Банк новых технологий

Сформировался ряд ключевых направлений научно-технического прогресса в электро- и теплоэнергетике, реализация которых способна кардинально повысить энергоэффективность отрасли. Существенно и то, что разработка и изготовление этого нового энергетического оборудования происходит в основном вне собственно энергетики – у металлургов, машиностроителей, электронщиков и в других отраслях науки и промышленности, т.е. переход на новый технологический уклад происходит и там. С другой стороны, повышение эффективности существующих генерирующих мощностей значительно выгоднее, чем строительство новых.

Парогазовый цикл
В нашем регионе сосредоточено большое количество крупных ТЭС, работающих на природном газе или угольном топливе. Перевод их на парогазовый цикл с применением новейших газотурбинных или парогазовых установок (ГТУ или ПГУ) дает возможность повысить КПД мощных установок до 60% и экономить в среднем 15-20% топлива в год по сравнению с теплофикационным паросиловым энергоблоком сверхкритического давления. Эта же технология позволяет строить полностью автоматизированные парогазовые или газотурбинные электростанции малой и средней мощности с комбинированным производством электрической и тепловой энергии.
В бинарных ПГУ все топливо сжигается в камерах сгорания газовой турбины, а пар генерируется за счет тепла отработанных газов. При этом можно использовать как природный газ, так и полученный при газификации любых видов углей.

Водоугольное топливо (ВУТ)
ВУТ может с успехом заменить дорогой мазут или дефицитный природный газ, его широкое применение значительно повысит эффективность угледобычи и энергетики.
Т.у.т. из «жидкого угля» стоит в 2-3 раза меньше, чем тонна мазута. К тому же ВУТ экологически чище. На Западе дешевое водоугольное топливо широко используется. У нас отработкой технологии и практическим внедрением ВУТ, в соответствии со специальной программой, занимается Центр «Экотехника».

Тепловой насос
Это устройство, позволяющее получать тепловую энергию от низкотемпературных источников, т.е. от т.н. вторичных энергоресурсов. К ним можно отнести грунтовые, артезианские или термальные воды, оборотного водоохлаждения, промышленные и бытовые стоки, вентиляционные выбросы, дымовые газы, т.е. любое «бросовое тепло», температура которого выше плюс 3оС.
Тепловые насосы получили уже массовое распространение в развитых странах, особенно в Швеции, где их внедрение рассматривается как наиболее эффективный способ утилизации вторичных энергоресурсов и инструмент энергосбережения.
В России промышленно освоен энергетический ряд тепловых насосов, которые позволяют отапливать как отдельный коттедж (номинальная тепловая мощность 20-30 кВт), так и целый поселок или промышленный объект (2500 кВт). Ориентировочно себестоимость составляет 90-150 руб. за 1 Гкал при сроке окупаемости 1,5-3 года.
Тепловой насос – реальная альтернатива угольным или мазутным котельным для промышленных предприятий, использующим оборотное водоснабжение, – возможность получить дополнительный источник тепла, уменьшив потребление топлива для собственной котельной.

Котлы с «кипящим слоем»
Сжигание угля в кипящем слое позволяет принципиально улучшить экологические (и в значительной мере экономические) показатели паровых энергоблоков. Низкотемпературное (800-900оС) сжигание при ступенчатой подаче воздуха с добавкой в слой сорбента (известняк или доломит) существенно снижает вредные выбросы в атмосферу без применения очистных систем. В настоящее время разработаны котлы производительностью 160-500 т/ч с различными типами топок с циркуляционным кипящим слоем. Возможно их интегрирование с парогазовыми схемами со сбросом газов в котел и др. модификациями. Относительная удельная стоимость единицы мощности ПГУ с кипящим слоем под давлением составит 0,85-0,95 относительно действующих паровых блоков 150-800 МВт.
Очень существенно, что газогенераторные установки и котлы с кипящим слоем (КПД не менее 80%) позволяют эффективно использовать в качестве топлива торф и бурый уголь. 

Теплонакопители
Теплонакопители – принципиально новая система электроотопления, получившая широкое распространение в Европе для обогрева жилых и служебных помещений, позволяющая оптимизировать режим энергопотребления и снизить потребление топлива.

Конденсатоотводчики
Существующие теплообменники в технологиях, где применяется пар, используют его на 30-40%. Остальное уходит в обратный трубопровод, при этом теряется примерно 60% тепла. Конденсатоотводчики – устройства, автоматически поддерживающие такое сечение трубопровода, через которое проходит только конденсат, но не пролетный пар. Конденсатоотводчик позволяет экономить до 50% энергоресурсов.
На КУМЗе затраты на установку регулируемых конденсатоотводчиков непосредственно у теплопотребляющих агрегатов составили 0,3 млн руб., окупились они за 0,2 года, а экономия составила 20 тыс. Гкал.
 
Энергоустановки на базе высокотемпературных топливных элементов с твердым электролитом (ВТТЭ)
ВТТЭ с твердыми электролитами основаны на прямом преобразовании химической энергии топлива в электрическую с возможным КПД 80-85%, генераторы на их основе можно использовать для дополнительного получения электроэнергии, для обогрева (температура отходящих газов 400-500оС) или как основные энергоустановки на транспорте.
Занимаются этими проблемами совместно УралНИТИ и Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН.

Спирально-профилированные трубы для тепловых аппаратов
С их помощью можно значительно повысить эффективность работы теплообменных аппаратов, тепловых и атомных станций через повышение коэффициента теплопередачи и снижение расхода топлива.
Проблемой занимается кафедра «Металлургические и роторные машины» УГТУ-УПИ. Создана промышленная технология и оборудование для серийного производства в условиях специализированных трубных предприятий.
Банк новых технологий
Уралосибирский Банк
Социального развития