Новые энерго сберегающие технологии

Журнал «Руководитель_XXI» пилотный выпуск

Статья опубликована в №1 2005. 

В условиях установившейся тенденции роста цен на энер­гоносители и увеличения их доли в структуре себестои­мости, энергосбережение является существенным внут­ренним резервом, позволяющим повысить конкуренто­способность выпускаемой продукции. Для реализации этой задачи была принята республиканская целевая про­грамма «Энергосбережение в Республике Татарстан на 2000 — 2005 годы», основной целью которой было определено повыше­ние эффективности использования топливно-энергетических ресур­сов. И в этом сейчас заинтересовано любое предприятие, поставившее перед собой задачу выпуска недорогой конкурентоспособной продук­ции. Остро встал вопрос внедрения в технологические процессы но­вых, современных наукоемких сберегающих технологий. И руководи­тели тех предприятий, которые своевременно занялись решением этой проблемы, быстро поняли правильность этого пути.

10 лет назад казанское предприятие ЗАО «Эверест-турбосервис» под руководством Генерального директора Владимира Караваева взяло курс на диверсификацию производства. К основной задаче — техничес­кому обслуживанию и ремонту газотурбинных двигателей в газовой, нефтяной и энергетической отраслях России и стран СНГ — добавляют­ся новые перспективные направления, позволившие ЗАО крепко встать на ноги. В их числе — разработка и внедрение новейших энергосберега­ющих технологий в теплоснабжении.

Одно из этих направлений — проектирование, изготовление и внедрение установок на базе трансзвуковых теплообменных струйных аппаратов (ТСА), получивших название «Фисоник». Внедрение этих устройств в технологические цепочки приготовления горячей воды позволило многим предприятиям значительно экономить энергоресурсы. Еже­годно только одно ОАО «Казаньоргсинтез» экономит до 4 млн, руб. на расходе энергоресурсов благодаря внедрению на своем предприятии установок ТСА. ТСА «Фисоник» — это тепловая машина, использующая энергию воды и пара в сверхзвуковых двухфазных пароводяных пото­ках для перемешивания, нагревай перекачивания жидкостей и их сме­сей.

Традиционная схема теплоснабжения, мало чем изменившаяся за свою более чем 80-летнюю историю, представляет собой теплообменный аппарат (бойлер) с внушительными размерами (до 4 м в дли­ну и до 1,2 м в диаметре). В его чреве — пучок латунных трубок, по ко­торым циркулирует вода, нагреваемая паром или горячей водой. Ко­эффициент полезного действия этих аппаратов не превышает 0,7 со значительной потерей тепла через поверхность нагрева. Кроме того, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление трубного пучка, ус­тановлены циркуляционные насосы с большой мощностью электро­двигателя.

Проведя незначительное изменение схемы отопления и установив ап­параты ТСА, что при их малой металлоемкости и весе (в десятки раз меньшей, чем тра­диционные тепло­обменники) не потре­бует больших затрат, мы не только поднима­ем КПД теплосистемы практически до 1, но и благодаря отрицательно­му гидравлическому сопротив­лению ТСА имеем возможность замены циркуляционных насосов на менее мощные, экономя при этом до 50% потребляемой электро­энергии.

Параметры конструкции аппарата ТСА рассчитываются в соответ­ствии с теорией двухфазных потоков, разработанной профессором Владимиром Фисенко. Аппарат представляет собой металлический тройник с фланцевым, муфтовым или сварным присоединением к на­ружным коммуникациям. Внутри тройника установлены паровое со­пло и камера смешения — конфузор, рассчитанные по специально раз­работанной модели. На вход аппарата поступают раздельно пар и во­да со скоростью течения существенно меньшей локальной скорости звука в потоке, то есть, с дозвуковой скоростью. Смешиваясь в камере смешения, они образуют однородную, равномерно перемешанную пароводяную смесь, локальная скорость звука в которой много меньше скорости самого потока, то есть имеет место сверхзвуковой режим течения. При торможении этой смеси на выходе из камеры смешения происходит рост температуры и скачек давления в потоке с конденсацией паровой фазы. В результате на выходе из ТСА мы снова имеем жидкость с дозвуковой скоростью течения. Именно эта особенность аппа­рата ТСА дает возможность использовать не только тепловую энергию пара, но и кинетическую, совместив в одном устройстве и теплообмен­ник, и перекачивающее устройство.

Необходимо также отметить, что внедрение этого оборудования в си­стемах теплоснабжения имеет смысл там, где есть источник пара, в том числе и низкопотенциального после производственного процесса. В зависимости от схемы использования ТСА потребитель получает следующие преимущества:

• экономию до 30% годового расхода топлива за счет высокой эффек­тивности теплообмена и дополнительной генерации тепла;
• снижение до 50% потребляемой электрической энергии циркуляци­онными насосами;
• снижение потерь с поверхности теплообменного оборудования;
• снижение эксплуатационных затрат в 2 и более раз за счет простоты устройства и высокой ремонтопригодности;
• малые габариты позволяют высвобождать значительные производ­ственные площади и обходиться без грузоподъемных устройств;
• снижение капитальных затрат на перевооружение и модернизацию отдельных устройств.

Одними из первых преимущества новой технологии оценили на пред­приятии ОАО «Казаньоргсинтез». На заводе полиэтилена высокого дав­ления пар после производственного процесса идет на отопление, тог­да как раньше его просто выпускали в атмосферу. Экономия — практи­чески 100%. По такой же схеме утилизации бросового тепла работают заводы «Искож», «Татнефтегазпереработка». И еще два убедительных примера применения аппарата Фисенко в си­стеме отопления. Всего 4 установки ТСА в Юдино успешно отаплива­ют не только все помещения железнодорожного депо, но и практиче­ски весь поселок. Ввод в эксплуатацию этой установки позволил уве­личить тепловую мощность системы в целом, вывести из эксплуата­ции 8 мелких угольных котельных. При этом потребление природного топлива котельной стало меньшим. Для запуска системы требуется от 5 до 10 минут вместо 10 часов при прежних условиях. А за прошедшие 8 лет эксплуатации оборудование, установленное ЗАО «Эверест-турбосервис», ни разу не потребовало даже профилактического ремонта. Старые же агрегаты выходили из строя как минимум раз в два года. Не дали поводов усомнится в своей надежности и аппараты, установ­ленные 10 лет назад в поселке Актюба Азнакаевского района. При прежней котельной поселок практически замерзал в любые морозы, температура батарей в до­мах не превышала 40 градусов (вместо поло­женных 70 — 90). С помощью малогабаритных установок ТСА в насе­ленном пункте решена двуединая задача: в домах и на предприятиях появилось тепло при радикально снизившихся затратах электроэнер­гии и природного топлива.

Назначенный ресурс работы аппарата 25 — 30 лет. Ресурс именно «на­значен», поскольку его реальная эксплуатационная жизнеспособность до конца еще не определена в силу новизны проекта (с момента вне­дрения прошло чуть более 10 лет). А пока специалисты ЗАО «Эверест-турбосервис» регулярно проводят ревизии установок, и никаких осо­бенных нарушений работоспособности пока не выявили. Всю полноту выгод новой системы энергосбережения могут подтвер­дить руководители 120 предприятий в Татарстане, где новшество вне­дрено и работает. Еще более обширный рынок сбыта у продукции ЗАО «Эверест-турбосервис» в городах России и ближнего зарубежья. В странах Европы, Азии и США технология «Фисоник» апробирована и внедряется с начала 1990-х. Изобретение российского профессора В.В. Фисенко запатентовано в России и в экономически развитых стра­нах мира. Причем первое признание получило в Германии и США. В настоящее время об аппаратах ТСА не понаслышке знают в Австрии, Болгарии, Китае, странах ближнего зарубежья. ЗАО «Эверест-турбо­сервис» занималось внедрением аппаратов ТСА начиная с 1994 года. За это время приобретен большой опыт по работе с ними, а взаимно честные партнерские отношения с профессором Фисенко позволили заключить лицензионное соглашение на их производство. В настоя­щее время ЗАО «Эверест-турбосервис» является одним из немногих предприятий имеющих такую лицензию.

Аппараты ТСА, изготавливаемые ЗАО «Эверест-турбосервис», получили заслуженное признание в России. ТСА «Фисоник» имеет сертификат со­ответствия Госстандарта России. В 2004 году аппарат ТСА получил звание «Лауреат конкурса «Лучший товар Республики Татарстан», дип­лом конкурса «100 лучших товаров России». На прошедшей в октябре 2005 года международной выставке «Уралэнерго-2005» в Уфе получил Диплом III степени. В настоящее время устройство ТСА выдвинуто на соискание медали Американско-Российской ТПП «Качество нового ты­сячелетия». Технология «Фисоник» поддержана на государственном уровне и включена в федеральную программу «Энергоэффективная экономика».

Между тем, ТСА — это только одно из направлений разработки новей­ших технологий в области энергосбережения. ЗАО «Эверест-турбосер­вис» производит устройство «Разогреватель вязких сред». В основе его работы взят принцип работы «Фисоника». При помощи нового изобретения появилась возмож­ность достаточно быстро ра­зогревать мазут и другие нефте­продукты, перевозимые в же­лезнодорожных цистернах. В холод мазут загустевает, и для того, чтобы перекачать или слить в резервуары, его сначала нужно разогреть. Раньше это делали паром через шланг. Процесс был длительным, трудоемким и неэкономным. На стенах цистерны оста­валось до 3% от общего объема мазута. Потом по технологии цистерну следова­ло пропаривать, подвергать прочим процедурам, что вело к экологическим проблемам, а также к длительным дорогостоя­щим простоям подвижного состава. Новое же устройство устанавливается внутри цистерны; через сопла, направленные в четыре стороны, прогоняются горячие струи мазута, разогреваемые паром внутри аппарата. В результате увеличивается скорость разогрева и происходит полный слив. Аппарат способен про­гонять любые нефтепродукты: патоку, парофиносодержащие жидко­сти, парафины, битумы — все, что допускает небольшое обводнение. Поэтому он также пользуется хорошим спросом на российском и за­рубежном рынках. В настоящее время ведутся совместные испытания аппарата ТСА, установленного в технологической цепочке Уфимского спиртзавода для разваривания зернового замеса. Первые результаты обнадеживают. Аппарат более экономичен, а качество разваривания сырья стало лучше.

Как было сказано выше, производство и внедрение энергосберега­ющих технологий — это всего лишь одно из направлений деятельно­сти ЗАО «Эверест-турбосервис». Его специалисты производят техни­ческое обслуживание и ремонт газотурбинных двигателей газопере­качивающих агрегатов, модернизируя их для повышения эффек­тивности оборудования, а также разрабатывают и внедряют газо­турбинные энергетические установки, о чем журнал «Руководитель XXI» не преминет рассказать в одном из своих очередных выпусков.

Статья опубликована в №1 2005