Публикации

Доклад на конференции Малая энергетика 2002.
Степина Е.М., Левин Б.И.
ЗАО «Независимая энергетика», Москва.

Один из возможных способов разрушения монополии на поставки электроэнергии потребителю - это "распределенная" генерация, то есть выработка электроэнергии по месту ее потребления. При этом исключаются потери (и затраты) на передачу электроэнергии, которые составляют значительную долю в цене покупной электроэнергии.

Наш турбоагрегат ПВМ-250 предназначен для выработки электроэнергии в существующих паровых котельных. На сегодняшний день эти котельные вырабатывая пар и горячую воду сами являются потребителями электроэнергии, хотя обладают потенциальной энергией избыточного давления пара, которая полезно не используется. Важно, что для таких котельных перебои с получением электроэнергии «извне» ведут к остановке всех обслуживающих агрегатов и систем управления, а следовательно к полной остановке котельной. Представьте себе, что это произошло зимой. Веерные отключения электроэнергии в Сибири и на Дальнем Востоке в 1999-2001 гг. привели к размораживанию теплосетей целых районов и городов.

Паровая винтовая машина (ПВМ) была разработана, запатентована и изготавливается ЗАО "Независимая энергетика» для производства собственной электрической энергии в паровой (пароводогрейной) котельной с суммарной паропроизводительностью 8 – 25 тонн пара в час, оборудованной массовыми парогенераторами типа паровых котлов ДЕ Белгородского или ДКВР Бийского котельных заводов.

Такие котельные строились массовым порядком по типовым проектам для нужд централизованного теплоснабжения в жилищно-коммунальной сфере как районные в крупных городах, в малых городах и населенных пунктах; а также на производственных предприятиях различных отраслей, где пар используется и на технологию и на теплоснабжение.

Собственные нужды в электроэнергии такой котельной составляют 100 – 500 кВт/ч. Указанные парогенераторы в номинальном режиме вырабатывают пар с давлением 1,3 – 1,4 МПа и температурой 194 град.С, далее пар пропускается через редукционные (редукционно-охладительные) установки где снижается его давление и температура, и используется с давлением от 0,45 до 0,15 МПа. В процессе редуцирования потенциальная энергия пара бесполезно теряется. Вместо редукционных установок целесообразно устанавливать малые противодавленчекие турбины для использования энергии дросселируемого пара.

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 преобразует тепловую энергию в механическую, плавно вращая роторы. Вращательный момент передается генератору (насосу, дымососу) через муфту на валу редуктора (число оборотов – 1500/3000 об/мин). Отработанный пар (с давлением от 0,45 до 0,15 МПа) имеет достаточное теплосодержание и подается в технологический цикл производства или на подогреватели воды.

Для выработки 250 кВт/ч электроэнергии необходимо пропускать через машину от 6 до 9 т/ч пара. Агрегат производит электрический ток с напряжением 380 В и частой 50 Гц. Для небольших котельных этой энергии достаточно для полного покрытия собственных нужд, а для более крупных котельных можно устанавливать не один, а несколько модулей параллельно и эксплуатировать их с учетом сезонных тепловых и электрических нагрузок.

Основные технические данные.

•Располагаемая мощность РПВ 02 М	200 – 250 квт
•Давление пара на входе	14 - 9 кгс/см2
•Температура пара на входе (не выше)	194 град.С
•Давление пара на выходе	4,5 - 1 кгс/см2
•Расход пара	6 - 9 т/ч
•Внутренний КПД турбины	0,65 – 0,7
•Число оборотов	1 500 об/мин (3 000 об/мин)
•Напряжение вырабатываемого тока	380 В
•Частота вырабатываемого тока	50 Гц
•Габариты ПВМ-250-ЭГ L x B x	2,85 x 0,75 x 1,2 м
•Вес с рамой	2,5 т
•Cрок эксплуатации до капремонта	30 000 ч. (около 4 лет)

Опыт эксплуатации. Три ПВМ опытной партии отработали 1000 часов в качестве приводов сетевых насосов на ЦТП Московского мусоросжигательного завода №3, были демонтированы и законсервированы из-за реконструкции ЦТП; их эксплуатация будет продолжена после завершения реконструкции. Длительная опытно-промышленная эксплуатация ПВМ двух поколений проводилась на заводе бетонно-керамических изделий «Бекерон» в Москве. В ходе испытаний турбина показала высокий внутренний КПД -0,65 – 0,7. Опытная эксплуатации ПВМ на «Бекероне» подтвердила высокую надежность агрегата при использовании пара любого качества, в том числе высоковлажного с которым использование лопаточных турбин невозможно; хорошую динамику и управляемость.

В стандартный комплект поставки турбоагрегата ПВМ-250 ЭГ входит:

1. РПВ-02М (собственно турбина);
2. Шкаф системы автоматического управления (микропроцессорный) на элементной базе фирмы Шнайдер, включающий и силовое оборудование, комплект датчиков;
3. Арматура: регулирующий клапан с электроприводом. аварийный клапан-отсекатель;
4. Электрогенератор;
5. Рама фундаментная;
6. ЗИП;
7. Комплект документации.

В поставку также входят следующие услуги:

• Авторский надзор при монтаже, пуско-наладочных работах и испытаниях;
• Обучение персонала котельной обслуживанию ПВМ/РПВ.

Внешний вид и габаритные размеры установки ПВМ-250

1.  Расширитель паровой винтовой РПВ-0,25М 2.   Генератор 3.   Муфта упругая 4 и 6.   Рама	5.   Рама - масляный бак 7.  Трубопровод подачи пара 8.   Клапан - отсекатель 9.   Клапан регулирующий

Малые габариты и вес обеспечивают возможность установки машины в существующем здании котельной без сооружения дополнительного помещения и массивного фундамента.

Выгоды внедрения турбоагрегатов типа ПВМ-250 очевидны – низкая себестоимость электроэнергии собственной генерации - от 0,15 до 0,4 руб./кВт ч (в зависимости от применяемого топлива); сравнительно небольшие капитальные вложения в модернизацию – срок окупаемости для различных регионов варьируется от 1,5 до 3,5 лет в зависимости от режима использования (круглогодичный или сезонный); независимость от внешнего источника электроэнергии. Все это позволяет снизить себестоимость производимого тепла и повысить надежность работы котельной.

ПВМ-250 – пока еще новое оборудование, только открывающее себе дорогу на рынок. Ожидается высокая эффективность применения ПВМ в жилищно-коммунальном хозяйстве, на предприятиях лесной, бумажной, текстильной, пищевой, нефтегазовой, строительной и других отраслей промышленности; для утилизации энергии дросселируемого пара (энергосбережения); для обеспечения устойчивой работы котельной в условиях отключения внешнего энергоснабжения (выживаемость и защита от размораживания систем отопления в зимнее время); выработки механической энергии для привода вспомогательных механизмов котельной: насосов, дымососов, вентиляторов.

ЗАО «Независимая Энергетика»
Тел. (095) 721 1190, Факс. (095) 721 1189
http://www.energywell.narod.ru