Резюме проекта (ПНИР), выполняемого/выполненного в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» (по этапу №4)

 

Номер Соглашения о предоставлении субсидии/ государственного контракта:  14.577.21.0116

Тема: «Разработка технических решений для создания политопливных теплогенерирующих систем на местных и возобновляемых топливных ресурсах»

Приоритетное направление: «Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика»

Критическая технология «Технологии энергоэффективного производства и преобразования энергии на органическом топливе»

Период выполнения: 20.10.2014 г. – 31.12.2016

Плановое финансирование проекта: 87 млн. руб.

Бюджетные средства  52 млн. руб.,

Внебюджетные средства  35  млн. руб.

Исполнитель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тамбовский государственный технический университет»

Индустриальный партнер: открытое акционерное общество «Продмаш»

Ключевые слова котел, кипящий слой, катализатор, твёрдое топливо, жидкое топливо, газ, сжигание, КПД котла, эмиссия вредных выбросов, входное распределение дутьевого воздуха

 

1.Цель прикладного научного исследования и экспериментальной разработки

Задача ПНИР:разработка технического решения для создания политопливных котлов, имеющих высокую эффективность и сопоставимые экологические показатели при работе на местном твёрдом топливе, а также на газе и жидком топливе.

Цель ПНИР: разработка и создание котельной установки для раздельного сжигания газообразного, жидкого и твёрдого топлив, производительностью не менее 50 кг/ч условного топлива для расширения топливной базы предприятий коммунальной и промышленной энергетики.

 

2. Основные результаты проекта

На четвёртом этапе были выполнены следующие работы:

1. Проведены испытания экспериментальной котельной установки по разработанным на третьем этапе программе и методикам.  Было подтверждено соответствие технических характеристик разработанной экспериментальной котельной установки требованиям технического задания:

- комплект технической документации и экспериментальный образец котельной установки соответствуют требованиям п. 4.3.1 Технического задания,

- производительность экспериментального образца котельной установки составляет 66 – 98 кг/ч по условному топливу, что соответствует требованиям п. 4.2.1 Технического задания (не менее 50 кг/ч),

- концентрация золы в уходящих газах после зоны горения составляет 10 – 35 г/м3, что соответствует требованиям п. 4.2.3Технического задания (30 – 40 г/м3),

- концентрация золы в уходящих газах после узла очистки составляет 0,1 – 0,4 г/м3, что соответствует требованиям п. 4.2.4 технического задания (0,3 – 0,5 г/м3),

- концентрация СО в дымовых газах 100 – 200 мг/м3, что соответствует требованиям п. 4.2.3 технического задания (200 – 300 мг/м3),

- концентрация NOх в дымовых газах составляет 110 – 160 мг/м3, что соответствует требованиям п. 4.2.3 технического задания (100 – 200 мг/м3),

- концентрация SOх в дымовых газах составляет 0 – 40 мг/м3, что соответствует требованиям п. 4.2.3 технического задания (20 – 70 мг/м3).

- класс опасности золы от сжигания твёрдого топлива – 5 –й, что превышает требования п. 4.2.4 технического задания класс опасности золы – 4 –й),

- коэффициент полезного действия топки составляет 95 – 96,5 %, что соответствует требованиям п. 4.2.4 технического задания (КПД топки 95 %)..

 2. Проведена корректировка конструкторской документации по результатам испытания экспериментальной котельной установки. Для ускорения процесса разогрева кипящего слоя высота расположения фурмы для установки растопочной горелки над воздухораспределительной решётки снижена до 1000 мм. В схему экспериментальной котельной установки включен конденсор – теплообменный аппарат с оребрёнными алюминиевыми трубками, внутри которых протекает охлаждающая вода, а наружная поверхность которых омывается дымовыми газами.  За счет этого происходит глубокое охлаждение дымовых газов до температур ниже температуры «росы», что вызывает конденсацию содержащихся в дымовых газах влаги. Это позволяет поднять КПД котельной установки до 100 % (по низшей теплоте сгорания топлива).

3. Доработан экспериментальный образец котельной установки, в схему которую включён выше упомянутый конденсор с необходимыми газоходами и трубопроводами.

 

3.Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки

На третьем этапе выполнения работ подана заявка на евразийский патент «Способ сжигания низкореакционного твердого топлива в кипящем слое».

 

4.Назначение и область применения результатов проекта

1) Областью применения результатов ПНИ являются предприятия коммунальной и промышленной энергетики, эксплуатирующих твердотопливные котельные, а также котельные, в перспективе подлежащие переводу на природный газ. Потребителями результатов ПНИ могут проектные организации, занимающиеся разработкой проектов отопительных и промышленных котельных, котлостроительные организации, организации коммунальной и промышленной энергетики.

2) Технические решения, полученные в результате выполнения ПНИ, позволят в будущем создавать котельные установки, имеющие близкие показатели по эффективности и экологической чистоте, как при сжигании природного газа, так и при сжигании твердого низкосортного топлива. Подобные политопливные установки, в том числе такой малой мощности (часовой расход условного топлива 50 кг) в мире не производятся, не смотря на эффективность предложенных решений при сжигании низкосортного твёрдого топлива. Поэтому, при коммерциализации результатов разработки, речь может идти об экспорте продукции, а не об импортозамещении. Данное обстоятельство подтверждается включением разработанного устройства в состав энерготехнологического комплекса, планируемого к созданию в рамках исследовательского проекта, выполняемого совместно с австрийским и греческими исследователями.

5.Эффекты от внедрения результатов проекта

Технические решения, полученные в результате выполнения ПНИ, позволят расширить топливную базу котельных малой распределенной энергетики, снизить затраты на производство тепловой энергии, улучшить условия труда операторов котельных и улучшить экологическую обстановку вблизи котельных, особенно при использовании низкосортного твердого топлива.

6.Формы и объемы коммерциализации результатов проекта

1. Имеются отлаженные научно-производственные связи, как с Индустриальным партнером, так и с другими котлостроительными организациями России, позволяющие прогнозировать организацию серийного производства котлов, в которых будут реализованы результаты ПНИ.

2. Рынком сбыта вновь разработанных котлов, в которых будут использованы результаты ПНИ, будут коммунальные и промышленные теплоэнергетические предприятия юга России, Сибирского и Дальневосточного регионов. Планируется экспорт котлов в страны южной и восточной Европы.

7.Наличие соисполнителей

Соисполнителей нет.

joomla hosting: by Simplweb