Инновационная струйно-нишевая технология сжигания топлива, разработанная украинскими учеными, с трудом пробивает себе дорогу Коэффициент полезного действия газовых горелок и котлов можно существенно повысить, сократив при этом потребление газа и электроэнергии, утверждают специалисты киевского научно-технического центра Флогистон, входящего в консорциум компаний СНТ (Киев).
О сути изобретения рассказал один из его авторов, технический руководитель проекта, академик Международной академии экологии Геннадий Дворцин (на фото).

От самолетных турбин к коммунальным котельным

Практически весь состав фирмы выпускники Киевского политехнического института, кафедры энергетического оборудования тепловых и атомных электростанций. Еще в 1984 году в КПИ под руководством Михаила Абдулина, нынешнего директора СНТ, началась работа над созданием принципиально новой технологии сжигания газа. Занимались изучением процессов, происходящих в камерах сгорания авиационных и газотурбинных двигателей. Но, кроме того, пришлось столкнуться с проблемами в работе аппаратуры, применяемой в котельных, в печах разного типа.
Когда мы начали заниматься вопросами горения, обнаружилось, что подавляющее большинство котлов, горелок, печей, работающих на газе, весьма неэффективны, говорит Г. Дворцин. Газ, поступающий в горячую зону, не успевает весь сгореть. Мало того, что при этом не достигается максимально возможная теплоотдача, но еще и остатки газовой смеси, включая угарный газ, выбрасываются в атмосферу. Поэтому мы подошли к оптимизации горелочных устройств со всей основательностью.
Исследовали сотни типов горелок, и в какой-то момент возник закономерный вопрос: можно ли создать единое устройство, способное в любом горелочном объекте обеспечить оптимальный рабочий процесс, который использовался бы и во вращающихся печах, и в котлах, и в металлургии? Совместными усилиями сотрудники кафедры сформулировали пять принципов для будущей технологии и создали опытные образцы. Устройства имели наилучшие показатели по сравнению с любыми другими горелками. Уже в 1985 году ученые получили несколько авторских свидетельств Метод назвали струйно-нишевой технологией (СНТ). Последние разработки в этом ряду вихревые реакторы АбдулинаДворцина. На основе СНТ создан ряд горелочных устройств, которые могут применяться практически во всех известных типах огнетехнических объектов котлах, печах, сушилах, камерах сгорания и т.п. Модернизация печей под установки СНТ, по утверждению разработчиков, малозатратна и быстро окупается.

Вихри, совсем не враждебные

Геннадий Романович, в чем основная идея вашего изобретения?
Мы разработали технологию сжигания топлива, основанную на газодинамической схеме: горючее подается в поперечном режиме в поток окислителя перед вихре- образователем, который имеет форму ниши. Отсюда и название струйно-нишевая система. Главная наша фишка создание в этой нише стабильной вихревой структуры. В рабочей зоне возникает круговой вихрь, в котором происходит полное сгорание газа и достигается более высокая, чем при обычных условиях, температура.
Горелка СНТ в блочном исполнении комплектуется системой регулирования, в которой использованы последние достижения науки. Все регулирующие устройства горелки имеют электрический, а не механический привод механика подвержена разбалансировке. Одно из главных преимуществ нашей системы автоматики в том, что электронная настройка блока управления не боится изменения давления газа в сети, на что обычные горелки реагируют снижением теплоотдачи. У нас этого нет.
Наша технология уже на слуху, успешно внедрен ряд пилотных проектов, сегодня готовится государственная программа энергетического перевооружения предприятий, где СНТ занимает ведущее место. Однако процессы, происходящие в этих устройствах, находятся на грани знаний традиционной науки, поэтому наши разработки некоторые ученые не признают.
Почему? Разве соответствующие разделы физики недостаточно проработаны? Да, мы наблюдали в эксперименте явления, не объяснимые с точки зрения общепринятых физических законов. Эти нарушения зафиксированы документально. Но технология работает, что доказано многочисленными опытами. Полученные результаты достаточно убедительны для того, чтобы метод создания вихревых потоков вошел в первый ряд применяемых в стране энергосберегающих технологий. Кроме того, при струйно-нишевой технологии сгорания практически не образуется угарного газа (СО), значительно снижены, по сравнению с обычными горелками, выбросы других газов. То есть метод гораздо более экологичен, чем традиционные.
Внедрить сложнее, чем изобрести Это, к сожалению, аксиома, и нашим изобретателям также довелось столкнуться с недоверием, сомнением, даже отторжением их идей как среди практиков, так и ученых. Пришлось выдержать конкуренцию с западными горелочными устройствами, поскольку их продвигал на наш рынок сильный и умелый маркетинг. А у отечественных ученых одно время не было средств не то что на рекламу своего изделия, а просто на продолжение разработок и изготавление опытных образцов. Тем не менее к 2000 году они все же создали ряд горелок, которые отвечали сформулированным учеными принципам. Началось внедрение СНТ в промышленность Украины, России, Белоруссии более чем на 600 объектах. Даже в Польше оборудованы печи, работающие по киевской технологии. На котлах удавалось экономить 15% газа, на печах до 80%. Только за счет этой экономии срок окупаемости проектов от 5 до 15 месяцев. Где конкретно работают ваши горелки?
Это и объекты жилищно-коммунального хозяйства более 40 типов котлов, и малые контактные нагреватели. Так, мы модернизировали ТЭЦ в Одессе. Экономия газа составляет около 8 миллионов гривень в год. Практически за 34 месяца внедрение СНТ себя окупило. Нашими горелками оборудованы сложные объекты металлургии: завод Запорожсталь перевел весь свой мартеновский цех на СНТ и получил около 16% экономии газа. Это существенно при его объемах. Там же были оснащены нашими системами вращающиеся печи, сжигающие по 4 тысячи кубов газа в час. Здесь также получили огромную экономию газа. В Донецке мы установили свои устройства на котельные в Пролетарском районе, которые до этого вообще не работали зимой старым горелкам не хватало давления газа. После модернизации отопление пошло в дома. Такой же эффект мы получили в Севастополе, в Камышовой бухте, где была тупиковая ветвь газопровода. Зимой давление в нем падало, и котельные не могли давать тепло. В районе возникла социальная напряженность. После установки нашей аппаратуры котельные заработали нормально.
Если модернизация горелок по вашему методу окупает себя в течение сезона, то почему по всей Украине нашлось только 600 предприятий, рискнувших внедрить технологию ?
На самом деле это очень много. Если занимаешься реальным внедрением, то, пожалуй, самый сложный момент добиться финансирования. Это как бег с барьерами, где каждое препятствие выше предыдущего. Да и вообще в Украине к струйно-нишевым горелкам до сих пор относятся с недоверием. Поэтому мы докладываем о них на всех профильных конференциях и выставках, чтобы привлечь внимание к нашим разработкам. В конце концов они были замечены. Наша фирма дважды получила звание Лидер топливно-энергетического комплекса Украины за лучший энергосберегающий проект 2006 года и за лучшую научно- техническую разработку 2009 года. Но, к сожалению, мы не можем развернуться в той мере, в какой заслуживает этот метод.

Украинская техническая газета