Эксергетическая оценка пожарной опасности перевозок на железнодорожном транспорте
Определены преимущества эксергетического подхода к оценке пожарной опасности при обращении ТКО на железнодорожном транспорте.
Прямых ссылок нет — публикация используется как справочный материал.
Объём оцифровки: 56,228 знаков. Ссылки внутри текста ведут на карточки источников и публикаций библиотеки.
БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
А. Г. ХАЙДАРОВ, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры бизнес-информатики,
Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
(Россия, 190013, г. Санкт-Петербург, Московский просп., 26; e-mail: andreyhaydarov@gmail.com)
Л. А. КОРОЛЕВА, канд. техн. наук, доцент, заместитель начальника кафедры пожарной, аварийно-спасательной техники и автомобильного хозяйства, Санкт-петербургский университет ГПС МЧС России (Россия, 196105, г. Санкт-Петербург, Московский просп., 149;
e-mail: lyudamil@mail.ru)
Г. К. ИВАХНЮК, д-р хим. наук, профессор, заведующий кафедрой инженерной защиты окружающей среды, Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет) (Россия, 190013, г. Санкт-Петербург, Московский просп., 26;
e-mail: fireside@inbox.ru)
УДК 614.841
ЭКСЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
ПЕРЕВОЗОК НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
Обоснована возможность применения эксергетического подхода к оценке пожарной опасности перевозок таких опасных грузов, как твердые коммунальные отходы (ТКО), на железнодорож- ном транспорте. Проведен анализ изменения морфологического состава отходов с 20-х годов
XX века по настоящее время. Выполнен расчет химической эксергии и теплоты сгорания ТКО.
Выявлены основные тенденции их изменения и представлены зависимости между эксергией и теплотой сгорания ТКО различного морфологического состава. Определены преимущества эксергетического подхода к оценке пожарной опасности при обращении ТКО на железнодо- рожном транспорте.
Ключевые слова: твердые коммунальные отходы; пожарная опасность; морфологический со- став; железнодорожный транспорт; эксергия; высшая теплота сгорания.
DOI: 10.18322/PVB.2018.27.10.26-37
Введение По данным Министерства экологии и природо- пользования Московской области приблизительно Обращение с отходами является одной из актуаль- из 60 млн. т ТКО, образующихся в течение года в ных проблем современности, без решения которой России, 11,7 млн. т (около 20 %) приходится на сто- невозможно обеспечить безопасность людей. Особое внимание уделяется твердым коммунальным от- личный регион. В Санкт-Петербурге ежегодно об- ходам (ТКО), количество которых неуклонно воз- разуется приблизительно 3 млн. т ТКО. Увеличение растает, что связано с увеличением численности и количества отходов определяет необходимость по- благосостояния населения [1]. Удаление ТКО с ур- иска эффективных путей утилизации и снижения их банизированных территорий как элемент жизне- опасности для человека и окружающей среды. обеспечения является важной задачей, решение ко- Действующие мусорные полигоны вокруг столи- торой создает условия для устойчивого развития. цы и других городов перегружены. На них нередко Бытовые отходы не всегда требовали специаль- фиксируются пожары [3]. Так, например, в ноябре ного обращения и утилизации. Было время, когда 2011 г. вспыхнул пожар на полигоне ТКО на Вол- они легко перегнивали и выступали естественным хонском шоссе в Ленинградской обл., в июне 2013 г. элементом жизненного цикла природной среды. — на городской свалке в Челябинске, 28 мая 2018 г. — Скачкообразное качественное изменение структуры на территории закрытого полигона ТКО “Съяново-1” отходов произошло в конце XIX – начале XX веков, Серпуховского р-на, 28 июня 2018 г. — на мусорном что связано с развитием промышленности, в первую полигоне “Непейно” в Дмитровском р-не Москов- очередь химических производств. Тогда и возникла ской обл. необходимость утилизации ТКО. Для решения проблем, связанных с обращением Большое количество нелегальных свалок и при- отходов в крупных городах, прорабатывается проект ближение официальных полигонов к населенным по вывозу мусора из Москвы и Санкт-Петербурга пунктам приводят к ухудшению экологической об- по железной дороге. Использование железнодорож- становки и риску возникновения чрезвычайных си- ного транспорта для этих целей имеет ряд преиму- туаций. Особенно остро проблема вывоза и утили- ществ: точный график перевозок, возможность пере- зации ТКО стоит в больших городах [2]. возки больших объемов, возможность применения
26 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 10
БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
универсальных контейнеров, относительно низкая сматривать вопросы энергоэкологической эффектив- себестоимость. ности и пожарной опасности грузовых перевозок Наиболее частыми происшествиями, связанны- на железнодорожном транспорте. ми с перевозками опасных грузов железнодорож- Железнодорожный транспорт является одним из ным транспортом, являются пожары [4]. основных видов транспорта в Российской Федера- Цель настоящей работы — обоснование воз- ции, который характеризуется высокой энергетиче- можности и преимуществ использования эксерге- ской эффективностью и экологической чистотой тической оценки пожарной опасности перевозок с точки зрения удельных показателей потребления ТКО на железнодорожном транспорте. энергии и выбросов загрязняющих веществ на еди- Для достижения данной цели были решены сле- ницу перевозочной работы [8]. В то же время его дующие задачи: воздействие на окружающую среду велико. Желез- l проведен анализ и выявлены основные тенден- нодорожный транспорт потребляет до 7 % добы- ции изменения морфологического состава ТКО ваемого топлива и 6 % всей производимой элект- с 20-х годов XX века по настоящее время; роэнергии. Его доля в грузообороте транспортной l определена область применения эксергетическо- системы страны составляет 43,2 %, а в пассажиро- го подхода; обороте — 25,4 % [4]. l найдены зависимости между эксергией и высшей Пожары на железнодорожном транспорте возни- теплотой сгорания ТКО. кают из-за неосторожного обращения с огнем, не- Теория и расчеты исправностей локомотивов и подвижного состава, нарушений правил перевозки опасных грузов и по Классическое определение эксергии как “мак- другим причинам и могут иметь катастрофические симальной работы, которую может совершить сис- последствия [12]. Примером является железнодо- тема в обратном процессе с окружающей средой в рожная катастрофа в Арзамасе в 1988 г. При транс- качестве источника даровых тепла и веществ, если портировке гексогена произошли пожар и взрыв, в конце этого процесса все участвующие в нем виды в результате чего было разрушено около 150 домов. материи приходят в состояние термодинамиче- Жертвами трагедии стали 91 чел., пострадали более ского равновесия со всеми компонентами окружа- 1500. Еще одним примером может служить сход с ющей среды”, сформулировано Я. Шаргутом и Р. Пе- рельсов поезда с 73 нефтяными цистернами в г. Лак- телой в работе [5]. Мегантик (Канада) в 2013 г. Последствиями воз- Для эффективного проектирования процессов никшего пожара и последующего взрыва явились преобразования энергии актуально использование хи- гибель 47 чел. и уничтожение 40 зданий [4]. мической эксергии как одного из основных свойств, учитываемых при анализе производительности и При возникновении и тушении пожара ТКО на оптимизации всего процесса. Это может быть сде- железнодорожном транспорте может быть нанесен лано путем количественного определения и оценки огромный ущерб людям и окружающей среде. При изменения эксергии [6]. Расчет данного показателя горении отходов выделяются высокотоксичные ве- для топлива является важным этапом при проведе- щества, такие как оксид углерода, диоксид азота, нии эксергетического анализа [7] в установках для диоксины, циановодород; существует вероятность преобразования отходов и энергии. взрыва, например, вследствие образования биогаза Наряду с оценкой энергетической эффективно- и возможность возникновения скрытых очагов горе- сти, понятие эксергии применяется для изучения ния. Пожар может быстро распространиться на боль- уровня влияния техники и технологий на окружа- шие площади, в частности из-за задержки введения ющую среду и определение возможности его мини- огнетушащих веществ при тушении подвижного мизации. Любое использование ресурсов и выброс состава. Причинами такой задержки могут являться отработанных продуктов оказывают значительное затрудненность подъезда пожарных подразделений воздействие на природу, которое можно соотнести с к месту пожара, необходимость обесточивания элект- количеством содержащейся в них эксергии. В со- роконтактной сети, выяснение физико-химических временных исследованиях понятие эксергии связы- свойств грузов. Планирование мероприятий по об- вают с правилом трех “Э”: эффективность, эконо- ращению и тушению пожаров ТКО на железнодо- мичность, экологическая целесообразность [8]. рожном транспорте должно основываться на адек- В ряде публикаций рассматриваются возмож- ватных данных об их составе и свойствах. ности эксергетического метода для оценки энерго- Сведения о морфологическом составе ТКО явля- экологической эффективности транспортных систем ются наиболее общими, и на их основании возмож- различного масштаба [8–11]. ны оценка и прогноз других показателей [13–15]. Эксергия может быть применена для оценки по- Исследования морфологического состава отходов жарной опасности, что позволяет комплексно рас- могут быть использованы для расчета эксергии, теп-
ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 10 27
БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
Таблица 1. Морфологический состав ТКО г. Москвы / Table 1. The morphological composition of Moscow MSW Содержание фракции, % масс. (по сухому весу), по годам Фракция Fraction content, % by mass on a dry weight basis, by years Fraction 1933 1953 1963 1970 1986 1996 2010 Пищевые отходы / Food waste 20,00 22,20 31,30 36,80 33,10 30,60 18,00 24,70 Бумага и картон / Paper and cardboard 16,50 16,70 16,40 36,40 34,00 37,70 19,70 24,30 Металлы / Metals 1,50 1,30 1,60 3,40 4,80 3,30 1,80 2,00 Стекло / Glass 1,60 1,60 1,40 3,70 4,60 3,70 16,80 11,40 Полимерные материалы / Polymer materials 0,80 1,60 14,20 16,20 Текстиль / Textile 3,30 4,30 1,00 3,40 4,60 5,40 1,60 3,60 Кожа, резина / Leather, rubber 0,60 1,60 2,20 0,50 0,80 0,70 Кости / Bones 2,50 2,30 0,50 1,30 1,10 Дерево / Wood 7,10 7,00 1,20 2,00 2,40 1,90 0,90 1,70 Камни / Stones 5,00 5,10 6,00 0,90 2,90 0,80 1,00 0,40 Уголь, шлаки / Coal, slag 2,00 Прочие материалы / Other materials 0,60 3,40 0,80 5,40 2,70 5,20 Отсев крупный (15 мм) / Screening large (15 mm) 23,50 39,00 40,00 6,30 7,90 1,40 10,40 4,70 Отсев мелкий (3 мм) / Screening small (3 mm) 17,00 9,70 Гигиенические средства / Disinfectant 2,60 Композиционная упаковка / Composite pack 12,10 2,50 Итого / Total 100,6 99,50 100,00 100,00 100,0 100,4 100,0 100,0
лоты сгорания, оценки эффективности процессов XX века. Более половины массы городского мусора утилизации и пожарной опасности. составляли отсев, уголь, зола, шлак. Общей харак- Морфологический состав ТКО Москвы и Санкт- терной чертой отходов являлось низкое содержание Петербурга (Ленинграда) по данным [14, 16, 17] пред- бумаги и пищевых отходов. Разница в составе отхо- ставлен в табл. 1 и 2. дов по различным городам свидетельствует о более Первые достоверные сведения о составе ТКО в высоком уровне жизни и о лучшем продовольствен- России и за рубежом относятся к началу 20-х годов ном снабжении жителей столицы.
Таблица 2. Морфологический состав ТКО г. Санкт-Петербурга (Ленинграда) Table 2. The morphological composition of the MSW of St. Petersburg (Leningrad) Содержание фракции, % масс. (по сухому весу), по годам Фракция Fraction content, % by mass on a dry weight basis, by years Fraction 1933 1953 1963 1970 1986 1996 2006 2010 2015 Пищевые отходы / Food waste 14,00 18,20 31,70 28,10 23,30 37,00 27,00 25,60 27,40 Бумага и картон / Paper and cardboard 9,00 13,20 24,30 30,00 22,50 19,90 21,00 20,10 21,50 Металлы / Metals 0,80 4,90 5,20 4,70 3,00 4,40 4,00 3,70 4,60 Стекло / Glass 2,60 5,10 8,80 7,40 6,80 8,50 10,00 7,90 8,90 Полимерные материалы / Polymer materials 1,00 0,80 6,10 12,00 17,60 15,20 Текстиль / Textile 4,30 4,40 3,50 4,40 7,70 2,80 3,50 3,00 2,30 Кожа, резина / Leather, rubber 0,50 0,80 1,30 1,60 4,20 4,80 1,80 2,00 2,00 Кости / Bones 2,20 4,10 3,70 2,10 2,30 0,80 0,40 Дерево, садово-парковые отходы / Wood, park and garden waste 8,20 4,40 2,00 3,90 5,20 1,70 5,00 2,50 Инертные материалы / Inert materials 12,80 Уголь / Coal 1,70 0,30 Камни / Stones 11,00 6,90 1,80 2,20 3,60 2,90 2,30 Прочие материалы / Other materials 1,60 1,30 3,00 5,30 1,40 3,00 7,40 2,80 Отсев крупный (15 мм) / Screening large (15 mm) 12,40 Отсев мелкий (3 мм) / Screening small (3 mm) 38,50 36,50 15,40 11,80 3,70 10,10 10,00 12,70 Итого / Total 92,80 100,4 100,0 100,0 100,0 100,4 100,0 100,0 100,00
28 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 10
БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
В 30-годы из состава московских ТКО исчезает вых супермаркетов ведет к тому, что значительная фракция “уголь и шлак”, доля которой по регионам часть продуктов питания выбрасывается в упаковке.
СССР составляет 17 %, а в США достигает 43 % [14]. В дальнейшем ожидается рост доли пищевых отхо-
Это объясняется разницей в подходах к отоплению, дов с увеличением доходов населения и развитием централизация которого способствует снижению сетевых супермаркетов, увеличение количества по- объема данной фракции. лимеров, упаковки и текстиля.
Данные по отходам за 40-е годы прошлого сто- Используя данные по морфологическому сос- летия отсутствуют, поскольку исследования не про- таву, мы провели расчет эксергии ТКО — сложной водились по обстоятельствам военного времени. гетерогенной смеси органических и неорганических
Можно лишь констатировать, что для бытовых от- веществ. Органическими элементами являются глав- ходов этого периода было характерно минимальное ным образом C, H, O, N, S и Cl, неорганическими — содержание фракций пищевых отбросов и костей, Si, Ca, K, P, Al, Mg, Fe, S, Na, Zn, Cu, Mn и Cr. Для высокое содержание золы (децентрализация отопле- твердого топлива влиянием неорганических веществ ния), уменьшение количества бумаги, рост отсева. на значение эксергии можно пренебречь в силу их
Первые послевоенные систематические сведения относительно небольшого содержания [7, 18].
о составе ТКО относятся к началу 50-х годов. Ис- В расчетах исходили из предположения, что 1 кг следования показали, что его изменение имеет тен- ТКО, выраженного как CmH nN pO qC r St , подвергает- денции, аналогичные тенденциям 30-х годов, как ся полному сгоранию в стандартном состоянии до в СССР, так и за рубежом. Исследуя состав отходов получения диоксида углерода, воды, азота, хлори-
50-х годов, можно сделать вывод о преодолении по- стого водорода и диоксида серы по реакции:
следствий Второй мировой войны, однако, как и q n - rц в 30-е годы, разница уровня жизни в столице и в Cm Hn N p Oq Cl r S t + жз m + t - + чO ® и 2 4 ш 2 провинции остается весьма существенной. Данные n - rц
® m CO2 + жз p не отличаются точностью, суммарное содержание ч H2O + N2 + rHCl = t SO2 , фракций в сумме не дает 100 %. и 2 ш
В 70-е годы в СССР и за рубежом основной тен- где m, n, p, q, r, t — количество атомов соответст- денцией является увеличение доли полимерных от- венно углерода, водорода, азота, кислорода, хлора ходов. В составе ТКО в городах СССР сокращается и серы.
доля отсева и полностью исчезает фракция “уголь
Все вещества находятся при температуре окру- и шлак” вследствие окончательной централизации жающей среды T 0 = 298,15 К и давлении P 0 = отопления и газификации регионов. Доля пищевых
= 101,325 кПа.
отходов остается на прежнем уровне.
Для расчета химической эксергии была исполь-
Результаты проведенных в 70-е годы исследова- зована методика, предложенная в работе [19]. Хими- ний оказались настолько информативны и точны, ческая эксергия е (кДж/кг) различных фракций ТКО что в 80-е годы исследования практически не прово- была рассчитана по формулам:
дились. В составе отходов появляется электронный l для пластика eP:
лом, однако обращение этой группы отходов сразу выделилось в отдельную отрасль, что обусловлено, eP = 376,870 C + 787,351 H – 58,654 O +
(1) во-первых, наличием драгоценных металлов в со- + 46,398 N – 1533,261 S + 100,981 Cl;
ставе электронных деталей, а во-вторых, опасностью электронного лома для окружающей среды. Крите- l для текстиля и резины eTR:
рием социально-экономической ситуации в стране eTR = 376,580 C + 790,869 H – 58,475 O + теперь является доля полимеров, упаковки и бума- (2)
+ 44,639 N – 1538,180 S + 98,566 Cl;
ги, а не содержание пищевых отходов.
Первые данные 90-х годов по России относятся l для дерева и бумаги eWP:
ко второй половине десятилетия. Из них четко видно eWP = 374,642 C + 806,343 H – 57,074 O + падение уровня потребления в России: доля упако- (3)
+ 48,693 N – 1533,261 S + 101,425 Cl;
вочных материалов уменьшилась несмотря на до- ступность товаров. l для пищевых отходов eF :
В настоящее время наблюдается ряд тенденций, eF = 377,535 C + 785,711 H – 58,446 O + которые следует учитывать при долгосрочном про- (4)
+ 45,682 N – 1536,242 S + 103,486 Cl, гнозировании состава ТКО. Происходит исчезнове- ние металлов, что связано со снижением металло- где С, Н, О, N, S, Cl — содержание атомов углерода, емкости продукции и извлечением данной фракции водорода, кислорода, азота, серы и хлора в каж- на стадии контейнерной площадки. Развитие сете- дой фракции ТКО, %, определенное по [19].
ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 10
БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
Энергетическое использование ТКО в настоящее Результаты и их обсуждение время в экономически развитых странах рассмат- Изменения морфологического состава отходов, ривается как один из наиболее эффективных в эконо- происшедшие за рассматриваемый период, привели мическом отношении путей их утилизации [16, 20]. к изменениям технологически важных свойств ТКО. ТКО образуются там, где тепловая и электрическая По формулам (1)–(4) нами была рассчитана эк- энергии наиболее востребованы, т. е. в крупных го- сергия веществ и материалов, входящих в состав родах, и имеют гарантированное предсказуемое воз- ТКО. Пример исходных данных по составу фракций обновление [21]. бумажных отходов и полимеров и результаты рас- На сегодняшний день в России функционирует чета эксергии приведены в табл. 3. около 40 мусоросжигательных заводов [22], на ко- На основе данных по содержанию различных торых утилизируется приблизительно 2,4 % ТКО. фракций в составе ТКО по городам России в раз- Такая переработка сопровождается загрязнением личные периоды времени, приведенных в работах атмосферного воздуха, например, оксидами азота, [14, 16, 17], были рассчитаны значения химической диоксинами, нафталинами, ароматическими угле- эксергии. Результаты представлены на рис. 1–3. водородами, тяжелыми металлами, негативно влия- Эксергия отходов на протяжении рассмотренного ющими на здоровье населения и состояние окружа- нами периода растет. Наибольшими значениями об- ющей среды. Происходит образование золы и шлака ладают полимерные материалы, количество которых — отходов повышенного класса опасности, возни- неуклонно увеличивается. Большой вклад в величи- кает проблема их утилизации. Высокая стоимость и ну эксергии вносят пищевые отходы, бумага и кар- негативное отношение населения к строительству тон, что определяется их количеством. Фракцию ме- мусоросжигательных заводов также ограничивают таллов, обладающих низким значением рассматрива- использование рассматриваемого способа утилиза- емого показателя, при расчетах можно не учитывать. ции отходов. По формуле (5) определена высшая теплота сго- В настоящее время энергетический потенциал го- рания веществ и материалов, входящих в состав рючих веществ оценивается величиной теплоты сго- ТКО. Получена прямая пропорциональная зависи- рания, которая может быть определена эксперимен- мость между эксергией и высшей теплотой сгора- тально и расчетными методами [19, 23–25]. С одной ния компонентов ТКО, коэффициент корреляции стороны, твердые бытовые отходы — это топливо, R2 = 0,972 (рис. 4): сопоставимое по теплоте сгорания с торфом и неко- торыми марками бурых углей, а с другой — им при- Qв = 1,1559e – 4,0631. сущи пожароопасные свойства, что должно быть Наибольшие значения теплоты сгорания в диа- учтено при их утилизации и перевозке железнодо- пазоне от 20,32 МДж/кг для поливинилхлорида до рожным транспортом. 43,35 МДж/кг для полиэтилена получены для раз- Отдельные исследования посвящены выявлению личных видов пластмассовых отходов. Далее по убы- связи между теплотой сгорания и эксергией, напри- ванию показателя: отходы резины (34,83 МДж/кг), мер, для угля [26], пластмассовых отходов [27]. Удель- текстиль (19,34–38,08 МДж/кг), древесные отходы ная теплота сгорания включена в перечень показате- (17,35–21,29 МДж/кг), бумага (16,89–19,53 МДж/кг) лей, необходимых для оценки пожарной опасности и пищевые отходы (16,18–27,92 МДж/кг). веществ и материалов [28]. Ее значения используют С учетом процентного содержания фракций вы- при расчете пожарной нагрузки и категорировании числена высшая теплота сгорания ТКО различного помещений по взрывопожарной и пожарной опас- морфологического состава. В табл. 4 приведены дан- ности. Вследствие происходящих изменений морфо- ные расчетов эксергии и высшей теплоты сгорания логического состава ТКО и различий в составе от- по городам России в различные периоды времени. ходов по городам экспериментальное определение Построена зависимость между эксергией ТКО и теплоты сгорания представляет определенные труд- высшей теплотой сгорания, коэффициент корреляции ности, поэтому целесообразно использовать расчет- R2 = 0,977 (рис. 5). Высшая теплота сгорания увели- ные методы ее определения. чивается прямо пропорционально росту эксергии: Высшая теплота сгорания Qв (МДж/кг) была рас- Qв = 0,8892e + 0,4257. считана по формуле, предложенной в [19]: За рассматриваемый период минимальные зна- Qв = 0,364 C + 0,863 H – 0,075 O + чения е = 4,47 МДж/кг, Qв = 4,25 МДж/кг получены + 0,028 N – 1,633 S + 0,062 Cl, (5) для г. Днепропетровска (1933 г.). Максимальные по- где 35,8 % Ј С Ј 86,1 %; 4,1 % Ј H Ј 13,9 %; казатели зафиксированы в г. Москве: е = 19,14 МДж/кг 0 % Ј O Ј 59,9 %; 0 % Ј N Ј 20,3 %; (2015 г.), Qв = 17,44 МДж/кг (2010 г.). Это более чем 0 % Ј S Ј 2,7 %; 0 % Ј Cl Ј 56,1 %. в 5 раз выше минимального значения теплоты сгора- Тогда 13,0 МДж/кг Ј Qв Ј 43,2 МДж/кг. ния, при котором вещества и материалы могут сго-
30 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 10
БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
Таблица 3. Исходные данные по составу фракций и результаты расчета эксергии бумажных отходов и пластмасс
Table 3. Initial values and results of calculating exergy of paper waste and plastics
Содержание, % / Content, % Эксергия, Фракция Состав фракции кДж/кг Fraction Composition of fraction Exergy, С Н О N S Cl kJ/kg Бумажные Бумажные бланки / Blank printing paper 45,12 5,31 48,91 0,38 0,28 17983,2 отходы Оберточная бумага и салфетки / Paper waste Wrapping paper and napkins 45,18 6,13 48,32 0,25 0,11 18954,9 Газеты / Newspapers 48,01 5,71 45,86 0,33 0,09 19851,4 Журналы / Magazines 41,04 8,99 49,15 0,42 0,4 19226,3 Писчая бумага / Writing paper 43,66 5,84 50,16 0,16 0,18 17934,9 Картон / Cardboard 46,09 5,36 48,02 0,32 0,21 18542,2 Картонная коробка / Cardboard box 48,97 6,14 44,52 0,21 0,16 20521,1 Печатная бумага / Printing paper 47,51 5,98 46,25 0,14 0,03 0,09 19951,4 Упаковочная бумага / Packaging paper 46,92 5,92 46,74 0,22 0,09 0,1 19567,0 Пластмассы Полистирол / PS 86,06 6,27 1,93 5,73 37523,6 Plastic waste Полиэтилен высокого давления / Low density polyethylene (LDPE) 85,98 11,2 2,61 0,21 41079,0 Полиэтилен низкого давления / High density polyethylene (HDPE) 85,35 12,7 1,9 0,05 0,14 41842,2 Поливинилхлорид / PVC 38,34 4,47 0,23 0,61 56,35 22734,7 Полиэтилентетрафталат / PET 63,01 4,27 32,69 0,04 25193,6 Полиэтилен / PE 85,45 14,32 0,16 0,07 43379,3 Полипропилен / PP 85,41 12,51 1,85 0,23 41941,2 Пластиковая упаковка / Plastic box 75,75 9,78 12 0,35 0,03 2,08 35725,3 Другие пластмассы / Other plastic 84,9 9,63 0,97 3,35 0,03 1,11 39743,8
Рис. 1. Эксергия ТКО для г. Москвы Рис. 2. Эксергия ТКО для г. Санкт-Петербурга (Ленинграда) Fig. 1. Exergy of MSW for Moscow Fig. 2. Exergy of MSW for Saint Petersburg (Leningrad)
ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 10
БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
Рис. 3. Изменение минимальной, средней и максимальной эксергии ТКО по России
Fig. 3. Changes in the minimum, average and maximum exergy of MSW in Russia Рис. 4. Зависимость высшей теплоты сгорания компонентов
(фракций) ТКО Qв от эксергии е рать без дополнительного топлива. По данным [12] Fig. 4. The dependence between values of HHV of the compo- эта величина составляет примерно 3,35 МДж/кг. nents of MSW Qh and exergy e
Отходы г. Москвы и г. Санкт-Петербурга имеют высокую пожарную опасность, что необходимо учи- тывать при их перевозке и дальнейшей утилизации.
В ряде случаев необходимы данные по низшей теплоте сгорания, которая может быть рассчитана уменьшением высшей теплоты сгорания Qв на тепло- ту, затраченную на испарение влаги, содержащейся в топливе, и влаги, образующейся от сгорания водорода.
Полученные данные показывают, что ТКО в
Москве и Санкт-Петербурге имеют высокие значе- ния эксергии и прогнозируется ее дальнейший рост. Сжигание отходов с получением энергии в крупных городах ограничивается мощностью име- ющихся заводов, высокой стоимостью их строи- тельства, возникающими при сжигании экологиче- скими проблемами и мнением общественности.
Решением вопроса накопления отходов может стать вывоз мусора из городов железнодорожным транс- Рис. 5. Зависимость высшей теплоты сгорания Qв от эксер- портом для утилизации их на отдаленных полиго- гии е для ТКО различного морфологического состава нах, мусоросжигательных и мусороперерабатыва- Fig. 5. The dependence between HHV and exergy of MSW ющих заводах. for different morphological composition
При транспортировании ТКО различного морфо- логического состава железнодорожным транспор- экономическими, экологическими показателями и том необходимо предусмотреть дифференцирован- проведения оценки пожаровзрывоопасности ТКО, ные требования к погрузоразгрузочным работам, обращающихся на железнодорожном транспорте.
маркировке, обеспечению экологической и пожар- ной безопасности. Заключение
Учет показателей пожарной опасности через эк- По результатам проведенного исследования мож- сергию при назначении класса опасности ТКО и но сделать следующие выводы.
классификации опасных грузов способствует повы- 1. Количество ТКО неуклонно возрастает, изме- шению безопасности перевозок на железнодорож- няется их морфологический состав, что связано с ном транспорте. ростом численности и благосостояния населения.
Преимущества эксергетической оценки заклю- Увеличивается доля полимеров, пищевых отходов, чаются в возможности анализа термодинамической бумаги, картона и текстиля в общем количестве ТКО.
эффективности предлагаемых решений, выявления 2. Изменения морфологического состава отходов связи термодинамических характеристик с технико- за рассматриваемый период привели к изменениям
32 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 10
БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
Таблица 4. Высшая теплота сгорания и химическая эксер- Окончание табл. 4 / End table 4 гия ТКО различного морфологического состава по городам России в разные годы е, Q в, № Город Год МДж/кг МДж/кг Table 4. HHV and chemical exergy of MSW of different mor- п/п phological composition in the cities of Russia in different years City Year e HHV, No. MJ/kg MJ/kg е, Qв, 25 Магадан 1970 14,11 13,16 № Город Год МДж/кг МДж/кг п/п Magadan City Year e HHV, No. 26 Москва 16,59 15,13 MJ/kg MJ/kg Moscow 1 Днепропетровск 1933 4,47 4,25 Dnepropetrovsk 27 Пятигорск 16,58 15,43 2 Москва 10,56 9,87 Pyatigorsk Moscow 28 Ростов-на-Дону 16,34 15,34 3 Ленинград 8,18 7,68 Rostov-on-Don Leningrad 29 Саратов 16,61 15,44 4 Киев 1953 8,68 8,09 Saratov Kiev 30 Свердловск 16,58 15,40 5 Москва 10,21 9,58 Sverdlovsk Moscow 31 Санкт-Петербург 15,48 13,44 6 Ростов-на-Дону 7,03 6,75 Saint Petersburg Rostov-on-Don 32 Тольятти 14,73 13,78 7 Санкт-Петербург 9,80 8,66 Tolyatti Saint Petersburg 33 Уфа 17,10 15,73 8 Владивосток 1963 14,38 13,50 Ufa Vladivostok 34 Москва 1986 16,96 14,01 9 Волгоград 15,55 14,49 Moscow Volgograd 35 Санкт-Петербург 15,53 12,71 10 Воронеж 14,49 13,62 Saint Petersburg Voronezh 36 Ижевск 1996 16,85 15,80 11 Горький 15,72 14,63 Izhevsk Gorkiy 12 Москва 17,80 15,48 37 Калуга 16,21 15,20 Moscow Kaluga 13 Московская обл. 16,87 15,66 38 Санкт-Петербург 16,79 15,37 Moscow Region Saint Petersburg 14 Ростов-на-Дону 12,44 11,71 39 Москва 2006 18,77 17,44 Rostov-on-Don Moscow 15 Рязань 18,22 16,85 40 Санкт-Петербург 17,38 15,64 Ryazan Saint Petersburg 16 Свердловск 14,57 13,54 41 Москва 2015 19,14 16,60 Sverdlovsk Moscow 17 Санкт-Петербург 14,24 12,89 42 Санкт-Петербург 17,63 16,04 Saint Petersburg Saint Petersburg 18 Уфа 12,98 12,00 Ufa технологически важных свойств ТКО. Общие тен- 19 Астрахань 1970 17,16 15,96 Astrakhan денции современности — увеличение эксергии и теп- 20 Владивосток 14,38 13,50 лоты сгорания. Vladivostok 3. С увеличением эксергии и теплоты сгорания 21 Волгоград 15,55 14,49 ТКО возрастает их пожарная опасность. Volgograd 4. Решением проблемы накопления отходов мо- 22 Горький 15,78 14,69 жет стать вывоз мусора из городов железнодорож- Gorkiy ным транспортом для утилизации вдали от них. 23 Кисловодск 17,89 16,83 5. Эксергетический подход позволяет комплекс- Kislovodsk но рассматривать вопросы энергоэкологической эф- 24 Куйбышев 16,98 15,72 фективности и пожарной опасности процессов об- Kuybyshev ращения отходов на железнодорожном транспорте.
ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 10
БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
6. Учет показателей пожарной опасности через эк- 7. Универсальность и возможность преодоления сергию добавит процедуре определения класса опас- методологических проблем при необходимости учета ности ТКО объективности в плане назначения более различных показателей в единой системе определя- высокого класса в целях обеспечения безопасности. ют преимущества эксергетического подхода.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Вахитов Ю. Ф., Шамсутдинова Л. Р., Зверева Т. И., Акбалина З. Ф., Белан Л. Н. Изучение изме- нения морфологического состава твердых бытовых отходов в мегаполисе г. Уфе // Вестник Рос- сийского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности.
— 2012. — № 4. — С. 63–69.
2. Di Foggia G., Beccarello M. Improving efficiency in the MSW collection and disposal service combining price cap and yardstick regulation: The Italian case // Waste Management. — 2018. — Vol. 79. —
P. 223–231. DOI: 10.1016/j.wasman.2018.07.040.
3. Алешина Т. А. Причины возгораний на свалках ТБО // Вестник МГСУ. — 2014. — № 1. —
С. 119–124. DOI: 10.22227/1997-0935.2014.1.119-124.
4. Либерман Б. А., Хмелев А. С. Экологические проблемы транспортировки опасных грузов по же- лезным дорогам России // Современные проблемы транспортного комплекса России. — 2016.
— Т. 6, № 1. — С. 51–54. DOI: 10.18503/2222-9396-2016-6-1-51-54.
5. Шаргут Я., Петела Р. Эксергия / Пер. с польск. — М. : Энергия, 1968. — 280 с.
6. Szargut J., Morris D. R., Steward F. R. Exergy analysis of thermal, chemical, and metallurgical pro- cesses. — New York : Hemisphere Publishing Corporation, 1988. — 332 p.
7. Song G., Shen L., Xiao J. Estimating specific chemical exergy of biomass from basic analysis data //
Industrial & Engineering Chemistry Research. — 2011. — Vol. 50, Issue 16. — Р. 9758–9766. DOI:
10.1021/ie200534n.
8. Попов В. Г., Боровков Ю. Н., Сухов Ф. И. Оценка энерго-экологической эффективности // Мир транспорта. — 2012. — Т. 10, № 3. — С. 96–101.
9. Motasemi F., Afzal M. T., Salema A. A., Moghavvemi M., Shekarchian M., Zarifi F., Mohsin R. Energy and exergy utilization efficiencies and emission performance of Canadian transportation sector, 1990–2035
// Energy. — 2014. — Vol. 64. — Р. 355–366. DOI: 10.1016/j.energy.2013.09.064.
10. Zarifi F., Mahlia T. M. I., Motasemi F., Shekarchian M., Moghavvemi M. Current and future energy and exergy efficiencies in the Iran’s transportation sector // Energy Conversion and Management. — 2013.
— Vol. 74. — Р. 24–34. DOI: 10.1016/j.enconman.2013.04.041.
11. Seckin C., Sciubba E., Bayulken A. R. Extended exergy analysis of Turkish transportation sector // Journal of Cleaner Production. — 2013. — Vol. 47. — Р. 422–436. DOI: 10.1016/j.jclepro.2012.07.008.
12. Анализ состояния пожарной безопасности на объектах и подвижном составе ОАО “РЖД” в
2017 году. — М. : ОАО “РЖД”, 2017. — 18 с.
13. Makarichi L., Techato K.-A., Jutidamrongphan W. Material flow analysis as a support tool for multi- criteria analysis in solid waste management decision-making // Resources, Conservation and Re- cycling. — 2018. — Vol. 139. — P. 351–365. DOI: 10.1016/j.resconrec.2018.07.024.
14. Козлов Г. В., Ивахнюк Г. К. Морфологический состав твердых коммунальных отходов по регио- нам мира в XX и начале XXI века (обзор) // Известия СПбГТИ (ТУ). — 2014. — № 24(50). —
С. 58–66.
15. Moody C. M., Townsend T. G. A comparison of landfill leachates based on waste composition // Waste
Management. — 2017. — Vol. 63. — P. 267–274. DOI: 10.1016/j.wasman.2016.09.020.
16. Арзамасова З. А., Александровская З. И., Гуляев Н. Ф., Кирпичников А. А., Крхамбаров Я. Н., Кузь- менкова А. М., Шапиро М. А. Санитарная очистка городов (сбор, удаление, обезвреживание и ис- пользование твердых отбросов) / Под ред. Н. Ф. Гуляева. — М. : Стройиздат, 1966. — 220 с.
17. Владимиров Я. А., Зысин Л. В. Методические вопросы энергетического использования твердых коммунальных отходов и продуктов их газификации // Научно-технические ведомости СПбПУ.
Естественные и инженерные науки. — 2018. — Т. 24, № 1. — С. 5–16. DOI: 10.18721/JEST.240101.
18. Song G., Xiao J., Zhao H., Shen L. A unified correlation for estimating specific chemical exergy of solid and liquid fuels // Energy. — 2012. — Vol. 40, Issue 1. — Р. 164–173. DOI: 10.1016/j.energy.2012.02.016.
19. Eboh F. C., Ahlstrцm P., Richards T. Estimating the specific chemical exergy of municipal solid waste //
Energy Science & Engineering — 2016. — Vol. 4, Issue 3. — P. 217–231. DOI: 10.1002/ese3.121.
34 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 10
БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
20. Wang Y., Zhang X., Liao W., Wu J., Yang X., Shui W., Deng S., Zhang Y., Lin L., Xiao Y., Yu X., Peng H.
Investigating impact of waste reuse on the sustainability of municipal solid waste (MSW) incineration industry using emergy approach: A case study from Sichuan province, China // Waste Management. —
2018. — Vol. 77. — P. 252–267. DOI: 10.1016/j.wasman.2018.04.003.
21. Sun L., Fujii M., Tasaki T., Dong H., Ohnishi S. Improving waste to energy rate by promoting an in- tegrated municipal solid-waste management system // Resources, Conservation and Recycling. —
2018. — Vol. 136. — P. 289–296. DOI: 10.1016/j.resconrec.2018.05.005.
22. Алексашина В. В. Экология города. Мусоросжигательные заводы // Academia. Архитектура и строительство. — 2014. — № 4. — С. 77–86. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ekologiya- goroda-musoroszhigatelnye-zavody (дата обращения: 30.08.2018).
23. Han J., Yao X., Zhan Y., Oh S.-Y., Kim L.-H., Kim H.-J. A method for estimating higher heating value of biomass-plastic fuel // Journal of the Energy Institute. — 2017. — Vol. 90, Issue 2. — P. 331–335.
DOI: 10.1016/j.joei.2016.01.001.
24. Boumanchar I., Chhiti Y., M’hamdi Alaoui F. E., El Ouinani A., Sahibed-Dine A., Bentiss F., Jama C.,
Bensitel M. Effect of materials mixture on the higher heating value: Case of biomass, biochar and muni- cipal solid waste // Waste Management. — 2017. — Vol. 61. — P. 78–86. DOI: 10.1016/j.wasman.
2016.11.012.
25. Shi H., Mahinpey N., Aqsha A., Silbermann R. Characterization, thermochemical conversion studies, and heating value modeling of municipal solid waste // Waste Management. — 2016. — Vol. 48. —
P. 34–47. DOI: 10.1016/j.wasman.2015.09.036.
26. Zhang Y., Wang Q., Li B., Li H., Zhao W. Is there a general relationship between the exergy and HHV for rice residues? // Renewable Energy. — 2018. — Vol. 117. — P. 37–45. DOI: 10.1016/j.renene.
2017.10.022.
27. Huang Y. W., Chen M. Q., Li Q. H., Xing W. A critical evaluation on chemical exergy and its correlation with high heating value for single and multi-component typical plastic wastes // Energy. — 2018. —
Vol. 156. — P. 548–554. DOI: 10.1016/j.energy.2018.05.116.
28. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности : Федер. закон РФ от 22.07.2008
№ 123-ФЗ (в ред. от 29.07.2017). URL: www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_78699/
(дата обращения: 21.08.2018).
Материал поступил в редакцию 12 сентября 2018 г.
Для цитирования: Хайдаров А. Г., Королева Л. А., Ивахнюк Г. К. Эксергетическая оценка по- жарной опасности перевозок на железнодорожном транспорте // Пожаровзрывобезопасность /
Fire and Explosion Safety. — 2018. — Т. 27, № 10. — С. 26–37. DOI: 10.18322/PVB.2018.27.10.26-37.
English
EXERGETIC ASSESSMENT OF FIRE HAZARDS OF CARGO
TRANSPORTATION ON RAILWAY TRANSPORT
A. G. KHAYDAROV, Candidate of Technical Sciences, Docent, Associate Professor of Department of Business Informatics, Saint Petersburg State Technology Institute
(Technical University) (Moskovskiy Avenue, 26, Saint Petersburg, 190013, Russian Federation;
e-mail: andreyhaydarov@gmail.com)
L. A. KOROLEVA, Candidate of Technical Sciences, Docent, Deputy Head of Fire,
Rescue Equipment and Automotive Industry Department, Saint Petersburg University of State Fire Service of Emercom of Russia (Moskovskiy Avenue, 149, Saint Petersburg,
196105, Russian Federation; e-mail: lyudamil@mail.ru)
G. K. IVAKHNYUK, Doctor of Chemical Sciences, Professor, Head of Department of
Engineering Protection of Environment, Saint Petersburg State Technology Institute
(Technical University) (Moskovskiy Avenue, 26, Saint Petersburg, 190013, Russian Federation;
e-mail: fireside@inbox.ru)
ABSTRACT
Introduction. The management of municipal solid waste (MSW) is one of the important problems of our time. Security is only possible when solving this problem.
The amount of MSW is steadily increasing. The project of garbage transportation from Moscow and St. Petersburg by railway is begins to have results to solve problems related to waste management.
ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 10
БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
The purpose of this work is to substantiate the possibility and advantages of using the exergy fire risk assessment of transportation of MSW in railway transport.
Theory and calculations. The concept of chemical exergy is used to effectively design energy conversion processes, study the level of environmental impact of equipment and technologies, and determine the possibility of minimizing it.
The exergy method can be applied to the assessment of energy-ecological efficiency and the fire hazard of the transport of dangerous waste by train.
Analysis of changes in the morphological composition of the waste was implemented from the 20s of XX century to the present. Formulas for calculating chemical exergy and HHV of MSW were presented.
Results and discussion. The values of chemical exergy and HHV of MSW are determined.
An increase in the values of these indicators was acknowledged, which is determined by changes in the morphological composition of the waste.
The dependence between exergy and HHV for the components of MSW was obtained, the corre- lation coefficient is R2 = 0.975. The dependence between the exergy of TCR of different morphological composition and the HHV, R2 = 0.977, was built. As a result, an analysis of changes in these characteristics was proven by years and the determinated by cities in Russia.
It was proposed to introduce the concept of “exergy” in the procedure for determining the hazard class of MSW. The advantages of the exergy assessment of the fire danger of traffic on the railway transport are revealed.
Conclusion. The exergy approach allows to comprehensively address the issues of energy- ecological efficiency and fire hazard of waste management processes in railway transport.
Accounting for indicators of fire hazard through exergy when assigning the hazard class MSW contributes to improving the safety of traffic on the railway transport.
Keywords: municipal solid waste; fire hazard; morphological composition; railway transport; exergy;
higher heat value.
REFERENCES
1. Vakhitov Yu. F., Shamsutdinova L. R., Zvereva T. I., Akbalina Z. F., Belan L. N. The study of the morpho- logical changes in the composition of solid waste in the city Ufa. Vestnik Rossiyskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Ekologiya i bezopasnost zhiznedeyatelnosti / RUDN Journal of Ecology and
Life Safety, 2012, no. 4, pp. 63–69 (in Russian).
2. Di Foggia G., Beccarello M. Improving efficiency in the MSW collection and disposal service com- bining price cap and yardstick regulation: The Italian case. Waste Management, 2018, vol. 79, pp. 223–231.
DOI: 10.1016/j.wasman.2018.07.040.
3. Aleshina T. A. The aspects of fire safety at landfills. Vestnik MGSU/Proceedings of Moscow State
University of Civil Engineering, 2014, no. 1, pp. 119–124 (in Russian). DOI: 10.22227/1997-
0935.2014.1.119-124.
4. Liberman B. A., Khmelev A. S. Ecological problems of dangerous goods’ shipping by the Russian rail- ways. Sovremennyye problemy transportnogo kompleksa Rossii / Modern Problems of Russian Trans- port Complex, 2016, vol. 6, no. 1, pp. 51–54 (in Russian). DOI: 10.18503/2222-9396-2016-6-1-51-54.
5. Szargut J., Petela R. Eksergiya [Exergy]. Moscow, Energiya Publ., 1968. 280 p. (in Russian).
6. Szargut J., Morris D. R., Steward F. R. Exergy analysis of thermal, chemical and metallurgical pro- cesses. New York, Hemisphere Publishing Corporation, 1988. 332 p.
7. Song G., Shen L., Xiao J. Estimating specific chemical exergy of biomass from basic analysis data.
Industrial & Engineering Chemistry Research, 2011, vol. 50, issue 16, pp. 9758–9766. DOI:
10.1021/ie200534n.
8. Popov V. G., Borovkov Yu. N., Sukhov F. I. Assessment of energy and environmental efficiency. Mir transporta / World of Transport and Transportation, 2012, vol. 10, no. 3, pp. 96–101 (in Russian).
9. Motasemi F., Afzal M. T., Salema A. A., Moghavvemi M., Shekarchian M., Zarifi F., Mohsin R. Energy and exergy utilization efficiencies and emission performance of Canadian transportation sector,
1990–2035. Energy, 2014, vol. 64, pp. 355–366. DOI: 10.1016/j.energy.2013.09.064.
10. Zarifi F., Mahlia T. M. I., Motasemi F., Shekarchian M., Moghavvemi M. Current and future energy and exergy efficiencies in the Iran’s transportation sector. Energy Conversion and Management, 2013, vol. 74, pp. 24–34. DOI: 10.1016/j.enconman.2013.04.041.
36 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 10
БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
11. Seckin C., Sciubba E., Bayulken A. R. Extended exergy analysis of Turkish transportation sector.
Journal of Cleaner Production, 2013, vol. 47, pp. 422–436. DOI: 10.1016/j.jclepro.2012.07.008.
12. Analiz sostoyaniya pozharnoy bezopasnosti na obyektakh i podvizhnom sostave OAO “RZhD” v
2017 godu [Analysis of the state of fire safety at the facilities and rolling stock of the Open Joint Stock
Company “Russian railways” in 2017]. Moscow, OJSC Russian railways Publ., 2017. 18 p. (in Russian).
13. Makarichi L., Techato K.-A., Jutidamrongphan W. Material flow analysis as a support tool for multi- criteria analysis in solid waste management decision-making. Resources, Conservation and Recycling,
2018, vol. 139, pp. 351–365. DOI: 10.1016/j.resconrec.2018.07.024.
14. Kozlov G. V., Ivakhnyuk G. K. Morphological structure of waste composition on world regions in XX and the beginning of the XXI century (review). Izvestiya SPbGTI (TU) / Bulletin of the Saint Petersburg
State Institute of Technology (Technical University), 2014, no. 24(50), pp. 58–56 (in Russian).
15. Moody C. M., Townsend T. G. A comparison of landfill leachates based on waste composition. Waste
Management, 2017, vol. 63, pp. 267–274. DOI: 10.1016/j.wasman.2016.09.020.
16. Arzamasova Z. A., Aleksandrovskaya Z. I., Gulyaev N. F., Kirpichnikov A. A., Krkhambarov Ya. N.,
Kuzmenkova A. M., Shapiro M. A. Sanitarnaya ochistka gorodov (sbor, udaleniye, obezvrezhivaniye i ispolzovaniye tverdykh otbrosov) [Urban sanitation (collection, disposal, decontamination and use of solid waste)]. Moscow, Stroyizdat Publ., 1966. 220 p. (in Russian).
17. Vladimirov Ya. A., Zyssin L. V. Methodological aspects of energy utilization of municipal solid waste and its gasification products. Nauchno-tekhnicheskiye vedomosti SPbPU. Estestvennyye i inzhenernyye nauki / St. Petersburg Polytechnic University Journal of Engineering Science and Technology, 2018, vol. 24, no. 1, pp. 5–16. DOI: 10.18721/JEST.240101.
18. Song G., Xiao J., Zhao H., Shen L. A unified correlation for estimating specific chemical exergy of solid and liquid fuels. Energy, 2012, vol. 40, issue 1, pp. 164–173. DOI: 10.1016/j.energy.2012.02.016.
19. Eboh F. C., Ahlstrцm P., Richards T. Estimating the specific chemical exergy of municipal solid waste.
Energy Science & Engineering, 2016, vol. 4, issue 3, pp. 217–231. DOI: 10.1002/ese3.121.
20. Wang Y., Zhang X., Liao W., Wu J., Yang X., Shui W., Deng S., Zhang Y., Lin L., Xiao Y., Yu X.,
Peng H. Investigating impact of waste reuse on the sustainability of municipal solid waste (MSW) in- cineration industry using emergy approach: A case study from Sichuan province, China. Waste Mana- gement, 2018, vol. 77, pp. 252–267. DOI: 10.1016/j.wasman.2018.04.003.
21. Sun L., Fujii M., Tasaki T., Dong H., Ohnishi S. Improving waste to energy rate by promoting an in- tegrated municipal solid-waste management system. Resources, Conservation and Recycling, 2018, vol. 136, pp. 289–296. DOI: 10.1016/j.resconrec.2018.05.005.
22. Aleksashina V. V. The ecology of the city. Waste incineration plants. Academiya. Arkhitektura i stroitel- stvo / Academia. Architecture and Construction, 2014, no. 4, pp. 77–86 (in Russian). Available at:
https://cyberleninka.ru/article/n/ekologiya-goroda-musoroszhigatelnye-zavody (Accessed 30 August
2018).
23. Han J., Yao X., Zhan Y., Oh S.-Y., Kim L.-H., Kim H.-J. A method for estimating higher heating value of biomass-plastic fuel. Journal of the Energy Institute, 2017, vol. 90, issue 2, pp. 331–335. DOI:
10.1016/j.joei.2016.01.001.
24. Boumanchar I., Chhiti Y., M’hamdi Alaoui F. E., El Ouinani A., Sahibed-Dine A., Bentiss F., Jama C.,
Bensitel M. Effect of materials mixture on the higher heating value: Case of biomass, biochar and muni- cipal solid waste. Waste Management, 2017, vol. 61, pp. 78–86. DOI: 10.1016/j.wasman.2016.11.012.
25. Shi H., Mahinpey N., Aqsha A., Silbermann R. Characterization, thermochemical conversion studies, and heating value modeling of municipal solid waste. Waste Management, 2016, vol. 48, pp. 34–47.
DOI: 10.1016/j.wasman.2015.09.036.
26. Zhang Y., Wang Q., Li B., Li H., Zhao W. Is there a general relationship between the exergy and HHV for rice residues? Renewable Energy, 2018, vol. 117, pp. 37–45. DOI: 10.1016/j.renene.2017.10.022.
27. Huang Y. W., Chen M. Q., Li Q. H., Xing W. A critical evaluation on chemical exergy and its correla- tion with high heating value for single and multi-component typical plastic wastes. Energy, 2018, vol. 156, pp. 548–554. DOI: 10.1016/j.energy.2018.05.116.
28. Technical regulations for fire safety requirements. Federal Law on 22.07.2008 No. 123 (ed. 29.07.2017)
(in Russian). Available at: www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_78699/ (Accessed 21 August
2018).
For citation: A. G. Khaydarov, L. A. Koroleva, G. K. Ivakhnyuk. Exergetic assessment of fire hazards of cargo transportation on railway transport. Pozharovzryvobezopasnost / Fire and Explo- sion Safety, 2018, vol. 27, no. 10, pp. 26–37 (in Russian). DOI: 10.18322/PVB.2018.27.10.26-37.
ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ / FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2018 ТОМ 27 № 10
Ключевые слова
Похожие публикации
Статья в журнале · 2026КАТЕГОРИРОВАНИЕ ПОМЕЩЕНИЙ ПО ПОЖАРНОЙ И ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
Статья в журнале · 2026Метод расчета численности личного состава подразделений пожарной охраны для организации и осуществления профилактики пожаров на объектах промышленной сферы
Статья в журнале · 2026Методика определения характеристик тепловыделения и подбора модельных очагов пожара, характерных для карьерной техники
Статья в журнале · 2026Оценка результатов расчета индекса прикрытия 10-минутной зоны подразделений пожарной охраны в крупных городах Российской Федерации
Статья в журнале · 2026СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ PYROSIM И FENIX+3 ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПОЖАРА В АДМИНИСТРАТИВНЫХ ЗДАНИЯХ
Статья в журнале · 2026