Научная статья на тему 'Эксергетическая оценка пожарной опасности перевозок на железнодорожном транспорте'

Эксергетическая оценка пожарной опасности перевозок на железнодорожном транспорте Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
103
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТВЕРДЫЕ КОММУНАЛЬНЫЕ ОТХОДЫ / ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ / МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ / ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ / ЭКСЕРГИЯ / ВЫСШАЯ ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ / MUNICIPAL SOLID WASTE / FIRE HAZARD / MORPHOLOGICAL COMPOSITION / RAILWAY TRANSPORT / EXERGY / HIGHER HEAT VALUE

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Хайдаров А.Г., Королева Л.А., Ивахнюк Г.К.

Обоснована возможность применения эксергетического подхода к оценке пожарной опасности перевозок таких опасных грузов, как твердые коммунальные отходы (ТКО), на железнодорожном 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 железнодорожном транспорте.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Хайдаров А.Г., Королева Л.А., Ивахнюк Г.К.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Exergetic assessment of fire hazards of cargo transportation on railway transport

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. 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 correlation coefficient is R 2 = 0.975. The dependence between the exergy of TCR of different morphological composition and the HHV, R 2 = 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.

Текст научной работы на тему «Эксергетическая оценка пожарной опасности перевозок на железнодорожном транспорте»

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 железнодорожном 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 железнодорожном транспорте.

Ключевые слова: твердые коммунальные отходы; пожарная опасность; морфологический состав; железнодорожный транспорт; эксергия; высшая теплота сгорания. DOI: 10.18322/PVB.2018.27.10.26-37

Введение

Обращение с отходами является одной из актуальных проблем современности, без решения которой невозможно обеспечить безопасность людей. Особое внимание уделяется твердым коммунальным отходам (ТКО), количество которых неуклонно возрастает, что связано с увеличением численности и благосостояния населения [1]. Удаление ТКО с урбанизированных территорий как элемент жизнеобеспечения является важной задачей, решение которой создает условия для устойчивого развития.

Бытовые отходы не всегда требовали специального обращения и утилизации. Было время, когда они легко перегнивали и выступали естественным элементом жизненного цикла природной среды. Скачкообразное качественное изменение структуры отходов произошло в конце XIX - начале XX веков, что связано с развитием промышленности, в первую очередь химических производств. Тогда и возникла необходимость утилизации ТКО.

Большое количество нелегальных свалок и приближение официальных полигонов к населенным пунктам приводят к ухудшению экологической обстановки и риску возникновения чрезвычайных ситуаций. Особенно остро проблема вывоза и утилизации ТКО стоит в больших городах [2].

© Хайдаров А. Г., Королева Л. А., Ивахнюк Г. К., 2018

По данным Министерства экологии и природопользования Московской области приблизительно из 60 млн. т ТКО, образующихся в течение года в России, 11,7 млн. т (около 20 %) приходится на столичный регион. В Санкт-Петербурге ежегодно образуется приблизительно 3 млн. т ТКО. Увеличение количества отходов определяет необходимость поиска эффективных путей утилизации и снижения их опасности для человека и окружающей среды.

Действующие мусорные полигоны вокруг столицы и других городов перегружены. На них нередко фиксируются пожары [3]. Так, например, в ноябре 2011 г. вспыхнул пожар на полигоне ТКО на Вол-хонском шоссе в Ленинградской обл., в июне 2013 г. — на городской свалке в Челябинске, 28 мая 2018 г. — на территории закрытого полигона ТКО "Съяново-1" Серпуховского р-на, 28 июня 2018 г. — на мусорном полигоне "Непейно" в Дмитровском р-не Московской обл.

Для решения проблем, связанных с обращением отходов в крупных городах, прорабатывается проект по вывозу мусора из Москвы и Санкт-Петербурга по железной дороге. Использование железнодорожного транспорта для этих целей имеет ряд преимуществ: точный график перевозок, возможность перевозки больших объемов, возможность применения

универсальных контейнеров, относительно низкая себестоимость.

Наиболее частыми происшествиями, связанными с перевозками опасных грузов железнодорожным транспортом, являются пожары [4].

Цель настоящей работы — обоснование возможности и преимуществ использования эксерге-тической оценки пожарной опасности перевозок ТКО на железнодорожном транспорте.

Для достижения данной цели были решены следующие задачи:

• проведен анализ и выявлены основные тенденции изменения морфологического состава ТКО с 20-х годов XX века по настоящее время;

• определена область применения эксергетическо-го подхода;

• найдены зависимости между эксергией и высшей теплотой сгорания ТКО.

Теория и расчеты

Классическое определение эксергии как "максимальной работы, которую может совершить система в обратном процессе с окружающей средой в качестве источника даровых тепла и веществ, если в конце этого процесса все участвующие в нем виды материи приходят в состояние термодинамического равновесия со всеми компонентами окружающей среды", сформулировано Я. Шаргутом и Р. Пе-телой в работе [5].

Для эффективного проектирования процессов преобразования энергии актуально использование химической эксергии как одного из основных свойств, учитываемых при анализе производительности и оптимизации всего процесса. Это может быть сделано путем количественного определения и оценки изменения эксергии [6]. Расчет данного показателя для топлива является важным этапом при проведении эксергетического анализа [7] в установках для преобразования отходов и энергии.

Наряду с оценкой энергетической эффективности, понятие эксергии применяется для изучения уровня влияния техники и технологий на окружающую среду и определение возможности его минимизации. Любое использование ресурсов и выброс отработанных продуктов оказывают значительное воздействие на природу, которое можно соотнести с количеством содержащейся в них эксергии. В современных исследованиях понятие эксергии связывают с правилом трех "Э": эффективность, экономичность, экологическая целесообразность [8].

В ряде публикаций рассматриваются возможности эксергетического метода для оценки энергоэкологической эффективности транспортных систем различного масштаба [8-11].

Эксергия может быть применена для оценки пожарной опасности, что позволяет комплексно рас-

сматривать вопросы энергоэкологической эффективности и пожарной опасности грузовых перевозок на железнодорожном транспорте.

Железнодорожный транспорт является одним из основных видов транспорта в Российской Федерации, который характеризуется высокой энергетической эффективностью и экологической чистотой с точки зрения удельных показателей потребления энергии и выбросов загрязняющих веществ на единицу перевозочной работы [8]. В то же время его воздействие на окружающую среду велико. Железнодорожный транспорт потребляет до 7 % добываемого топлива и 6 % всей производимой электроэнергии. Его доля в грузообороте транспортной системы страны составляет 43,2 %, а в пассажиро-обороте —25,4 % [4].

Пожары на железнодорожном транспорте возникают из-за неосторожного обращения с огнем, неисправностей локомотивов и подвижного состава, нарушений правил перевозки опасных грузов и по другим причинам и могут иметь катастрофические последствия [12]. Примером является железнодорожная катастрофа в Арзамасе в 1988 г. При транспортировке гексогена произошли пожар и взрыв, в результате чего было разрушено около 150 домов. Жертвами трагедии стали 91 чел., пострадали более 1500. Еще одним примером может служить сход с рельсов поезда с 73 нефтяными цистернами в г. Лак-Мегантик (Канада) в 2013 г. Последствиями возникшего пожара и последующего взрыва явились гибель 47 чел. и уничтожение 40 зданий [4].

При возникновении и тушении пожара ТКО на железнодорожном транспорте может быть нанесен огромный ущерб людям и окружающей среде. При горении отходов выделяются высокотоксичные вещества, такие как оксид углерода, диоксид азота, диоксины, циановодород; существует вероятность взрыва, например, вследствие образования биогаза и возможность возникновения скрытых очагов горения. Пожар может быстро распространиться на большие площади, в частности из-за задержки введения огнетушащих веществ при тушении подвижного состава. Причинами такой задержки могут являться затрудненность подъезда пожарных подразделений к месту пожара, необходимость обесточивания электроконтактной сети, выяснение физико-химических свойств грузов. Планирование мероприятий по обращению и тушению пожаров ТКО на железнодорожном транспорте должно основываться на адекватных данных об их составе и свойствах.

Сведения о морфологическом составе ТКО являются наиболее общими, и на их основании возможны оценка и прогноз других показателей [13-15]. Исследования морфологического состава отходов могут быть использованы для расчета эксергии, теп-

Таблица 1. Морфологический состав ТКО г. Москвы / Table 1. The morphological composition of Moscow MSW

Фракция Содержание фракции, % масс. (по сухому весу), по годам

Fraction content, % by mass on a dry weight basis , by years

Fraction 1933 1953 1963 1970 1986 1996 2010 2015

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 утилизации и пожарной опасности.

Морфологический состав ТКО Москвы и Санкт-Петербурга (Ленинграда) по данным [14,16,17] представлен в табл. 1 и 2.

Первые достоверные сведения о составе ТКО в России и за рубежом относятся к началу 20-х годов

XX века. Более половины массы городского мусора составляли отсев, уголь, зола, шлак. Общей характерной чертой отходов являлось низкое содержание бумаги и пищевых отходов. Разница в составе отходов по различным городам свидетельствует о более высоком уровне жизни и о лучшем продовольственном снабжении жителей столицы.

Фракция Содержание фракции, % масс. (по сухому весу), по годам

Fraction content, % by mass on a iry weight basis, by years

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

Таблица 2. Морфологический состав ТКО г. Санкт-Петербурга (Ленинграда) Table 2. The morphological composition of the MSW of St. Petersburg (Leningrad)

В 30-годы из состава московских ТКО исчезает фракция "уголь и шлак", доля которой по регионам СССР составляет 17 %, а в США достигает 43 % [14]. Это объясняется разницей в подходах к отоплению, централизация которого способствует снижению объема данной фракции.

Данные по отходам за 40-е годы прошлого столетия отсутствуют, поскольку исследования не проводились по обстоятельствам военного времени. Можно лишь констатировать, что для бытовых отходов этого периода было характерно минимальное содержание фракций пищевых отбросов и костей, высокое содержание золы (децентрализация отопления), уменьшение количества бумаги, рост отсева.

Первые послевоенные систематические сведения о составе ТКО относятся к началу 50-х годов. Исследования показали, что его изменение имеет тенденции, аналогичные тенденциям 30-х годов, как в СССР, так и за рубежом. Исследуя состав отходов 50-х годов, можно сделать вывод о преодолении последствий Второй мировой войны, однако, как и в 30-е годы, разница уровня жизни в столице и в провинции остается весьма существенной. Данные не отличаются точностью, суммарное содержание фракций в сумме не дает 100 %.

В 70-е годы в СССР и за рубежом основной тенденцией является увеличение доли полимерных отходов. В составе ТКО в городах СССР сокращается доля отсева и полностью исчезает фракция "уголь и шлак" вследствие окончательной централизации отопления и газификации регионов. Доля пищевых отходов остается на прежнем уровне.

Результаты проведенных в 70-е годы исследований оказались настолько информативны и точны, что в 80-е годы исследования практически не проводились. В составе отходов появляется электронный лом, однако обращение этой группы отходов сразу выделилось в отдельную отрасль, что обусловлено, во-первых, наличием драгоценных металлов в составе электронных деталей, а во-вторых, опасностью электронного лома для окружающей среды. Критерием социально-экономической ситуации в стране теперь является доля полимеров, упаковки и бумаги, а не содержание пищевых отходов.

Первые данные 90-х годов по России относятся ко второй половине десятилетия. Из них четко видно падение уровня потребления в России: доля упаковочных материалов уменьшилась несмотря на доступность товаров.

В настоящее время наблюдается ряд тенденций, которые следует учитывать при долгосрочном прогнозировании состава ТКО. Происходит исчезновение металлов, что связано со снижением металлоемкости продукции и извлечением данной фракции на стадии контейнерной площадки. Развитие сете-

вых супермаркетов ведет к тому, что значительная часть продуктов питания выбрасывается в упаковке. В дальнейшем ожидается рост доли пищевых отходов с увеличением доходов населения и развитием сетевых супермаркетов, увеличение количества полимеров, упаковки и текстиля.

Используя данные по морфологическому составу, мы провели расчет эксергии ТКО — сложной гетерогенной смеси органических и неорганических веществ. Органическими элементами являются главным образом С, Н, О, К, Б и С1, неорганическими — Б1, Са, К, Р, А1, Мя, Бе, Б, Ш, Ъп, Си, Мп и Сг. Для твердого топлива влиянием неорганических веществ на значение эксергии можно пренебречь в силу их относительно небольшого содержания [7, 18].

В расчетах исходили из предположения, что 1 кг ТКО, выраженного как СтН^^О^,^, подвергается полному сгоранию в стандартном состоянии до получения диоксида углерода, воды, азота, хлористого водорода и диоксида серы по реакции:

Ст Нп N „ Од С1 г Б, +1 т + I -д + I О2 ^

-'т п р д г I

2 4

^ т СО2 +

Н2О + N. + гНС1 = I БО

2 ,

где т, п, р, д, г, I — количество атомов соответственно углерода, водорода, азота, кислорода, хлора и серы.

Все вещества находятся при температуре окружающей среды Т0 = 298,15 К и давлении Р0 = = 101,325 кПа.

Для расчета химической эксергии была использована методика, предложенная в работе [19]. Химическая эксергия е (кДж/кг) различных фракций ТКО была рассчитана по формулам: • для пластика еР:

ер = 376,870 С + 787,351 Н - 58,654 О + + 46,398К- 1533,261 Б + 100,981 С1;

• для текстиля и резины еТк:

етя = 376,580 С + 790,869 Н - 58,475 О + + 44,639N - 1538,180 Б + 98,566 С1;

• для дерева и бумаги еЖР:

ецр = 374,642 С + 806,343 Н - 57,074 О + + 48,693 N - 1533,261 Б + 101,425 С1;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• для пищевых отходов ер:

еР = 377,535 С + 785,711 Н - 58,446 О + + 45,682N - 1536,242 Б + 103,486 С1,

(1)

(2)

(3)

(4)

где С, Н, О, N Б, С1 — содержание атомов углерода, водорода, кислорода, азота, серы и хлора в каждой фракции ТКО, %, определенное по [19].

Энергетическое использование ТКО в настоящее время в экономически развитых странах рассматривается как один из наиболее эффективных в экономическом отношении путей их утилизации [16,20]. ТКО образуются там, где тепловая и электрическая энергии наиболее востребованы, т. е. в крупных городах, и имеют гарантированное предсказуемое возобновление [21].

На сегодняшний день в России функционирует около 40 мусоросжигательных заводов [22], на которых утилизируется приблизительно 2,4 % ТКО. Такая переработка сопровождается загрязнением атмосферного воздуха, например, оксидами азота, диоксинами, нафталинами, ароматическими углеводородами, тяжелыми металлами, негативно влияющими на здоровье населения и состояние окружающей среды. Происходит образование золы и шлака — отходов повышенного класса опасности, возникает проблема их утилизации. Высокая стоимость и негативное отношение населения к строительству мусоросжигательных заводов также ограничивают использование рассматриваемого способа утилизации отходов.

В настоящее время энергетический потенциал горючих веществ оценивается величиной теплоты сгорания, которая может быть определена экспериментально и расчетными методами [19,23-25]. С одной стороны, твердые бытовые отходы — это топливо, сопоставимое по теплоте сгорания с торфом и некоторыми марками бурых углей, а с другой — им присущи пожароопасные свойства, что должно быть учтено при их утилизации и перевозке железнодорожным транспортом.

Отдельные исследования посвящены выявлению связи между теплотой сгорания и эксергией, например, для угля [26], пластмассовых отходов [27]. Удельная теплота сгорания включена в перечень показателей, необходимых для оценки пожарной опасности веществ и материалов [28]. Ее значения используют при расчете пожарной нагрузки и категорировании помещений по взрывопожарной и пожарной опасности. Вследствие происходящих изменений морфологического состава ТКО и различий в составе отходов по городам экспериментальное определение теплоты сгорания представляет определенные трудности, поэтому целесообразно использовать расчетные методы ее определения.

Высшая теплота сгорания Qв (МДж/кг) была рассчитана по формуле, предложенной в [19]:

Qв = 0,364 С + 0,863 Н - 0,075 О + + 0,028 N - 1,633 Б + 0,062 С1, (5)

где 35,8 % < С < 86,1 %; 4,1 % < Н < 13,9 %; 0 % < О < 59,9 %; 0 % < N < 20,3 %; 0 % < Б < 2,7 %; 0 % < С1 < 56,1 %.

Тогда 13,0 МДж/кг < Qв < 43,2 МДж/кг.

Результаты и их обсуждение

Изменения морфологического состава отходов, происшедшие за рассматриваемый период, привели к изменениям технологически важных свойств ТКО.

По формулам (1)-(4) нами была рассчитана эк-сергия веществ и материалов, входящих в состав ТКО. Пример исходных данных по составу фракций бумажных отходов и полимеров и результаты расчета эксергии приведены в табл. 3.

На основе данных по содержанию различных фракций в составе ТКО по городам России в различные периоды времени, приведенных в работах [14,16,17], были рассчитаны значения химической эксергии. Результаты представлены на рис. 1-3.

Эксергия отходов на протяжении рассмотренного нами периода растет. Наибольшими значениями обладают полимерные материалы, количество которых неуклонно увеличивается. Большой вклад в величину эксергии вносят пищевые отходы, бумага и картон, что определяется их количеством. Фракцию металлов, обладающих низким значением рассматриваемого показателя, при расчетах можно не учитывать.

По формуле (5) определена высшая теплота сгорания веществ и материалов, входящих в состав ТКО. Получена прямая пропорциональная зависимость между эксергией и высшей теплотой сгорания компонентов ТКО, коэффициент корреляции Я2 = 0,972 (рис. 4):

Qв= 1,1559е -4,0631.

Наибольшие значения теплоты сгорания в диапазоне от 20,32 МДж/кг для поливинилхлорида до 43,35 МДж/кг для полиэтилена получены для различных видов пластмассовых отходов. Далее по убыванию показателя: отходы резины (34,83 МДж/кг), текстиль (19,34-38,08 МДж/кг), древесные отходы (17,35-21,29 МДж/кг), бумага (16,89-19,53 МДж/кг) и пищевые отходы (16,18-27,92 МДж/кг).

С учетом процентного содержания фракций вычислена высшая теплота сгорания ТКО различного морфологического состава. В табл. 4 приведены данные расчетов эксергии и высшей теплоты сгорания по городам России в различные периоды времени. Построена зависимость между эксергией ТКО и высшей теплотой сгорания, коэффициент корреляции Я2 = 0,977 (рис. 5). Высшая теплота сгорания увеличивается прямо пропорционально росту эксергии:

Qв = 0,8892е + 0,4257.

За рассматриваемый период минимальные значения е = 4,47 МДж/кг, Qв = 4,25 МДж/кг получены для г. Днепропетровска (1933 г.). Максимальные показатели зафиксированы в г. Москве: е =19,14 МДж/кг (2015 г.), Qв = 17,44 МДж/кг (2010 г.). Это более чем в 5 раз выше минимального значения теплоты сгорания, при котором вещества и материалы могут сго-

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, % / Conten о / conten Эксергия,

Ф Фракция Состав фракции кДж/кг

Fraction Composition of fraction С H О N S Cl Exergy, kJ/kg

Бумажные Бумажные бланки / Blank printing paper 45,12 5,31 48,91 0,38 0,28 17983,2

отходы Paper waste Оберточная бумага и салфетки / 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

an 20

fi

18

& 16

r/i

S

о 14

fa

Й * 12

w

10

M

& CD

1933 1953 1963 1970 1986 1996 2010 2015

Пищевые отходы Food waste Бумага и картон Paper and cardboard Композиционная упаковка Composite pack Полимерные материалы Polymer materials

Кожа, резина

Leather, rubber

Дерево

Wood

Текстиль

Textile

Уголь, шлаки Coal, slag

Кости

Bones

Прочие

материалы

Other

materials

Рис. 1. Эксергия ТКО для г. Москвы Fig. 1. Exergy of MSW for Moscow

I

сл

s

CD

20 18 16 14

£

S 12

10

1933 1953 1963 1970 1986 1996 2006 2010 2015

Кожа, резина ■ Уголь, шлаки Leather, rubber Coal, slag

Дерево ■ Кости Wood Bones

Текстиль ■ Прочие

Textile материалы

Other materials

Рис. 2. Эксергия ТКО для г. Санкт-Петербурга (Ленинграда) Fig. 2. Exergy of MSW for Saint Petersburg (Leningrad)

Пищевые отходы Food waste Бумага и картон Paper and cardboard

Полимерные материалы Polymer materials

1933 1953 1963 1970 1986 1996 2006 2015

Минимальная Minimum

Средняя Average

Максимальная Maximum

Рис. 3. Изменение минимальной, средней и максимальной эксергии ТКО по России

Fig. 3. Changes in the minimum, average and maximum exergy ofMSW in Russia

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

рать без дополнительного топлива. По данным [12] эта величина составляет примерно 3,35 МДж/кг.

Отходы г. Москвы и г. Санкт-Петербурга имеют высокую пожарную опасность, что необходимо учитывать при их перевозке и дальнейшей утилизации.

В ряде случаев необходимы данные по низшей теплоте сгорания, которая может быть рассчитана уменьшением высшей теплоты сгорания Q.a на теплоту, 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 значения эксергии и прогнозируется ее дальнейший рост. Сжигание отходов с получением энергии в крупных городах ограничивается мощностью имеющихся заводов, высокой стоимостью их строительства, возникающими при сжигании экологическими проблемами и мнением общественности. Решением вопроса накопления отходов может стать вывоз мусора из городов железнодорожным транспортом для утилизации их на отдаленных полигонах, мусоросжигательных и мусороперерабатыва-ющих заводах.

При транспортировании ТКО различного морфологического состава железнодорожным транспортом необходимо предусмотреть дифференцированные требования к погрузоразгрузочным работам, маркировке, обеспечению экологической и пожарной безопасности.

Учет показателей пожарной опасности через эк-сергию при назначении класса опасности ТКО и классификации опасных грузов способствует повышению безопасности перевозок на железнодорожном транспорте.

Преимущества эксергетической оценки заключаются в возможности анализа термодинамической эффективности предлагаемых решений, выявления связи термодинамических характеристик с технико-

50

45

40

35

§2 30

25

20

Л

я

ю

У= 1, 1559*-4 ,0631 ^ •

R2 = ( ),972

• -л' у*» • •

• > Л

15

20

25

30

35

40

45

Эксергия ТКО, МДж/кг Exergy ofMSW, MJ/kg

Рис. 4. Зависимость высшей теплоты сгорания компонентов (фракций) ТКО QB от эксергии е

Fig. 4. The dependence between values of HHV of the components of MSW Qh and exergy e

18

16

g"f

о e ce >"

s &

e

и 3 Я

14

12

10

V s'

JÉ»

У = 0,8892* + 0,4257

R2 - 0,9766 • • •

10

12

14

16 18

20

Эксергия ТКО, МДж/кг Exergy ofMSW, MJ/kg

Рис. 5. Зависимость высшей теплоты сгорания QB от эксергии е для ТКО различного морфологического состава Fig. 5. The dependence between HHV and exergy of MSW for different morphological composition

экономическими, экологическими показателями и проведения оценки пожаровзрывоопасности ТКО, обращающихся на железнодорожном транспорте.

Заключение

По результатам проведенного исследования можно сделать следующие выводы.

1. Количество ТКО неуклонно возрастает, изменяется их морфологический состав, что связано с ростом численности и благосостояния населения. Увеличивается доля полимеров, пищевых отходов, бумаги, картона и текстиля в общем количестве ТКО.

2. Изменения морфологического состава отходов за рассматриваемый период привели к изменениям

Таблица 4. Высшая теплота сгорания и химическая эксер-гия ТКО различного морфологического состава по городам России в разные годы

Table 4. HHV and chemical exergy of MSW of different morphological composition in the cities of Russia in different years

Окончание табл. 4 / End table 4

№ п/п No. Город Год e, МДж/кг Qb, МДж/кг

City Year e MJ/kg HHV, MJ/kg

25 Магадан Magadan 1970 14,11 13,16

26 Москва Moscow 16,59 15,13

27 Пятигорск Pyatigorsk 16,58 15,43

28 Ростов-на-Дону Rostov-on-Don 16,34 15,34

29 Саратов Saratov 16,61 15,44

30 Свердловск Sverdlovsk 16,58 15,40

31 Санкт-Петербург Saint Petersburg 15,48 13,44

32 Тольятти Tolyatti 14,73 13,78

33 Уфа Ufa 17,10 15,73

34 Москва Moscow 1986 16,96 14,01

35 Санкт-Петербург Saint Petersburg 15,53 12,71

36 Ижевск Izhevsk 1996 16,85 15,80

37 Калуга Kaluga 16,21 15,20

38 Санкт-Петербург Saint Petersburg 16,79 15,37

39 Москва Moscow 2006 18,77 17,44

40 Санкт-Петербург Saint Petersburg 17,38 15,64

41 Москва Moscow 2015 19,14 16,60

42 Санкт-Петербург Saint Petersburg 17,63 16,04

технологически важных свойств ТКО. Общие тенденции современности—увеличение эксергии и теплоты сгорания.

3. С увеличением эксергии и теплоты сгорания ТКО возрастает их пожарная опасность.

4. Решением проблемы накопления отходов может стать вывоз мусора из городов железнодорожным транспортом для утилизации вдали от них.

5. Эксергетический подход позволяет комплексно рассматривать вопросы энергоэкологической эффективности и пожарной опасности процессов обращения отходов на железнодорожном транспорте.

№ п/п Город Год e, МДж/кг QB, МДж/кг

1 Днепропетровск Dnepropetrovsk 1933 4,47 4,25

2 Москва Moscow 10,56 9,87

3 Ленинград Leningrad 8,18 7,68

4 Киев Kiev 1953 8,68 8,09

5 Москва Moscow 10,21 9,58

6 Ростов-на-Дону Rostov-on-Don 7,03 6,75

7 Санкт-Петербург Saint Petersburg 9,80 8,66

8 Владивосток Vladivostok 1963 14,38 13,50

9 Волгоград Volgograd 15,55 14,49

10 Воронеж Voronezh 14,49 13,62

11 Горький Gorkiy 15,72 14,63

12 Москва Moscow 17,80 15,48

13 Московская обл. Moscow Region 16,87 15,66

14 Ростов-на-Дону Rostov-on-Don 12,44 11,71

15 Рязань Ryazan 18,22 16,85

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

16 Свердловск Sverdlovsk 14,57 13,54

17 Санкт-Петербург Saint Petersburg 14,24 12,89

18 Уфа Ufa 12,98 12,00

19 Астрахань Astrakhan 1970 17,16 15,96

20 Владивосток Vladivostok 14,38 13,50

21 Волгоград Volgograd 15,55 14,49

22 Горький Gorkiy 15,78 14,69

23 Кисловодск Kislovodsk 17,89 16,83

24 Куйбышев Kuybyshev 16,98 15,72

6. Учет показателей пожарной опасности через эк-сергию добавит процедуре определения класса опасности ТКО объективности в плане назначения более высокого класса в целях обеспечения безопасности.

7. Универсальность и возможность преодоления методологических проблем при необходимости учета различных показателей в единой системе определяют преимущества эксергетического подхода.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вахитов Ю. Ф., Шамсутдинова Л. Р., Зверева Т. И., Акбалина 3. Ф., Белан Л. Н. Изучение изменения морфологического состава твердых бытовых отходов в мегаполисе г. Уфе // Вестник Российского 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 железным 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 processes. — New York : Hemisphere Publishing Corporation, 1988. — 332 p.

7. Song G., Shen L., Xiao /.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. MotasemiF., AfzalM. T., SalemaA. A., MoghavvemiM., ShekarchianM., ZarifiF., MohsinR. 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 ^.Material flow analysis as a support tool for multi-criteria analysis in solid waste management decision-making // Resources, Conservation and Recycling. —2018. —Vol. 139. —P. 351-365. DOI: 10.1016/j.resconrec.2018.07.024.

14. Козлов Г. В., ИвахнюкГ.К. Морфологический состав твердых коммунальных отходов по регионам 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 3. А., Александровская 3. И., Гуляев Н. Ф., Кирпичников А. А., Крхамбаров Я. Н., Кузьменкова А. М., Шапиро М. А. Санитарная очистка городов (сбор, удаление, обезвреживание и использование 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 liquidfuels//Energy.—2012.—Vol. 40,Issue 1. —Р. 164-173.DOI: 10.1016/j.energy.2012.02.016.

19. Eboh F. C., Ahlstrom 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.

20. WangY., ZhangX., Liao W., WuJ., YangX., Shui W., DengS., ZhangY., LinL., Xiao Y., YuX., PengH. 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 integrated 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. HanJ., YaoX., Zhan Y., OhS.-Y., KimL.-H., KimH.-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. BoumancharI., Chhiti Y., M'hamdi Alaoui F. E., El OuinaniA., Sahibed-Dine A., Bentiss F., Jama C., Bensitel M. Effect of materials mixture on the higher heating value: Case of biomass, biochar and municipal 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., ИвахнюкГ. К. Эксергетическая оценка пожарной 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.

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 correlation 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 morphological 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 combining 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: 10.22227/19970935.2014.1.119-124.

4. LibermanB. A., Khmelev A. S. Ecological problems of dangerous goods' shipping by the Russian railways. Sovremennyyeproblemy transportnogo kompleksa Rossii / Modern Problems of Russian Transport 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 processes. 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. MotasemiF., AfzalM. T., SalemaA. A., MoghavvemiM., ShekarchianM., ZarifiF., MohsinR. 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. ZarifiF., MahliaT. M. I., MotasemiF., ShekarchianM., MoghavvemiM. 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.

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 "Russianrailways"in2017]. 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 ofthe 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. EbohF. C., AhlstromP., 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) incineration industry using emergy approach: A case study from Sichuan province, China. Waste Management, 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 integrated 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., YaoX., Zhan Y., Oh S.-Y., KimL.-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 municipal 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 correlation 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 Explosion Safety, 2018, vol. 27, no. 10, pp. 26-37 (in Russian). DOI: 10.18322/PVB.2018.27.10.26-37.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.