16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/teploenergetika/12/154.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 03 (12) июнь 2014 года

Русский дизель может стать паропоршневым

Русский дизель может стать паропоршневым

Специалисты двигателестроительных заводов поддержали идею к. т. н. Владимира Дубинина, руководителя объединенной научной группы «Промтеплоэнергетика» факультета довузовской подготовки Московского авиационного института, о производстве паропоршневых двигателей на базе отечественных дизелей.

В ходе многолетних дискуссий о необходимости такого производства между Владимиром Дубининым и ОАО «Холдинговая компания «Коломенский завод», ОАО «РУМО» (Нижний Новгород) и ОАО «Волжский дизель им. Маминых» (Балаково) наметились положительные тенденции. Важно отметить, что речь идет о создании и выпуске паропоршневых двигателей не только для генерирующих объектов распределенной энергетики (например, мини-ТЭЦ), но и для нужд российских АЭС и крупных ТЭС.



Почему не турбина?

То, что тепловые поршневые двигатели характеризуются меньшим удельным расходом рабочего тела на единицу полезной мощности, не секрет. По этому показателю лидируют поршневые приводы при их мощностях до единиц мегаватт. Здесь имеются в виду газопоршневые и дизельные двигатели мини-электростанций и мини-ТЭЦ. Если же в качестве рабочего тела будет использоваться не газовая смесь, а водяной пар, то свойство большей энергетической эффективности, по сравнению с паровыми турбинами, у паропоршневых двигателей принципиально сохраняется. Паровые турбины в наши дни производят для крупных энергоблоков (к примеру, 200 или 300 МВт) ТЭС, АЭС и конденсационных либо теплофикационных мини-ТЭС с единичными электрическими мощностями от сотен киловатт до единиц мегаватт. А поршневые паровые двигатели – паровые машины – в нашей стране не выпускают уже более полувека. Получается, что в определенном диапазоне мощностей может быть выгодно использовать в энергетике поршневые двигатели, работающие по циклу Ренкина, вместо паровых турбин, но такой отечественной техники пока нет.

Кстати, стоит сказать и о так называемых паровинтовых машинах. Они, в сущности, относятся к паротурбинной технике, так как под паровыми машинами исторически следует понимать именно поршневые паровые двигатели. У паровинтовых машин, идейно являющихся конверсией винтовых компрессоров, расширение рабочего тела происходит не с использованием профилированных лопаток, как у турбин традиционных конструкций, а с помощью винтообразных роторов, внешне напоминающих винт Архимеда. Паровинтовые машины занимают по удельному расходу пара, в общем‑то, промежуточное или даже «поршневое» место, если сравнивать их с лопаточными паровыми турбинами и зарубежными поршневыми паровыми моторами Шпиллинга (Spilling dampfmotor. – нем.) в диапазоне единичных мощностей, в частности от сотен киловатт и до мегаватта. Крупные паровинтовые машины ни в России, ни за рубежом сегодня не выпускают, ведь их область применения – это чаще всего именно мини-ТЭЦ. Паропоршневые же двигатели на базе дизелей принципиально возможно изготавливать в более широком диапазоне единичных мощностей – вплоть до пары десятков мегаватт!



АЭС и паровые ТЭС

Речь идет о перспективном использовании предложений Владимира Дубинина по конверсии дизелей типа Д49 (они выпускаются Коломенским заводом, в частности, для тепловозов и стационарных дизельных электростанций) в паропоршневые двигатели в практике главного конструктора Коломенского завода, заслуженного конструктора Российской Федерации, лауреата Государственной премии Валерия Рыжова. С их помощью можно обеспечивать непосредственный привод питательных и сетевых насосов, дымососов, дутьевых вентиляторов ТЭС.

Кроме применения таких паропоршневых двигателей на ТЭС, принципиально возможна их работа на насыщенном паре для привода главных циркуляционных насосов АЭС. Рассматриваемые паропоршневые двигатели могут быть предназначены и для привода электромашинных генераторов собственных нужд ТЭС или АЭС, вырабатывающих электрическую энергию, в частности, на питание нагрузки систем станционной автоматики и освещения.

Стоит заметить, что все сказанное об областях применения паропоршневых двигателей на базе дизелей типа Д49, предлагаемых Владимиром Дубининым, принципиально распространяется и на парогазовые ТЭС. Только рассматривать здесь нужно паросиловую часть таких ТЭС.



Паровые мини-ТЭС

Предложения Владимира Дубинина по конверсии дизелей в паропоршневые двигатели с точки зрения их целевого использования касаются, помимо АЭС и крупных паровых ТЭС, еще и генерирующих объектов распределенной энергетики России. Учитывая, что имеются в виду энергетические установки, в которых используется пар, к таковым относятся, в частности, мини-ТЭЦ и котельные с паровыми котлами. При этом внедрение паропоршневых двигателей в котельных подразумевает перевод последних в режим когенерации тепловой и электрической энергии.

В энергетической стратегии ЗАО «Трансмашхолдинг» (куда входит ряд ведущих предприятий транспортного машиностроения России – Коломенский завод, Брянский машиностроительный завод, «Пензадизельмаш» и другие), утвержденной 4 октября 2008 года, запланирована разработка генерирующих систем распределенной энергетики. В частности, речь идет о проекте создания паропоршневых машин (двигателей) на основе дизелей Коломенского завода для паросиловых установок, работающих на твердом топливе. В таких источниках электрической и тепловой энергии остро нуждаются потребители в регионах России, удаленных от газовых магистралей и находящихся в зонах децентрализованного электроснабжения.

Предложения Владимира Дубинина, касающиеся конверсии отечественных дизелей в паропоршневые двигатели для таких паросиловых установок (мини-ТЭЦ), принципиально поддержаны специалистами еще двух двигателестроительных заводов России. Так, директор по разработке и конструированию двигателей и электрических агрегатов – главный конструктор ОАО «РУМО» Александр Лимонов в 2013 году одобрил такие предложения при использовании дизелей, выпускаемых этим предприятием, в качестве конверсионной основы для паропоршневых двигателей. «Волжский дизель» поддержал предложение Дубинина по замене выбывающих из эксплуатации генерирующих мощностей большой энергетики и воздушных линий электропередачи на распределенные когенерационные поршневые установки, работающие автономно от централизованных электрических сетей без протяженных электрических и тепловых сетей. На этом предприятии приняты решения о создании инженерной группы по разработке паропоршневых двигателей на базе дизелей собственного производства и о выпуске когенерационных энергетических комплексов на основе этих паропоршневых двигателей.



Примеры

На рис. 1 показан фрагмент упрощенной электротепловой схемы включения паропоршневого двигателя ППД, управляемого по сигналам системы автоматического управления ССАУ, на паровой ТЭС для привода электрогенератора ЭГ, питающего нагрузку собственных нужд НСН потребителей электростанции. Выхлоп из ППД утилизируется в конденсатор отработавшего пара КОП. Система высокоточной стабилизации электрической частоты СВСЭЧ, как возможный вариант, классическая, с выпрямителем ВН и инвертором ИН напряжения. Имеется в ее составе и резервная аккумуляторная батарея АБ. Пунктирной линией условно показана байпасная электрическая цепь.

На рис. 2, где ряд обозначений совпадает с указанными на рис. 1, приведен фрагмент упрощенной электротепловой схемы включения паропоршневого двигателя ППД на паровой мини-ТЭЦ, питающей внешнюю нагрузку ВН и НСН потребителей, с самостабилизацией частоты вращения выходного вала ППД по методу Владимира Дубинина без обратных связей (положительное решение о выдаче патента России на изобретение по заявке № 4951329 / 29 (055249), поданной 27 июня 1991 года). ППД здесь питается импульсами источника свежего пара ИИСП. Отработавший пар от ППД поступает в пароводяной теплообменник ПВТ.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 03 (12) июнь 2014 года:

  • Сланцевый газ – стратегический выбор?
    Сланцевый газ – стратегический выбор?

    За последние восемь лет добыча в США сланцевого газа внесла существенные изменения в распределение мировых энергетических потоков. Этот нетрадиционный газ уже стал реальностью, он влияет на развитие бизнеса во всем мире и на возможности экспорта не только североамериканских, но и других рынков.

  • Русский дизель может стать паропоршневым
    Русский дизель может стать паропоршневым

    Специалисты двигателестроительных заводов поддержали идею к. т. н. Владимира Дубинина, руководителя объединенной научной группы «Промтеплоэнергетика» факультета довузовской подготовки Московского авиационного института, о производстве паропоршневых двигателей на базе отечественных дизелей.

  • Высокая энергоемкость – бич российской энергетики
    Высокая энергоемкость – бич российской энергетики

    Цель настоящей статьи заключается в оценке ущерба, нанесенного российской экономике энергетики системой безответственного регулирования экономики энергетики России путем насаждения регулирующими органами скрытого перекрестного субсидирования монополии «федеральной электроэнергетики» за счет потребителей «муниципальной теплоэнергетики».

    << | < 1
  • 1
  • > | >>