Применение кольцевых турбопоршневых приводов для увеличения энергоэффективности коммунального хозяйства России. Велицко В.В.

Задачи, решаемые установкой автономных паровых приводов в котельных Высвобождение денежных средств на модернизацию и реконструкцию коммунальных котельных при сохранении действующего тарифа на тепловую энергию. Обеспечивается путём снижения затрат на электроэнергию, приобретаемую из электросетей. Увеличение стабильности работы социально важных объектов и промышленных предприятий за счёт наличия автономного источника энергии независимого от внешних электросетей. Исключаются негативные последствия аварий, аналогичных аварии марта 2006 г. в Москве и Московской области. Велицко В.В.

Эффект от роста автономности работы отопительных и производственно-отопительных котельных от внешних электросетей Повышение энергобезопасности коммунального и промышленного сектора. Рост конкурентоспособности промышленных предприятий региона за счёт снижения издержек на приобретаемые энергоресурсы. Обеспечение возможности застройки в центральной части г.Москвы, где в настоящее время закрыты питающие центры и не производится подключение новых электропотребителей. Обеспечивается путём выделения свободных мощностей при реконструкции прилегающих отопительных котельных путём установки автономных источников энергии. Велицко В.В.

Объекты установки автономных источников энергии Отопительные котельные МУП. Производственные предприятия, обладающие производственными и производственно- отопительными котельными. Велицко В.В.

Основные потребители электроэнергии в котельных и на производственных предприятиях Электроприводы станков, насосов, компрессоров, воздуходувок и т.п. Электрокотлы, электропечи, электрокалориферы, сварочное оборудование и иное нагревательное оборудование Освещение КИП и А (контрольно-измерительные приборы и автоматика), а также их исполнительные устройства, такие как регуляторы, задвижки и т.п. Велицко В.В.

Основные потребители электроэнергии в отопительных и производственно-отопительных котельных Насосы, дымососы, дутьевые вентиляторы (тягодутьевое оборудование) Освещение КИП и А Велицко В.В.

Способ оптимального энергообеспечения котельных Учитывая, что наиболее крупными потребителями электроэнергии являются насосы и тягодутьевое оборудование, наиболее оптимально осуществить непосредственный привод указанного оборудования от паровых двигателей, устанавливаемых параллельно редукторам (РУ) или редукционно-охладительным установкам (РОУ). Велицко В.В. Способ включения парового привода в технологическую схему котельной:

Способ оптимального энергообеспечения котельных Электроснабжение маломощных потребителей, таких как КИП и А, освещение, осуществляется от маломощного электрогенератора на базе аналогичного кольцевого турбопоршневого парового привода. При этом максимальную экономическую эффективность обеспечивает именно паровой привод котельного оборудования, имеющий существенно меньшую, чем электрогенератор, стоимость и высокий коэффициент использования установленной мощности. Велицко В.В.

Способ установки парового привода технологического оборудования в котельных Паровой турбопоршневой привод устанавливается взамен существующим и никогда не эксплуатируемым резервным паровым поршневым насосам Украинского производства. Для установки парового привода уже подведены все необходимые коммуникации. Паровой привод устанавливается параллельно существующим редукторам пара и РОУ, что обеспечивает возможность его выключения без остановки котельной. Паровым приводом обеспечивает работу одной единицы технологического оборудования из группы, например одного сетевого насоса из группы сетевых насосов. Оборудование с электродвигателями сохраняется в резерве. Велицко В.В.

Основные требования к паровому приводу технологического оборудования Надёжность Простота конструкции Простота обслуживания Отсутствие смазочного масла Попадание смазочного масла в конденсат недопустимо Мощностной ряд, равный мощностному ряду общепромышленных асинхронных электродвигателей. Массогабаритные и присоединительные размеры, равные и параметрам общепромышленных асинхронных электродвигателей. Велицко В.В.

Существующие паровые приводы и их применимость для привода технологического оборудования котельных Паровые турбины различных конструкций Массогабаритные и присоединительные размеры превышают параметры общепромышленных асинхронных электродвигателей. Невозможность использования любого перепада давлений пара и пара любого качества. Узкий мощностной ряд. Велицко В.В.

Существующие паровые приводы и их применимость для привода технологического оборудования котельных Паровые машины различных конструкций Невозможность использования любого перепада давлений пара и пара любого качества. Узкий мощностной ряд. В ряде, особенно отечественных конструкций, попадание смазочного масла в пар и конденсата в смазочное масло. Велицко В.В.

Существующие паровые приводы и их применимость для привода технологического оборудования котельных Паровинтовые машины Невозможность использования любого перепада давлений пара и пара любого качества. Узкий мощностной ряд. Низкий КПД. Велицко В.В.

Существующие паровые приводы и их применимость для привода технологического оборудования котельных Кольцевые турбопоршневые паровые двигатели Велицко В.В. Особенности конструкции Максимальная простота конструкции и нетребовательность к обслуживанию. Широкий мощностной ряд. Возможность изготовления парового привода для нужд именно конкретного заказчика. КПД, превышающий КПД существующих паровых турбин и паровых машин.

Конструкция кольцевого турбопоршневого двигателя 1 – Корпус 2 – Крышки корпуса 3 – Силовой ротор 4 – Клапан 5 – Шестерни связи 6 – Впускной трубопровод 7 – Золотниковый механизм 8 – Выпускное окно (выпускной трубопровод) Велицко В.В

Принцип работы кольцевого турбопоршневого двигателя Велицко В.В. Особенности работы Вращающийся поршень при полностью вращательном движении роторов. Двухсторонний рабочий. Рабочий цилиндр занимает до 68% объёма двигателя, тогда как у поршневых двигателей всего 2 – 5% объёма рабочей камеры ко всему объёму двигателя. Отсутствие трения. Бесконтактные уплотнения. Отсутствие смазки цилиндров.

Текущая ситуация по проекту В настоящее время разработчиком, на одном из турбостроительных заводов, создан стендовый турбопоршневой двигатель, на котором были апробированы технологии проектирования, изготовления и сборки данного двигателя. Полученные положительные результаты испытаний позволяют создать противодавленческий паровой привод для отопительных и промышленно-отопительных котельных. По поданной международной заявке на изобретение PCT/RU 2007/ получен положительный отчёт о международном патентном поиске, подтверждающий Новизну (N), Изобретательский уровень (IS) и Промышленную применимость (IA) по всем заявленным пунктам изобретения. Автором ведётся работа по патентованию в основных странах-производителях и странах потребителях энергетического и компрессорного оборудования. Велицко В.В.

Текущая ситуация по проекту На базе созданной конструкции турбопоршневого двигателя планируется к постановке в производство линейка паровых приводов, совместимая по массогабаритным характеристикам с общепромышленными асинхронными электродвигателями мощностью 18,5 – 630 кВт. При этом турбопоршневые двигатели являются более лёгкими, чем асинхронные электродвигатели, например созданный на турбостроительном заводе стендовый образец двигателя имеет удельную мощность на уровне 1,5 кг/кВт, тогда как выпускаемая указанным заводом паровая турбина имеет удельную мощность 15 кг/кВт и габаритные размеры, превышающие габариты аналогичного асинхронного электродвигателя, мощностью 250 кВт. Велицко В.В.

Потребность в инвестициях Для производства приводов технологического оборудования и пароэлектростанций требуется Срок выхода в точку безубыточности – 11 мес. Срок возврата инвестиций – 14 мес. NPV по ставке дисконтирования 10,5% по 5 годам. NPV по ставке дисконтирования 100% по 5 годам. IRR – 2 200% Велицко В.В. Ёмкость рынка В России, по состоянию на 2000 г., насчитывается котельных, из которых имели мощность более 20 Гкал/час. Абсолютное большинство мощных котельных оборудовано паровыми котлами, которые необходимы исходя из технологической потребности мощных котельных. Потенциальный объём установки паровых приводов в существующих котельных – не менее 20 ГВт.

Контактная информация Велицко В.В. Разработчик Велицко Владислав Владимирович Тел.: (910) , (926)

Благодарю за внимание! Велицко В.В.