О возможности надстройки котельной до мини-ТЭЦ с минимальными затратами

Специалистами московской специализированной компании “Независимая энергетика” разработан турбогенератор ПВМ-250, изготавливаемый и поставляемый названной компанией.

Компания родилась в 1995 г. в итоге объединения группы инженеров и конструкторов — изобретателей паровой винтовой машины — с инвесторами, поверившими в перспективы этой разработки. Целью создания компании была доработка и внедрение нового турбоагрегата малой мощности для генерации собственной электроэнергии в котельной.
В компании практикуются современные (в т.ч. программные) средства решения технических задач.
Паровая винтовая машина, ее отдельные узлы и модификации защищены российскими и евразийскими патентами, международными патентными заявками и свидетельствами, принадлежащими ЗАО “Независимая энергетика”.
Назначение ПВМ состоит в производстве дешевой электрической энергии в любой паровой котельной, где для выработки пара применяются котлы давлением 1,4 МПа (в коммунальном хозяйстве, на предприятиях лесной, бумажной, пищевой, текстильной, фармацевтической, нефтегазовой, строительной и других отраслей промышленности).

В число прочих преимуществ, обеспечиваемых внедрением ПВМ, входят повышение эффективности использования топлива, переход к когенерации на котельной, утилизация энергии дросселируемого пара (энергосбережение); обеспечение устойчивой работы котельной в условиях отключения внешнего энергоснабжения, выживаемость и защита от размораживания систем отопления в зимнее время, а также выработка дополнительной механической энергии для привода вспомогательных механизмов котельной: насосов, дымососов, вентиляторов.
Конструктивно ПВМ состоит из компактного парового винтового расширителя (турбины с противодавлением) и электрогенератора. Винтовые роторы турбины вращаются в противоположные стороны и находятся в зацеплении через шестерни связи, исключающие касание роторов между собой.
В котельной ПВМ устанавливается в параллель к редукционной (редукционной охладительной) установке. Свежий пар от котла (с давлением от 1,4 до 0,9 МПа) поступает в турбину и, проходя по винтовому каналу между зубьями винтов, расширяется и, преобразуя тепловую энергию в механическую, плавно вращает роторы. Вращательный момент передается генератору (насосу, дымососу) через муфту на валу редуктора (число оборотов — 1500/3000 об/мин). Отработанный пар (с давлением от 0,4 до 0,15 МПа) имеет достаточное теплосодержание и подается в технологический цикл производства или на подогреватели воды для горячего водоснабжения и отопления.

Вот основные технические данные турбогенератора ПВМ-250 ЭГ: располагаемая мощность РПВ 02 М — 200-250 кВт, давление пара на входе — 14-9 кгс/см2, давление пара на выходе — 4,5-1 кгс/см2, расход пара 6-9 т/ч, внутренний КПД — 0,65-0,7, число оборотов — 1500 об/мин (3000 об/мин), напряжение вырабатываемого тока — 380 В, частота вырабатываемого тока — 50 Гц.
Сменяемость масла при нормальной эксплуатации — 4600 час, срок эксплуатации до капремонта — 30.000 ч (около 4 лет).
Для выработки 250 кВт/ч электроэнергии необходимо пропускать через машину от 6 до 9 т/ч пара. Турбоагрегат производит электрический ток с напряжением 380 В и частой 50 Гц.
Турбина оснащена встроенным редуктором, системой смазки (включая масляный бак, насос и цилиндрический маслоохладитель).
Малые габариты (2,85x0,75x1,2 м) и вес (2,5 т) обеспечивают возможность установки паровой винтовой машины в существующем здании котельной без сооружения дополнительного помещения и массивного фундамента. Предварительные расчеты экономических показателей для предприятий Московской области (начало 2002 г.) дали следующие результаты: себестоимость производимой ПВМ электроэнергии находится в пределах 1 цента США, срок же окупаемости достигает 2,3 лет.
В настоящее время для целей распределенной генерации электроэнергии на базе паровых котельных на российском рынке предлагается несколько типов лопаточных и роторных паротурбинных агрегатов мощностью 500-600 кВт. От этих машин противодавленческую турбину компании "Независимая энергетика" выгодно отличают следующие особенности.
Это, во-первых, высокая эксплуатационная надежность при использовании пара любого качества, в т.ч. высоковлажного, который делает использование лопаточных турбин невозможным.

Это, далее, высокий внутренний КПД в широком диапазоне нагрузок.
ПВМ обеспечивает рекордную среди аналогов динамику и управляемость: после прогрева на холостом ходу в течение 15 минут она набирает мощность от нуля до номинальной за 10 секунд.
Выбранный диапазон мощности (200-250 кВт), в отличие от аналогов, позволяет гибко выстраивать схемы утилизации дросселируемого пара — комбинировать электрогенерирующие мощности с механическими приводами, иметь резерв для пиковых нагрузок, учитывать сезонные графики.
Высокий ресурс до капремонта обеспечивается отсутствием эрозионного и механического износа винтовых роторов, а также наличием механизма разгрузки упорных подшипников от чрезмерных осевых усилий.
Вращение роторов в противоположные стороны обеспечивает уравновешенную работу машины, минимизирует вибрацию и силовые воздействия на фундамент.

В отличие от аналогов, масляная система (маслобак, маслонасос и маслоохладитель) не занимает дополнительную площадь, а встроена в раму (вписана в указанный габарит) агрегата.
Простота конструкции машины обеспечивает ее высокую ремонтопригодность и быструю замену изношенных деталей.
Описанный турбоагрегат позволяет производить надстройку любой паровой (пароводогрейной) котельной до мини-ТЭЦ с минимальными затратами.
Выработка собственной дешевой электроэнергии одновременно с теплом (когенерация) позволяет котельной не только снизить энергопотребление из внешних источников, но и повысить надежность работы котельной.

Внешний вид и габаритные размеры установки ПВМ-250: 1 — Расширитель паровой винтовой РПВ-0,25М. 2 — Генератор. 3 — Упругая муфта. 4 — Рама. 5 — Рама — масляный бак. 6 — Рама. 7 — Трубопровод подачи пара. 8 — Клапан-отсекатель. 9 — Клапан регулирующий.

Подготовил Владимир ДАНИЛОВ