Экология судоходства

В особых районах запрещено  выбрасывание в море:

1. всех видов пластмасс,  включая синтетические тросы, синтетические рыболовные сети и пластмассовые мешки для мусора;

2. всякого прочего  мусора, включая изделия из бумаги, ветошь, стекло, металл, бутылки, черепки, сепарационные, обшивочные и упаковочные материалы.

Выбрасывание в море в особых районах пищевых отходов должно производиться настолько далеко от берега, насколько это выполнимо, но не ближе 12 морских миль от ближайшего берега. Если пищевые отходы измельчены до размеров менее 25 мм, разрешается выбрасывание их в море в особых районах, но не ближе 3 морских миль от ближайшего берега.

Вследствие неполного  сгорания топлива, несовершенства систем судовых энергетических установок (СЭУ), нарушений правил технического обслуживания, а иногда в результате аварии, может возникнуть химическое, тепловое, шумовое, вибрационное и радиационное загрязнение атмосферы.

При работе СЭУ в атмосферу  выбрасываются отработанные газы котлов и двигателей внутреннего сгорания, токсичность которых зависит  от сорта топлива и условий  его сгорания. Установлено, что в  отработавших газах содержится более 200 вредных веществ, которые по токсичности делят на семь групп:

1. Азот, кислород, водород,  водяной пар, углекислый газ;

2. Окись углерода;

3. Окислы азота;

4. Углеводородные соединения;

5. Альдегиды: акролеин, формальдегид;

6. Сажа;

7. Сернистый ангидрид.

Согласно европейским  стандартам, введенными в действие в 1996 году, содержание серы в дизельном топливе не должно превышать 0,005г/л. Наличие серы усиливает токсичность отработавших газов дизелей и является причиной появления в них вредных сернистых соединений.

Оценку экологической  опасности загрязнения атмосферы  СЭУ можно выполнить по  количеству и составу вредных веществ отработавших газов (NOx, CO, CH)  с учетом качества применяемого топлива (SOx) и загрязнения парниковыми газами/

Оценку и контроль экологической опасности дизелей, в соответствии с действующими нормативными документами, необходимо производить в процессе их изготовления и эксплуатации с помощью специальных испытаний.

Кроме того, в процессе производственного экологического контроля за судами в эксплуатации могут производиться расчеты  валовых выбросов вредных веществ в атмосферу  в целом от СЭУ.

В соответствии с действующими Международными Правилами Морского и Речного Регистров нормируемым  параметром при оценке экологической  опасности двигателей является удельный средневзвешенный выброс вредного (загрязняющего) вещества  в граммах на 1 кВт*ч. При определении выбросов используют ГОСТ Р51249-99 «Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения».

 

1.2.2 Определение  экологической опасности судна по всем видам загрязнения.

 Производится путем  сопоставления в табличной форме  (таблица 2) удельных характеристик  загрязнений  с допустимыми  условиями сброса и выброса.

Выбросы оксидов азота, оксида углерода и углеводородов  превышают допустимые нормы, следовательно, необходима очистка для их соблюдения. Установка фильтров.

Подсланевые воды можно  сбрасывать только после очистки, неочищенные  сбрасывать запрещено (см.п.1.2.1).

Для промывочных вод  необходимо установить сборный танк, объем которого позволяет хранение НВ в течение всего рейса или до сдачи в приемное устройство.

Для нефтяного шлама  необходимо спроектировать емкость  под его хранение.

Для сухого мусора и пищевых  отходов, если судно эксплуатируется  во  внутренних водных путях, необходимо устройство накопления.

Под особые отходы при  эксплуатации судов во внутренних водных путях так же должно быть предусмотрено  место для накопления.

Шлам после обезвреживания СВ должен направляться в накопительную  цистерну.

 

2 РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ НА СУДНЕ

 

2.1 Обоснование  и расчет конструктивной защиты  природной среды от загрязнения  при аварии наливного судна.

 

2.1.1 Расчет  размеров междубортового и междудонного  пространства.

На танкерах дедвейтом 600т и более  грузовые танки по всей длине должны быть защищены балластными отсеками, не являющимися грузовыми или топливными танками, следующими образом:

- бортовые балластные отсеки  должны простираться либо на  всю высоту борта судна, либо  от настила второго дна до  самой верхней палубы. Они должны быть устроены так, чтобы грузовые танки располагались внутри от теоретической линии наружной обшивки борта на расстоянии не менее, чем w

,

,

для В=13м примем w=1,5м.

- в любом поперечном сечении  высота каждого танка или отсека  двойного дна должна быть такой,  чтобы расстояние h между дном грузовых танков и теоретической линией днищевой обшивки  составляло не менее

,

Принимаем .

 

2.1.2 Расчет длины грузовых  танков

 

Длина грузового танка l не должна превышать 10м, но может быть увеличена до l_n.

,

где L=90м – длина судна;

       b_i=w=1,5м – ширина бортового танка.

Размещение грузовых танков показано на рисунке1.

 

2.1.3 Определение объема  отстойного танка

 

Нефтяной танкер валовой вместимостью 150 рег.т и более должен быть оборудован отстойными танками  для приема и отстоя промывочной воды.

Отстойные танки рекомендуется  располагать в непосредственной близости к насосному отсеку.

Отстойные танки рекомендуется  выполнять в виде двух или более  сообщающихся между собой емкостей, образующих систему проточного отстоя.

Вместимость отстойных танков должна быть достаточной для сохранения смывок, образующихся при мойке танков. Однако общая их вместимость должна быть не менее 2% от грузоподъемности судна  для танкеров с изолированным  балластом.

,,

,

,м³

V_гт=

V_гт=532,8·4=2131,2 м³

V_от=0,015·2131,2=31,968м³

м

 

Размещение отстойных  танков показано на рисунке1.

Так как длина отстойных  танков должна быть кратной четырем  шпациям,принимаем длину ОТ 2.4м

Высоту отстойного танка  следует принимать конструктивно, максимально используя высоту борта  судна.

 

2.1.4 Оценка  статистическим методом уровня  защиты моря против загрязнения при аварии танков

 

1. Установление номинальной  плотности груза нефти.

Объем груза С равен  общему объему груза при заполнении на 98%. В соответствии с пунктом 4.5 правила 23 МАРПОЛа вместимость грузовых танков рассчитывается на основе проницаемости, равной 0,99.

 

Таблица 3.

Грузовой танк	Вместимость 100%, м3	Заполнение 98%, м3
1	2	3
ГТ11	266,4	261,07
ГТ12	266,4	261,07
ГТ21	266,4	261,07
ГТ22	266,4	261,07
ГТ31	266,4	261,07
ГТ32	266,4	261,07
ГТ41	266,4	261,07
ГТ42	266,4	261,07

 

2. Номинальная плотность  груза рассчитывается:

Р_n=1000(DW)/ =1000×2072,6/2088,56=992,36 кг/м³.

3. Расчет вероятности  повреждения борта. 

Вероятность пробоины отсека в результате повреждения борта определяется:

P_S=P_SL×P_SV P_ST,

где   P_SL=1-P_Sf-P_Sa – вероятность того, что повреждение распространиться в продольную зону, ограниченную x_a и x_f,

          X_a – продольное расстояние от кормовой точки L до самой крайней точки рассматриваемого отсека в корму, в метрах;

          X_f – продольное расстояние от кормовой точки L до самой крайней точки рассматриваемого отсека в нос, в метрах.

        P_SV=1-P_su-P_s1 – вероятность того, что повреждение распространиться в вертикальную зону, ограниченную z₁ и z_u,

           Z₁ – вертикальное расстояние от теоретической основной линии до самой нижней точки рассматриваемого отсека;

           Z_u - вертикальное расстояние от теоретической основной линии до самой высокой точки рассматриваемого отсека.

            P_ST=1-P_sy - вероятность того, что повреждение распространиться в поперечном направлении за пределы, обозначенные y.

            y – минимальное горизонтальное расстояние, измеряемое под прямым углом к ДП между рассматриваемым отсеком и бортовой обшивкой, м.

На первом этапе определяем величины размеров и зазоров X_а, X_f, Z₁, Z_u. Данные заносим в таблицу 4.

 

 

 

 

 

Таблица 4.

№ танка	xa, м	xf, м	z1,м	zu, м	yм, м
ГТ42	29,7	44,1	1,1	4,8	1,5
ГТ32	44,1	58,5	1,1	4,8	1,5
ГТ22	58,5	72,9	1,1	4,8	1,5
ГТ12	72,9	87,3	1,1	4,8	1,5

 

Исходя из соотношений X_a/L, X_f/L, Z/B_s, Z₁/D_s, Z_u/D_s, Y₁/D_s   и Y находим вероятности P_sa , P_sf , P_s1, P_su, P_sy Полученные результаты заносим в таблицу 5.

 

Таблица 5.

№ танка	Xa/L	Psa	Xf/L	Psf	Z1/Ds	Ps1	Zu/Ds	Psu	Y/Bs	Psy
ГТ42	0,33	0,297	0,49	0,477	0,23	0,0106	1	0	0,12	0,8992
ГТ32	0,49	0,457	0,65	0,317	0,23	0,0106	1	0	0,12	0,8992
ГТ22	0,65	0,617	0,81	0,657	0,23	0,0106	1	0	0,12	0,8992
ГТ12	0,81	0,777	0,97	0,014	0,23	0,0106	1	0	0,12	0,8992

 

Затем находим вероятность P_s пробоины для каждого танка.

   Для танка ГТ42:

 P_SL=1-P_Sf-P_Sa=1-0,477-0,297=0,226

             P_SV=1-P_su-P_s1=1-0-0,106=0,9894

             P_ST=1-P_sy=1-0,8992=0,1008    

             P_S=P_SL×P_SV P_ST=0,226·0,9894·0,1008=0,023

   Для танка ГТ32:

 P_SL=1-P_Sf-P_Sa=1-0,317-0,457=0,226

             P_SV=1-P_su-P_s1=1-0-0, 0,106=0,9894

             P_ST=1-P_sy=1-0, 8992=0,1008    

            P_S=P_SL×P_SV P_ST=0,226·0,9894·0,1008=0,023

   Для танка ГТ22:

 P_SL=1-P_Sf-P_Sa=1-0,657-0,617= -0,254=0

             P_SV=1-P_su-P_s1=1-0-0, 106=0,9894

             P_ST=1-P_sy=1-0, 8992=0,1008    

             P_S=P_SL×P_SV P_ST=0

   Для танка ГТ12:

 P_SL=1-P_Sf-P_Sa=1-0,014-0,777=0,209

             P_SV=1-P_su-P_s1=1-0-0, 106=0,9894

             P_ST=1-P_sy=1-0, 8992=0,1008    

             P_S=P_SL×P_SV P_ST=0,209·0,9894·0,1008=0,021

При столкновении, при  котором происходит проникновение  во внешний корпус, P_s является вероятностью того, что повреждение будет распространяться в конкретный грузовой танк.

 

4. Расчет среднего  вылива  в результате повреждения  борта.

Для повреждения борта  предполагается, что содержимое танка  выливается в море после получения  танком пробоины. Таким образом средний вылив рассчитывается по формуле:

О_MS= =1·0,023·261,07+1·0,023·261,07+1·0·261,07+1·0,021·261,07=17,49м³

где  С₃=1-   для судов, имеющих одну продольную переборку.

        O_s(i) – объем i-ого грузового танка при заполнении на 98%.

 

5. Расчет вероятностей  повреждения днища.

Вероятность пробоины отсека в результате повреждения днища  определяется по формуле:

P_B=P_BL×P_BV P_BT,

 где   P_BL=1-P_Bf-P_Ba – вероятность того, что повреждение распространиться в продольную зону, ограниченную x_a и x_f,

          P_BV=1-P_Bz – вероятность того, что повреждение распространиться в вертикальную зону, за пределы, обозначенные z,

             z – минимальное значение z по отношению к длине отсека, где в каждом данном продольном местоположении z является вертикальным расстоянием от нижней точки днищевой обшивки в этом продольном местоположении до нижней точки отсека в этом продольном местоположении, м.

  P_BT=1-P_Bp-P_Bs - вероятность того, что повреждение распространиться в поперечную зону, ограниченную Y_s и Y_p,

     Y_s – поперечное расстояние от точки, расположенной на правом борту отсека на уровне ВЛ или ниже ВЛ до вертикальной плоскости, находящейся в точке В/2 в сторону правого борта от ДП, м,

      Y_p – поперечное расстояние от точки, расположенной на левом борту отсека, на уровне ВЛ или ниже этой ВЛ до вертикальной плоскости, находящейся в точке В/2 в сторону правого борта от ДП судна, м.

На первом этапе определяем величины размеров и зазоров X_а, X_f, Y_p, Y_s, Z.