1

Результаты эксплуатации

паровинтового агрегата ПВМ-1,0

на Центральной котельной МУП «МКС»

в г. Муравленко

Григорьев В.Н.,главный инженер ООО «ВТ Технологии»

ООО«ВТ Технологии»

2

Введение

В России, как и во всем мире, все большее распространениеполучают новые технологии энергосбережения. К ним, в частности,относится использование энергии пара для выработки электроэнергиив котельных и перевода их в мини ТЭС.

С этой целью в центральной котельной г. Муравленко былаустановлена паровинтовая машина ПВМ-1000 мощностью 1 МВт,предназначенная для выработки тепловой и электрической энергии засчет преобразования теплоперепада пара.

ПВМ по сути является новым типом парового двигателя. ПВМразработана в России, аналогов ее за рубежом нет. На конструкциюПВМ, ее узлов и систем получено свыше 10 патентов в России и зарубежом.

Центральная котельная г. Муравленко установленной мощностью 218МВт обеспечивает потребителей города тепловой энергией.Присоединенная тепловая нагрузка составляет 127 МВт.Потребляемая мощность электрооборудования – 1,8 МВт. Котельнаяоборудована десятью водогрейными котлами ДЕВ 15-14 ГМ и двумяпаровыми – ДЕ 25-14 ГМ. Пар используется для подогрева сетевойводы в четырех пластинчатых теплообменниках и на собственныенужды.

Центральная котельная работает 8400 часов в году, при этомпроводится необходимое техническое обслуживания оборудования сперерывом в подаче пара. Летняя нагрузка обусловленапотребностью центральных тепловых пунктов в теплоносителе длянужд горячего водоснабжения.

Паровые котлы ДЕ 25-14 ГМ производительностью 25 т/ч,установленные в котельной, вырабатывают насыщенный пардавлением 0,8…1,4 МПа при температуре 176…196 °С. Длятеплофикационных нужд (пароводяных пластинчатыхтеплообменников) требуется давление 0,2…0,6 МПа. Таким образом,существует неиспользуемый перепад давления пара. Оннаправляется в энергоустановку, и часть тепловой энергии парапреобразуется в электроэнергию.

По надежности теплоснабжения котельная относится к I категории. Вкачестве основного топлива используется осушенный попутныйнефтепромысловый газ. Электроснабжение осуществляет ОАО«Тюменьэнерго».

3

Установка смонтирована на новом фундаменте в существующемнеиспользуемом помещении насосных установок.

Финансирование проекта проводилось из собственных средств МУП«Муравленковские коммунальные системы».

Расчетный срок окупаемости энергоблока составил 2,2 года,себестоимость вырабатываемой электроэнергии – 0,23 р./кВт.ч.Установка ПВМ позволила снизить себестоимость вырабатываемоготепла и удерживать тарифы на отпускаемую потребителям тепловуюэнергию на низком уровне. Это является одной из важнейших задачадминистрации города.

Проект разработан петербургской фирмой «ЗиоСаб Дедал».Паровинтовая машина ПВМ-1000 изготовлена на предприятияхСанкт-Петербурга согласно конструкторско-технологическойдокументации ООО «ВТ Технологии».

Агрегат на основе паровой винтовой машины ПВМ позволил котельнойперейти на комбинированный режим работы. Выработкаэлектрической энергии происходит за счет использованиявысокопотенциальной энергии пара, бесполезно дросселируемого накотельной. Таким образом, при незначительных дополнительныхрасходах топлива и эксплуатационных затратах вырабатываетсядостаточно дешевая электроэнергия. Использование источникаэнергии малой мощности позволило осуществить синхронную работус энергосистемой.

4

Устройство и принцип действия ПВМ

ПВМ является машиной объемного типа действия. В корпусе вращаются рабочие органы - винты роторов. Роторы выполнены из стали, на них нарезаны винты асимметричного профиля. Синхронизирующие шестерни, установленные на роторах, исключают возможность касания профилей винтов друг с другом. Выходной вал ведущего ротора соединен с электрогенератором.

5

ПВМ имеет два корпуса: высокого давления с впускным патрубком и низкого – с выпускным патрубком, ведущий и ведомый винтовые роторы. На валах установлены лабиринтные и радиально-щелевые уплотнения, опорные и упорные подшипники.

Ведущий и ведомый роторы в поперечном сечении имеют, соответственно, 4 и 6 винтовых зубьев, которые находятся в зацеплении с гарантированным зазором. Роторы связаны между собой при помощи синхронизирующих шестерен. При работе роторы не касаются друг друга и не подвергаются эрозионному износу со стороны влажного пара. В процессе эксплуатации стальные роторы и корпус покрываются черной оксидной пленкой, т.е. подвергаются «воронению».

Острый пар через впускное окно поступает к винтовым зубьям роторов, расширяется в полостях, образованных впадинами зубьев, и удаляется из машины через выпускной патрубок

6

Технические преимущества ПВМ.

1. Высокий КПД расширения ( 0.7 - 0.75 ) в широком диапазонережимов.

2. Простота конструкции, высокая ремонтопригодность.

3. Высокий межремонтный ресурс обусловлен отсутствиемвзаимного касания роторов и соответственно отсутствиеммеханического износа.

4. ПВМ может работать на паре любой влажности, в то время какминимальная степень «сухости» пара на выходе лопаточныхтурбин составляет 88 % (влажный пар вызываетэрозионный износ лопаток). Известно, что подавляющеебольшинство котлов малой производительности не имеетпароперегревателей, поэтому они вырабатывают сухойнасыщенный пар. При его расширении в проточной частитурбины степень сухости снижается, что создает опасностьпреждевременного выхода лопаточной турбины из строя.

5. Габариты и масса ПВМ меньше, чем у лопаточной турбиныаналогичной мощности. Это важно при размещении ПВМ вдействующем здании котельной.

6. Высокая маневренность при изменении режима работы.Быстрый пуск и останов.

7. Высокая эксплуатационная надежность и безопасность привозникновении аварийной ситуации.

7

Характеристики и потребительские качестваэнергоагрегатов на базе ПВМ

Конструкция ПВМ позволила в широком диапазоне приспособиться кконкретным условиям Заказчика и, как следствие, покрыть весьдиапазон мощности от 250 до 800 кВт.

При работе в режиме энергосбережения энергоустановка работает насеть предприятия, покрывая часть его собственных нужд вэлектроэнергии и уменьшая тем самым ее потребление из сети.Обороты энергоустановки определяются частотой переменного токав сети.

ПВМ рассчитана на достаточно низкий уровень технического обслуживания,поскольку эксплуатация ее проводится персоналом котельной.

Система автоматического управления и защиты ПВМ, основанная намикропроцессорной технике, учитывает различный технический уровеньприборного оснащения котельных.

8

Экономическая эффективность энергоустановки ПВМ

Опыт применения ПВМ в котельной показал, что удельный расходтоплива на выработанную электроэнергию составил 135 г.у.т./кВт час.

При установке паровинтовой машины дополнительно вырабатывается50…60 кВт электрической мощности на каждую тонну произведенногопара и на 10-15 % увеличивается коэффициент использованиятоплива.

При стоимости покупнойэлектроэнергии 2,20 рубляза киловаттчас, окупаемостьэнергоустановки на базеПВМ мощностью 1000 кВтсоставила менее 2,5 лет.

На сегодняшний день установка отработала более 22 000 часов.

Выработано более

13 000 000 кВтч. Тем самым сэкономлено около 50 млн.рублей.

9

Капитальные затраты

Стоимость паровинтовой

турбины(1шт.)Руб. «ПВМ» 23 000 000

Проектные работы Руб. «ПВМ» 2 000 000

Строительно-монтажные работы со

вспомогательным оборудованиемРуб. «ПВМ» 5 800 000

Пуско-наладочные работы Руб. «ПВМ» 1 000 000

Итого затрат: 31 800 000

10

Капитальные вложения, тыс. руб. 31800

Расходы на эксплуатацию установки, тыс. руб/год 1960

Срок эксплуатации, лет 25

Экономический эффект от внедрения, тыс. руб/год 14560

Себестоимость выработанной эл.энергии, руб/кВт.ч 0,23

Срок окупаемости, год 2,2

Масштабы применения этой технологии энергосбережения достаточновелики. В России находятся в эксплуатации около 80 000 паровыхкотельных. Эти котельные обычно используются в производственно-отопительных целях и принадлежат предприятиям ЖКХ,лесопильной, пищевой, бумажной, текстильной, металлургической имногих других индустрий.

Из пара на этих котельных возможно получить от 250 до 1000 кВтэлектроэнергии. Дополнительный расход топлива иэксплуатационные расходы незначительны.

Таким образом на котельныхпереведённых в режим мини-ТЭЦ, можно получить оченьдешевую электроэнергию,себестоимость которойне более 50 копеек с учётомтопливной составляющей.

11

Заключение

1. ПВМ может эффективно применяться для производстваэлектроэнергии в котельных при срабатывании перепада давленияпара. Собственное производство электричества в котельной,переоборудованной в мини-ТЭЦ, в 4-5 раз дешевле, чем покупать изсети. Это объясняется тем, что владелец собственной мини-ТЭЦ неоплачивает расходов на содержание энергосетей, накладныхрасходов, НДС и плановой прибыли .

2. ПВМ, как паровой двигатель, в диапазоне мощности 250-1000 кВтобладает значительными техническими преимуществами передпаровой турбиной по эффективности, габаритам, стоимости,надежности и безопасности.

3. Для различных условий по пару, определяющих различнуюмощность энергоустановки, используются единая базовая модельмашины с соответствующей настройкой на конкретные условияЗаказчика.

4. В процессе повышения российских цен за электроэнергиюиприближению их к мировому уровню (0,09-0,12 $/кВт*час)собственное производство энергии станет значительно болеерентабельным. Учитывая экономический рост в России изначительную изношенность основных фондов электростанций иэлектросетей, собственное производство энергии является реальнойальтернативой центральному энергоснабжению.

12

ООО «ВТ Технологии»Санкт-Петербург, ул. Малая Морская, д.11, оф. 402

Тел/факс: (812) 715-45-50, 716-16-40E-mail: info@wintoo.ru

www.wintoo.ru

13