Автономные паропоршневые электростанции

http://www.youtube.com/watch?v=lPIqiINsuQE&feature=em-share_video_user

   Испытания паровой машины на насыщеном паре 8 атм.MOV02418

Автономные теплоэлектростанции на быстроходных  поршневых паровых машинах ООО «ЭнергоСтройСервис»

Большинство людей воспринимают паровые машины как нечто устаревшее. Но большая часть электроэнергии производится с помощью паровых машин-турбин. Даже на атомных станциях. Ведь АЭС — это атомный реактор плюс паровая турбомашина . Вот только на транспорте в качестве двигателей безраздельно властвует ДВС. Пока.

Новые возможности

Новые технологии и материалы позволяют сегодня делать компактные энергетические установки доступными для небольших производств и населенных пунктов. Массовое производство генераторов дает возможность создавать на их основе новые, интересные решения, используя при этом тот источник энергии, который всегда был рядом, но ещё вчера не приносил никакой «энергетической пользы».

          Независимость от сетей тепло- и электроснабжения

По разным оценкам, от 60 до 70 % территории России не охвачены централизованным электроснабжением. На этой огромной территории проживает более 20 млн человек жизнедеятельность людей обеспечивается главным образом средствами малой энергетики.

Децентрализация источников снабжения

Прокладка линий электропередачи при подключении новых потребителей к электросетям сегодня один из главных сдерживающих факторов к появлению новых независимых производств. В не самых дорогих регионах России, например, в Ульяновской области, километр новых линий обходится потребителю более 300 тысяч рублей, и это далеко не все расходы при подключении. И это не единственный аргумент для отказа от централизованного электроснабжения — при наличии на местах источника и его эксплуатации с помощью компактного автономного оборудования отпадает необходимость осуществлять его доставку к месту выработки энергии.

Например , турбина ТЭЦ вырабатывает 20 МВт, потребляя тепло, сжигаемых в печах отходов лесопереработки, свозимых на ТЭЦ в радиусе 100 км. Эта централизованная схема требует и прокладки сетей электроснабжения, и наличия персонала для ТЭЦ и парка грузовиков для перевозки горючих отходов. Тогда как, 20 малых предприятий могут сжигать отходы на местах, вырабатывая на малых энергоустановках по 100 кВт для собственных нужд и не оплачивать услуги ТЭЦ и парк грузовиков.

Возможность и необходимость утилизировать отходы

Использование горючих отходов сегодня приводит к дополнительному развитию современной экономики. Их неиспользование — к интенсивному загрязнению окружающей среды.

Жителям городов знакома проблема «полигонов» — огромных свалок мусора, который не был отсортирован и утилизирован современными способами. Между тем от 20 до 40 % объёма отходов — это ГБО (горючие бытовые отходы). В крупных городах сегодня и ставят заводы по переработке мусора, а в малых населенных пунктах? Здесь необходимы решения малой энергетики..

В лесном секторе России занято около 2 млн человек (свыше 3 % трудоспособного населения страны). Жизнь сотен тысяч людей проживающих в северных областях России, практически полностью зависима от лесных ресурсов^[. Опилками, корой, стружкой завалены огромные территории, прилегающие к предприятиям лесопереработки.

В сельском хозяйстве проблема утилизации отходов сельскохозяйственной переработки и животноводства стоит не так остро, как в лесной отрасли, но энергия, которую можно получить, может значительно снизить стоимость производимых продуктов.

Удалённые населенные пункты

Огромные территории страны и в ХХI веке не подключены к централизованным сетям электроснабжения, а ещё больше населенных пунктов не имеют магистрального газа. До 1991 года проблемы решались — регулярный «северный завоз» и подобные дорогостоящие мероприятия — привоз бочки солярки часто обходился в тонну авиационного керосина. С 90-х годов такая помощь резко сократилась. Многие удаленные малые населенные пункты либо просто исчезли, либо поставлены на грань выживания. Их судьба сегодня зависит от развития малой энергетики. В шести направлениях «энергоэффективной политики» , утвержденной в 2009 году. Пятый пункт — это «малая комплексная энергетика» и шестой пункт — «инновационная энегетика» ( Материалы Комиссии по Энергоэффективности при Президенте РФ ). Задача — как использовать ресурсы, находящиеся на месте для получения тепла и электричества — решается сегодня многими независимыми производителями печей, котлов, микротурбин, генераторов и другого энергетического оборудования. Новые выставки, такие как «Альтернативная энергетика» на ВВЦ и «Energy Fresh» в Гостином дворе Москвы показывают заметный рост предложений предприятий в сфере малых энергомощностей.

Независимые малые производства

Россия обладает более чем 20 % процентами мировых запасов деловой древесины. Компактные и доступные решения в малой энергетике, позволяющие решать проблему утилизации отходов лесопереработки, выработки тепла и электричества необходимы для развития новых малых производств, для увеличения доли переработки леса на местах.

                                                                    Альтернативные поставки в сеть

На 2011 год поставки в централизованную сеть в России энергии независимыми малыми производителями никак не поощряются. В то же самое время, в странах Евросоюза покупка электроэнергии у независимых «альтернативных» производителей — это важнейший рычаг развития малой и альтернативной энергетики. К примеру, в республике Литва покупка электроэнергии у малых источников генерации производится по тарифам, вдвое превышающим их отпуск предприятиям и населению. Благодаря существенным дотациям и постоянному росту цены углеводородов, расширение альтернативных малых энергопроизводств уже более 10 лет выгодно, и большое количество предприятий находит свою нишу в производстве компактного и доступного оборудования, помогающего получать энергию из энергии ветра, воды, солнца или при сжигании горючих отходов.

Горючие отходы

Отходы лесопереработки, сельского хозяйства, ГБО — «горючие бытовые отходы» — всё что горит должно быть сожжено! И сожжено эффективно. Наука сжигания опилок сегодня значительно опережает науку сжигания дров!

Кратко о применимости процессов пиролиза:

В Советском Союзе Институт Электрификации Сельского Хозяйства ВИЭСХ разработал множество установок по сжиганию лесных и сельскохозяйственных отходов переработки. Главный упор делался и делается на процессы пиролиза — это когда опилки нагревают до 700 С, получая недоокисленный газ СО, а его уже сжигают на выходе интенсивной подачей воздуха, попутно сжигая всё остальное, что выделилось из опилок. СО и другие горючие газы, называемые вместе «пиролизный газ», планировалось подавать на ДВС, в том числе и на дизели. Однако, в ходе экспериментов в лабораториях ВИЭСХ было выявлено серьёзное выделение из пиролизного газа смол, закоксовывающих двигатели, что свидетельствует о нерентабельности данного процесса, несмотря на периодическое появление в СМИ информации о новых фильтрах, с помощью которых пиролизный газ можно сделать «безопасным» для ДВС. Делая вывод из работ учёных института, следует рассматривать полезным процесс сжигания горючих отходов с целью получения давления нагретых газов, в частности паров воды.

Опилки и сельскохозяйственные отходы сегодня сжигают и с применением процессов пиролиза, и в «кипящем слое» (сноска) и смешивая с подаваемым воздухом и другими способами (фото установок, фото схемы Тамбовского института сельского хозяйства) — главное при сжигании — это получение тепла и давления нагретого рабочего газа, который, в дальнейшем, очевидно, должен подаваться на Двигатели Внешнего Сгорания, в частности, турбины. Применению турбин и «микротурбин» в комплексах малой энергетики пишется много, но информация собранная автором у производителей котлов, таких как «Heizomat» Германия, «Экодрев» Тверь и «Ковровские котлы» говорит об отрицательном опыте применения паровых турбин в комплексах, утилизирующих лесо- и сельхоз- отходы. Турбины, по отзывам специалистов, очень чувствительны к перепадам давления пара на входе и к нагрузке на выходе, имеют дорогостоящую систему управления и очень дорогое обслуживание. Совместимы ли эти качества сегодня с понятием «малая энергетика»? Автор считает правильным согласиться с мнением практиков, затратившим немалые средства на покупку зарубежных турбин и давшим отрицательное заключение.

Последнее время много пишется о разработке на базе поршневых ДВС «паропоршневых двигателей», которые продолжают эффективно работать и при значительных перепадах давления пара. Это новое слово в двигателестроении означает принятый за основу стандартный ДВС и снижение его эффективности до 10-15 %, а также новый виткок борьбы с коррозией в непредназначенных для работы с паром двигателях.

ООО»ЭнергоСтройСервис» разработал провел практические испытания и предлагает к практической реализации автономную энергетическую установку на базе быстроходной поршневой паровой машины: автономная – теплоэлектростанция (АТЭС), единичной электрической мощностью от 20 до 300 кВт.

Состав АТЭС — паровой котел на давление до 2,4 МПа и быстроходная поршневая паровая машина с независимой системой парораспределения , соединённая с электрогенератором. Для наращивания мощности возможна параллельная работа нескольких АТЭС (блочный принцип).

• Интервал между техническими обслуживаниями — 1000 — 1500 моточасов;
• КПД с учетом использования тепла выхлопного пара до 85%;
• Срок монтажа и запуска не более трёх месяцев.

Простота конструкции и габаритные размеры АТЭС, позволяют устанавливать их на открытых площадках в полной готовности к эксплуатации.

В условиях постоянного роста тарифов независимое производство электричества и дешевой тепловой энергии при помощи экономичных, доступных и современных АТЭС – единственно верное, экономически оправданное решение для автономного энергоснабжения:

• промышленных предприятий различных отраслей;
• объектов малого и среднего бизнеса;
• теплиц и парников.

Такие АТЭС будут пользоваться широким спросом, так как позволят существенно улучшить экономические показатели многих отраслей промышленности, коммунального хозяйства, строительства и т.д.

Ресурсное обеспечение

При изготовлении паровых машин используются узлы и детали, выпускаемые как в России.

Имеется специализированная производственная база для выпуска АТЭС.

Предприятие осуществляет полный комплекс работ под заказ — проектирование, согласование, поставка оборудования, шеф-монтаж, пусконаладка, сдача в эксплуатацию, гарантийное и послегарантийное обслуживание, обучение персонала.

Конкурентоспособность продукции

В России отсутствуют предприятия, выпускающие поршневые паровые машины и (или) АТЭС с их использованием.

Важнейшие преимущества АТЭС:

• повышение надежности энергоснабжения;
• меньшая стоимость произведённой электроэнергии;
• меньшая стоимость самой МТЭС;
• невысокие требования к квалификации обслуживающего персонала;
• быстрая окупаемость МТЭС;
• низкие удельные затраты в стоимости энергии от стоимости топлива;
• длительный ресурс эксплуатации оборудования.
• Вес на единицу мощности АТЭС не превышает аналогичный показатель паровых турбин, использующих пар одинаковых с машинами параметров.
• АТЭС может состоять из нескольких силовых модулей, часть из которых можно периодически отключать. Для паровой турбины количество отключений с охлаждением не превышает 30, причём отключение занимает более 12 часов.

Изменение режима работы АТЭС не требует никаких её регулировок, необходимы просто манипуляции вентилями, подключающими цилиндры к различным магистралям. Возможны три варианта работы АТЭС:

• в режиме однократного расширения;
• в режиме двойного расширения;
• в режиме с промежуточным отбором пара.

АТЭС можно использовать для объектов в различных областях экономики, особенно эффективно в отдаленных районах страны с холодным климатом.

Особенностью таких установок, является способность работать автономно, с использованием практически любого местного топлива (уголь, торф, древесные отходы). Обслуживание таких установок обеспечивает небольшой персонал.

С учетом тенденции ежегодного роста стоимости электрической энергии применение АТЭС дает значительный экономический эффект – снижение затрат на тепло- и электроэнергию. Использование АТЭС обеспечит более эффективное использование топлива за счет комбинированного производства энергии.

АТЭС имеют важные конкурентные преимущества и позволят потребителям получить экономический эффект:

• получать энергию по ценам более низким, чем сложившиеся на рынке.
• повышение надежности электроснабжения.
• снизить финансовую зависимость от роста тарифов на электроэнергию и тепло.
• убрать платы за подключение.
• топливные потерь на АТЭС минимальны.
• быстрый возврат инвестиций.
• возможности приобретения АТЭС в лизинг.
• возможность установки АТЭС в старых котельных и на ЦТП.
• отсутствие необходимости строительства дорогостоящей ЛЭП, ТП, протяженной электросети.
• снижение финансовой зависимости от роста тарифов на электроэнергию и тепло.
• отсутствие ограничений при расширении мощностей для потребителя.
• возможности быстрого увеличения электрической мощности, путем дополнительной установки энергетических модулей.

Обладая такими важными преимуществами, АТЭС может стать важнейшим элементом энергетики будущего.

Возможно изготовление АТЭС встраиваемых в здание в виде блоков заводской готовности.

Клиент получает АТЭС созданные на высококачественном оборудовании, максимально подходящем под индивидуальные требования заказчика, без дополнительной переплаты, с полной заводской гарантией.