Имеется один способ разрушения монополии на поставки электроэнергии потребителю — это «распределенная» генерация, то есть выработка электроэнергии по месту ее потребления. В этом способе совершенно исключаются потери (и затраты) на передачу электроэнергии, которые и составляют большую долю в цене покупной электроэнергии.
Мы расскажем Вам об устройстве ПВМ-250, которое служит для выработки электроэнергии в существующих паровых котельных. Сегодня эти котельные во время выработки пара и горячей воды сами также являются потребителями электроэнергии, хотя обладают потенциальной энергией избыточного давления пара, которая полезно не используется. Крайне важно, что именно для таких котельных перебои с получением электроэнергии «извне» ведут к остановке всех обслуживающих агрегатов и систем управления, а следовательно к полной остановке котельной. Представить страшно, если это случится 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) разработана таким образом, что производит собственную электрическую энергию в паровой (пароводогрейной) котельной с суммарной паропроизводительностью 8 – 25 тонн пара в час.
Котельные такого типа 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.
Данная котельная для собственного потребления использует 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. Во время редуцирования потенциальная энергия пара теряется. Редукционные установки можно заменить на малые противодавленчекие турбины для использования энергии дросселируемого пара.
Если рассматривать конструкцию ПВМ, мы увидим: 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.
Также в нашей котельной устанавливается в параллель к редукционной (редукционной охладительной) установке. Свежий пар от котла (с давлением от 1,4 до 0,9 МПа) поступает в турбину, расширяется и преобразует тепловую энергию в механическую, при этом плавно вращая роторы. Далее вращательный момент передается генератору (насосу, дымососу) через муфту на валу редуктора (число оборотов – 1500/3000 об/мин). Пар, прошедший всю схему (с давлением от 0,45 до 0,15 МПа) имеет достаточное теплосодержание и подается в технологический цикл производства или на подогреватели воды.
Для того, чтобы получить 250 кВт/ч электроэнергии необходимо пропускать через машину от 6 до 9 т/ч пара. Агрегат в свою очередь производит электрический ток с напряжением 380 В и частой 50 Гц. Для скромных котельных этой энергии вполне достаточно для полного покрытия собственных нужд, ну а для более крупных котельных можно устанавливать не один, а несколько модулей параллельно и эксплуатировать их с учетом сезонных тепловых и электрических нагрузок.
Опыт эксплуатации. Три ПВМ хорошей партии отработали 1000 часов в качестве приводов сетевых насосов на ЦТП Московского мусоросжигательного завода №3, были демонтированы и законсервированы из-за реконструкции ЦТП; дальнейшая их эксплуатация будет продолжена после завершения реконструкции. Длительная опытно-промышленная эксплуатация ПВМ двух поколений проводилась на заводе бетонно-керамических изделий. В ходе испытаний турбина показала весьма высокий внутренний КПД -0,65 – 0,7. Опытная эксплуатации ПВМ подтвердила 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:
- РПВ-02М (собственно турбина);
- Шкаф системы автоматического управления (микропроцессорный) на элементной базе фирмы Шнайдер, включающий и силовое оборудование, комплект датчиков;
- Арматура: регулирующий клапан с электроприводом. аварийный клапан-отсекатель;
- Электрогенератор;
- Рама фундаментная;
- ЗИП;
- Комплект документации.
В поставку оборудования также входят следующие услуги:
- Авторский надзор при монтаже, пуско-наладочных работах и испытаниях;
- Обучение персонала котельной обслуживанию ПВМ/РПВ.
Достаточно малые размеры и вес обеспечивают возможность установки машины в существующем здании котельной без сооружения дополнительного помещения и массивного фундамента.
Просто налицо выгоды внедрения турбоагрегатов типа ПВМ-250 – 1) низкая себестоимость электроэнергии собственной генерации — от 0,15 до 0,4 руб./кВт ч (в зависимости от применяемого топлива); 2) 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); 3) независимость от внешнего источника электроэнергии. Все вышеперечисленное позволяет значительно снизить себестоимость производимого тепла и повысить надежность работы котельной.
ПВМ-250 – на сегодняшний день все-таки новое оборудование, только-только открывающее себе дорогу на рынок. Но высокая эффективность применения ПВМ ожидается 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.