Реализация политики энергосбережения в России идет по различным направлениям. Одно из них – повышение эффективности работы муниципальных и промышленных котельных.
Правда, по своей сути любая котельная является далеко не самым энергоэффективным объектом. Только вдумайтесь: потребляет электричество, топливо и холодную воду, а выдает потребителям – всего лишь только горячую воду! Стоит же прервать подачу электроэнергии, что сегодня не редкость, которой нужно всего‑то процентов пять от вырабатываемой тепловой энергии, и… никакого тепла не получим, котельная встанет. Поэтому надежнее, да еще и дешевле, вырабатывать электричество с теплом комбинированным способом – прямо в котельной, «превращая» ее в своеобразную теплоэлектроцентраль, то есть известную всем ТЭЦ.
Как это сделать? Варианты существуют разные, но наиболее простой – ставить паровую турбину на 200‑500 кВт прямо между паровым котлом и водонагревательным бойлером (теплообменником, греющим воду с помощью пара). Обычно давление пара в котельных составляет 7‑10 атмосфер, а нагрев воды достаточно вести паром при 1,2‑2 атмосферах. Такой сброс давления обеспечивает дроссель-задвижка, но это создает немалые потери энергии. Турбина же, заменяя эту «бесполезную» задвижку, может вращать генератор, дающий в таком случае практически «даровое» электричество. Вот и вся технология.
А теперь самое интересное. Маломощные паровые турбины расходуют при своей работе такое количество пара, как и… паровая машина (!) отечественного паровоза серии Л (знаменитая «Лебедянка») полувековой давности. Но ведь турбина – это дорогие качественные материалы, сложные технологии изготовления и обслуживания. Паровая же машина, конечно, проще устроена, дешевле в производстве и весьма надежна в работе. Кроме того, в Германии, Чехии и еще в ряде европейских стран уже лет десять, а то и больше, производят и внедряют в котельных (и не только) так называемые «паровые моторы» Spilling, PolyComp PM‑VS и другие. Это – высокооборотные паровые машины, свободно работающие при 750‑1500 оборотах в минуту против 150‑300 оборотов в минуту у классических паровозов. Но главное: их расход пара в полтора-два раза меньше, чем у равных по мощности паровых турбин, а КПД, соответственно, во столько же раз выше! В итоге получается почти двукратная экономия топлива в котельной, да еще и неподалеку расположенных потребителей можно избытками электричества снабжать. Правда, цена таких «чудо-моторов» оказывается выше, чем у отечественных турбин.
А если наладить серийное производство более дешевых отечественных паровых моторов для котельных? Идеи и технологии существуют. Например, в подмосковном Королевском колледже космического машиностроения и технологии научные сотрудники и инженеры уже знают, как переделать обычный бензиновый или дизельный двигатель, хоть от «Жигулей» или даже от «Волги», в паропоршневый двигатель. Испытания идут, а вопрос постановки на серийное производство – дело времени и финансирования. Проблемы с поиском подходящего завода не существует в принципе: паропоршневые двигатели, по идее, может выпускать любое моторостроительное предприятие. И это – не пустые слова. Руководитель данных разработок В. С. Дубинин обосновал основные технические решения по паропоршневым двигателям на страницах многочисленных научных и отраслевых энергетических журналов.
Так что смело можно утверждать о ближайших перспективах возрождения «паровозов» в России, дабы иметь вместо невыгодных котельных инновационные мини-ТЭЦ, позволяющие эффективно использовать от 65‑70 до 88‑92 процентов теплоты сжигаемого топлива и не тянуть к котельным многокилометровые электрические сети, в которых теряются драгоценные киловатты.