Энергосберегающие решения online

Виртуальная выставка энергоэффективных технологий, материалов и услуг (Energy-exhibition.com) начала свою работу в июне 2002 г. С 2003г. и по настоящее время выставка включена в план действий Минпромнауки России и курируется Департаментом перспективных технологий, обеспечивающим ее методическое и организационное сопровождение.
Вниманию читателей СиН предлагается ряд экспозиций виртуального тематического павильона "Энергоэффективные системы энергоресурсообеспечения объектов жилищно-коммунального сектора". В данном павильоне представлены прогрессивные технологические и проектные решения, описание современного теплоэнергетического оборудования, средств автоматизации и диспетчеризации, диагностики состояния систем теплоснабжения в жилищно-коммунальном секторе ведущих российских и зарубежных производителей энергоэффективного оборудования.


В секторе "Теплоснабжение" представлено НПО "Новые Технологии".
Это молодая динамично развивающаяся санкт-петербургская фирма. Сферой ее деятельности является разработка и внедрение энергосберегающего теплообменного оборудования нового поколения. Среди фирм, воспользовавшихся услугами объединения, — такие известные предприятия, как Челябинский тракторный завод, "Карельский окатыш", павлодарский "Казахстантрактор", йошкар-олинский "ICN-Марбиофарм", Димитровградский автоагрегатный завод, гродненское ПО "Химволокно", Выборгский судостроительный завод, волковысский "Беллакт", пикалевский "Глинозем", Владимирский химический завод. В настоящее время деятельность фирмы получает государственную финансовую поддержку от Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (фонд Бортника). Совместно с ГУП ТЭК Санкт-Петербурга НПО "Новые Технологии" осуществляет работу над пилотным проектом, реализуемым на базе одной из городских котельных.

С 2000 г. НПО "Новые Технологии" совместно с Минским управлением топливно-энергетических ресурсов проводит внедрение ПСА (регулируемых пароводяных струйных аппаратов) на объектах Беларуси в рамках программы "Ресурсоэнергосбережение".
Подробнее о ПСА. Предлагаемое устройство относится к струйной технике, а именно к пароводяным инжекторам, и предназначено для подогрева и перекачки воды при помощи водяного пара. Подогрев в устройстве происходит при непосредственном смешении потоков пара и воды. Глубокое знание процессов массо-теплообмена и уверенное владение методами математического моделирования позволяет работникам фирмы создавать пароводяные струйные аппараты ПСА, проектируя их индивидуально под параметры каждого отдельного заказчика. Принцип действия ПСА основан на физическом явлении из области гидродинамики двухфазных потоков, суть которого заключается в возникновении скачка уплотнения в двухфазном потоке при разгоне его до сверхзвуковой скорости и последующего торможения с переходом звукового барьера.
ПСА предназначен для использования в системах отопления и горячего водоснабжения, а также в различных технологических схемах в качестве теплообменника. В некоторых случаях данный агрегат может быть применен в качестве насоса. Главное отличие ПСА от струйных подогревателей других фирм состоит в том, что в аппарате ПСА паровое сопло снабжено механизмом продольного перемещения. При перемещении парового сопла вдоль профилированной поверхности неподвижного центрального тела одновременно изменяются и критическое сечение парового сопла, и сечение кольцевой диафрагмы подачи воды. Указанная конструктивная особенность позволяет плавно изменять производительность струйного аппарата, сохраняя оптимальное значение коэффициента инжекции и позволяя аппарату находиться в точке наиболее устойчивой работы во всем диапазоне регулирования. Вот краткий перечень преимуществ, обеспечиваемых применением ПСА.

Благодаря тому, что ПСА является смесительным теплообменником, в нем отсутствуют промежуточные теплообменные поверхности, и тепло передается при непосредственном контакте пара и воды. Поэтому он обладает несравнимо более высоким коэффициентом теплопередачи, в связи с чем имеет в десятки раз меньшие размеры. Например, блок ПСА мощностью 20 ГКал/ч можно разместить на площади 3 м2. За счет этого достигается экономия при строительных и монтажных работах.
В ПСА принципиально исключено явление пролетного пара, характерное для поверхностных подогревателей. Более того, тепло, содержащееся в паре, используется в нем на все 100%, так как конденсат после смешения расходуется производительно, например, на нужды горячего водоснабжения. Поэтому при одинаковой тепловой мощности на выходе ПСА потребляет на 10% меньше пара, чем поверхностный подогреватель.
Благодаря сверхмалым габаритам можно существенно уменьшить потери тепла с наружной поверхности подогревателя и тем самым увеличить тепловой КПД еще на 2-3%.
Благодаря наличию в аппарате насосной функции ПСА является теплообменником с отрицательным гидравлическим сопротивлением. Поэтому в системах отопления совместно с ПСА можно применять сетевые насосы с меньшим напором, тогда как в традиционных схемах с поверхностными подогревателями сетевой насос должен иметь запас напора для преодоления сопротивления самих подогревателей.

В конструкции аппарата нет тонкостенных трубок и вальцовочных соединений. Все детали изготовлены из нержавеющей стали. В нем практически нечему ломаться. ПСА имеет малое число сменных деталей, причем любая из них может быть изготовлена на токарном станке. Ввиду отсутствия в ПСА теплообменной поверхности как таковой можно навсегда забыть о необходимости химической промывки трубного пучка от накипных отложений. В периоды профилактического ремонта можно ограничиться лишь осмотром проточной части на предмет засорения. ПСА запускается не сложнее, чем бойлер, и при этом абсолютно безынерционен и выходит на рабочий режим всего за несколько секунд. Производительность (или мощность) регулируется простым поворотом штурвала на корпусе аппарата.

Нужно сказать, что производственная и конструкторская деятельность НПО "Новые Технологии" не ограничивается выпуском только пароводяных струйных аппаратов. Поле деятельности фирмы значительно шире. Оно включает самые разнообразные струйные аппараты в любых сочетаниях рабочих и эжектируемых сред. Это водоструйные элеваторы, вакуумные водовоздушные эжекторы, аэраторы, сатураторы, дозаторы, струйные смесители агрессивных жидкостей для химической промышленности, пароструйные гомогенизаторы для молочной промышленности, пароструйные компрессоры, инжекторы для запитки паровых котлов, конденсаторы-утилизаторы низкопотенциального пара, форсунки, атомайзеры, увлажнители воздуха, вихревые сепараторы пара.

В секторе "Энергообеспечение на основе возобновляемых источников" представлена еще одна санкт-петербургская фирма.
ЗАО "МНТО Инсэт" основано в 1988 г. и специализируется на разработке, серийном изготовлении, комплектной поставке и монтаже микроГЭС мощностью от 3 до 100 кВт и гидроагрегатов для малых ГЭС единичной мощностью до 5000 кВт.
Как известно, нетрадиционной энергетике в последнее время уделяется пристальное внимание во всем мире. Заинтересованность в использовании возобновляемых источников энергии (ветра, солнца, морского прилива, речной воды) легко объяснима: при этом нет нужды закупать дорогостоящее топливо, имеется возможность использовать небольшие станции для обеспечения электроэнергией труднодоступных районов. Последнее обстоятельство особенно важно для стран, в которых имеются малонаселенные районы или горные массивы, где прокладка электросетей экономически нецелесообразна. В России зоны децентрализованного энергоснабжения составляют более 70% территории страны. До сих пор здесь можно встретить населенные пункты, в которых электричества не было никогда. Причем не всегда это поселения Крайнего Севера или Сибири. Между тем, электрификация отдаленных и труднодоступных населенных селений — дело не такое уж и сложное. Всюду найдутся речка или ручей, где можно установить микроГЭС.

Малые и микроГЭС — объекты малой гидроэнергетики. Эта часть энергопроизводства занимается использованием энергии водных ресурсов и гидравлических систем с помощью гидроэнергетических установок малой мощности (от 1 до 3000 кВт). В последние десятилетия малая энергетика получила развитие в мире в основном из-за стремления избежать экологического ущерба, наносимого водохранилищами крупных ГЭС, из-за возможности обеспечить энергоснабжение в труднодоступных и изолированных районах, а также из-за небольших капитальных затрат при строительстве станций и быстрого возврата вложенных средств (в пределах 5 лет).
Гидроагрегат малой ГЭС (МГЭС) состоит из турбины, генератора и системы автоматического управления. По характеру используемых гидроресурсов МГЭС можно разделить на следующие категории: новые русловые или приплотинные станции с небольшими водохранилищами; станции, использующие скоростную энергию свободного течения рек; станции, использующие существующие перепады уровней воды в самых различных объектах водного хозяйства — от судоходных сооружений до водоочистных комплексов. Сейчас уже существует опыт использования питьевых водоводов, а также промышленных и канализационных стоков. Использование энергии небольших водотоков с помощью малых ГЭС является одним из наиболее эффективных направлений развития возобновляемых источников энергии и в России, и в Беларуси. Основные ресурсы малой гидроэнергетики в России сосредоточены на Северном Кавказе, на Дальнем Востоке, на Северо-Западе (Архангельск, Мурманск, Калининград, Карелия), на Алтае, в Туве, в Якутии и в Тюменской области.

МикроГЭС (мощностью до 100 кВт) можно установить практически в любом месте. Гидроагрегат состоит из энергоблока, водозаборного устройства и устройства автоматического регулирования. Используются микроГЭС как источники электроэнергии для дачных поселков, фермерских хозяйств, хуторов, а также для небольших производств в труднодоступных районах, то есть там, где прокладывать сети просто невыгодно. Технико-экономический потенциал малой гидроэнергетики в России превышает потенциал таких возобновляемых источников энергии, как ветер, солнце и биомасса, вместе взятых. В настоящее время он определен в размере 60 млрд кВтч в год. Но используется этот потенциал крайне слабо — всего на 1%. В 50-60-е гг. прошлого века в стране действовало несколько тысяч МГЭС. Сейчас — всего лишь несколько сотен (сказались результаты перекосов в ценовой политике и недостаточного внимания к совершенствованию конструкций оборудования, к применению более совершенных материалов и технологий).
Одним из основных достоинств объектов малой гидроэнергетики является экологическая безопасность. В процессе их сооружения и последующей эксплуатации вредных воздействий на свойства и качество воды нет. Водоемы можно использовать и для рыбохозяйственной деятельности, и в качестве источников водоснабжения населения. Однако и помимо этого у микроГЭС и малых ГЭС немало достоинств. Современные станции просты в конструкции и полностью автоматизированы, то есть процесс их эксплуатации не требуют участия человека. Вырабатываемый ими электрический ток соответствует требованиям ГОСТ по частоте и напряжению, причем станции могут работать как в автономном режиме, то есть вне электросети энергосистемы края или области, так и в составе этой электросети. А полный ресурс работы станции достигает 40 лет (не менее 5 лет до капитального ремонта). А главное — объекты малой энергетики не требуют организации больших водохранилищ с соответствующим затоплением территории и колоссальным материальным ущербом.

В 90-е гг. прошлого века в связи с сокращением в России объемов крупного гидроэнергетического строительства частично переориентировали свое производство на нужды малой гидроэнергетики такие российские предприятия, как АО "ЛМЗ" и АО "НПО ЦКТИ" (Санкт-Петербург), АО "Тяжмаш" (Сызрань). Одновременно возникли (в том числе в рамках конверсии) малые предприятия и акционерные компании, производящие оборудование для МГЭС. Среди них наиболее известны ЗАО "МНТО Инсэт" и НПЦ "Ранд" (Санкт-Петербург), а также АО "Напор", АО "НИИЭС", АО "Энергомаш" (Москва). В числе поставщиков оборудования следует отметить также региональные организации, входившие когда-то во Всесоюзный институт "Гидропроект". В настоящее время на российском рынке имеются комплектные гидроагрегаты с системами автоматического управления и регулирования для сетевых и автономных МГЭС на напоры от 1 до 250 метров, а также нестандартное гидромеханическое, подъемное оборудование, напорные трубопроводы, предтурбинные затворы, трансформаторные подстанции, распределительные устройства и другие компоненты, необходимые для строительства объектов малой энергетики. Для МГЭС с использованием статического напора применяются гидроагрегаты с радиально-осевыми, пропеллерными, ковшовыми, наклонно- и поперечно-струйными, фронтальными гидротурбинами упрощенной конструкции. Для МГЭС с использованием скоростного напора применяются гидротурбины типа "Дарье", "Уэллс", "Савониус". Генераторы для малых ГЭС производят АО "Электросила" (Санкт-Петербург), АО "Урал-электротяжмаш", АО "Привод" (Лысьва), АО "СЭГПО" (Сарапул), АО "СЭЗ" (Сафоново).

Что же касается представленного на виртуальной выставке энергоэффективных технологий, материалов и услуг одного из лидеров данного направления — санкт-петербургского ЗАО "МНТО Инсэт", то не так давно данная компания завершила работы по вводу в эксплуатацию грузинской МГЭС "Чала" мощностью 1500 кВт (3 гидроагрегата по 500 кВт). Строительство этой станции началось давно — в 1994 г., а первые гидроагрегаты были отгружены еще в 1995-96 гг. Однако вовремя завершить строительство помешало отсутствие средств у заказчика. Впрочем, станция была нужна не только заводу: в поселке, расположенном рядом с МГЭС, электричества до последнего времени не было вообще.
Особенность станции в том, что на ней установлены гидроагрегаты с ковшовыми турбинами. Такие гидроагрегаты не выпускались в России около 30 лет. Они рассчитаны на большие напоры сравнительно небольшого количества воды, их целесообразно устанавливать в высокогорных районах: республиках Закавказья, Кабардино-Балкарии, Дагестане, Чечне, Карачаево-Черкессии. На МГЭС "Чала", где напор достигает 200 м, для обеспечения мощности 500 кВт достаточно 300 л воды. При производстве ковшей турбин станции использовалась технология точного литья. Изготовлены они были на заводе им. Климова (Санкт-Петербург). Турбинные агрегаты были изготовлены в турбинном комплексе ЗАО "Киров-Энергомаш" Кировского завода.

В ближайшее время фирма "Инсет" планирует установить еще три такие же станции в Кабардино-Балкарии. На одну из них ("Адыл-су" мощностью 1200 кВт) уже поставлено оборудование.

Подготовил Владимир ДАНИЛОВ


Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 38 за 2004 год в рубрике энергетика

©1995-2022 Строительство и недвижимость