na safu nyembamba ya kichocheo (tazama Mchoro 1.5).

Mchele. 1.5. Kifaa cha kibadilishaji cha kichocheo

Dutu amilifu zilizotumika ni alumini, shaba, chromium, na nikeli. Hasara kuu za vizazi vya kwanza vya neutralizers walikuwa ufanisi mdogo na maisha mafupi ya huduma. Sugu zaidi kwa athari za "sumu" za sulfuri, organosilicon na misombo mingine iliyoundwa kama matokeo ya mwako wa mafuta na mafuta yaliyomo kwenye silinda ya injini iligeuka kuwa vibadilishaji vya kichocheo kulingana na metali nzuri - platinamu na palladium.

Mtoaji wa dutu ya kazi katika neutralizers vile ni keramik maalum - monolith yenye seli nyingi za asali za longitudinal. Substrate maalum mbaya hutumiwa kwenye uso wa asali. Hii inafanya uwezekano wa kuongeza eneo la mawasiliano bora la mipako na gesi za kutolea nje hadi ~ 20 elfu m2. Kiasi cha metali nzuri zilizowekwa kwenye substrate katika eneo hili ni gramu 2-3, ambayo inafanya uwezekano wa kuandaa uzalishaji wa wingi wa bidhaa za bei nafuu.

Keramik inaweza kuhimili joto hadi 800-850 ° C. Utendaji mbaya wa mfumo wa nguvu (ugumu wa kuanza) na operesheni ya muda mrefu kwenye mchanganyiko wa kufanya kazi ulioimarishwa zaidi husababisha ukweli kwamba mafuta ya ziada yatawaka kwenye neutralizer. Hii inasababisha kuyeyuka kwa asali na kushindwa kwa neutralizer. Leo, masega ya asali ya chuma hutumiwa kama wabebaji wa safu ya kichocheo. Hii inakuwezesha kuongeza eneo la uso wa kazi, kupata shinikizo la chini la nyuma, kuharakisha joto la kubadilisha fedha kwa joto la uendeshaji na kupanua kiwango cha joto hadi 1000-1050 °C.

Vigeuzi vya kichocheo na mazingira ya kupunguza, au sehemu tatu za neutralizers, hutumika katika mifumo ya gesi ya kutolea nje, ili kupunguza utoaji wa CO na CH, na kupunguza utoaji wa oksidi ya nitrojeni. Safu ya kichocheo ya neutralizer ina, pamoja na platinamu na palladium, kipengele cha nadra duniani rhodium. Kama matokeo ya athari za kemikali kwenye uso wa kichocheo kilichochomwa hadi 600-800 ° C, CO, CH, Nox zilizomo kwenye gesi za kutolea nje hubadilishwa kuwa H2O, CO2, N2:

2NO + 2CO = N 2 + 2CO 2.

2 HAPANA + 2H 2 = N 2 + 2H 2 O.

Ufanisi wa kibadilishaji cha kichocheo cha vipengele vitatu hufikia 90% chini ya hali halisi ya uendeshaji, lakini tu chini ya hali ya kuwa muundo wa mchanganyiko unaoweza kuwaka hutofautiana na stoichiometric moja kwa si zaidi ya 1%.

Kwa sababu ya mabadiliko katika vigezo vya injini kwa sababu ya kuvaa, kufanya kazi kwa njia zisizo thabiti, na kuteleza kwa mipangilio ya mfumo wa nguvu, haiwezekani kudumisha muundo wa stoichiometric wa mchanganyiko unaoweza kuwaka tu kupitia muundo wa kabureta au sindano. Maoni yanahitajika ambayo yatatathmini muundo wa mchanganyiko wa mafuta-hewa unaoingia kwenye mitungi ya injini.

Leo, mfumo wa maoni unaotumiwa sana unatumia kinachojulikana sensor ya oksijeni(lambda probe) kulingana na keramik ya zirconium ZrO 2 (Mchoro 1.6).

Kipengele nyeti cha uchunguzi wa lambda ni kofia ya zirconium 2 . Nyuso za ndani na nje za kofia zimefunikwa na tabaka nyembamba za aloi ya platinamu-rhodiamu, ambayo hufanya kama sehemu ya nje. 3 na ya ndani 4 elektroni. Na sehemu ya thread 1 Sensor imewekwa kwenye njia ya kutolea nje. Katika kesi hiyo, electrode ya nje huoshawa na gesi zilizosindika, na electrode ya ndani na hewa ya anga.

Mchele. 1.6. Ubunifu wa sensor ya oksijeni

Katika joto la juu ya 350 ° C, dioksidi ya zirconium hupata mali ya electrolyte, na sensor inakuwa kipengele cha galvanic. Ukubwa wa EMF kwenye elektroni za sensor imedhamiriwa na uwiano wa shinikizo la sehemu ya oksijeni kwenye ndani na ndani. pande za nje kipengele nyeti. Mbele ya oksijeni ya bure katika gesi za kutolea nje, sensor hutoa EMF ya utaratibu wa 0.1 V. Kwa kukosekana kwa oksijeni ya bure katika gesi za kutolea nje, EMF inaruka kwa 0.9 V.

Mchanganyiko wa mchanganyiko unadhibitiwa baada ya sensor joto hadi joto la kufanya kazi. Mchanganyiko wa mchanganyiko huhifadhiwa kwa kubadilisha kiasi cha mafuta kinachotolewa kwa mitungi ya injini kwenye mpaka wa mpito wa uchunguzi wa EMF kutoka kiwango cha chini hadi cha juu cha voltage. Ili kupunguza muda wa kufikia hali ya uendeshaji, sensorer za kupokanzwa umeme hutumiwa.

Ubaya kuu wa mifumo iliyo na maoni na kibadilishaji cha kichocheo cha sehemu tatu ni: kutokuwa na uwezo wa kuendesha injini kwenye mafuta yanayoongozwa, maisha ya chini ya huduma ya kibadilishaji na uchunguzi wa lambda (karibu kilomita 80,000) na kuongezeka kwa upinzani wa injini. mfumo wa kutolea nje.

Bibliografia

Vyrubov D. N. Injini za mwako wa ndani: nadharia ya pistoni na injini zilizojumuishwa / D. N. Vyrubov et al. M.: Mashinostroenie, 1983.
Injini za gari na trekta. (Nadharia, mifumo ya nguvu, miundo na mahesabu) / Ed. I. M. Lenin. M.: Juu zaidi. shule, 1969.
Injini za gari na trekta: Katika masaa 2. Kubuni na hesabu ya injini / Ed. I. M. Lenin. Toleo la 2., ongeza. na kusindika M.: Juu zaidi. shule, 1976.
Injini za mwako wa ndani: Ubunifu na uendeshaji wa pistoni na injini za pamoja / Ed. A. S. Orlina, M. G. Kruglova. Toleo la 3, lililorekebishwa. na ziada M.: Uhandisi wa Mitambo, 1980.
Arkhangelsky V. M. Injini za gari / V. M. Arkhangelsky. M.: Uhandisi wa Mitambo, 1973.
Kolchin A.I. Hesabu ya injini za gari na trekta / A.I. Kolchin, V.P. Demidov. M.: Juu zaidi. shule, 1971.
Injini za mwako wa ndani / Ed. Dk. Tech. sayansi Prof. V. N. Lukanina. M.: Juu zaidi. shule, 1985.
Khachiyan A. S. Injini za mwako wa ndani / A. S. Khachiyan et al. M.: Juu. shule, 1985.
Ross Tweg. Mifumo ya sindano ya petroli. Ujenzi, matengenezo, ukarabati: Vitendo. faida / Ross Tweg. M.: Nyumba ya kuchapisha "Nyuma ya gurudumu", 1998.