- потребление газа возрастет примерно на 10%, а себестоимость произведенной электроэнергии составит не более 50 копеек за 1 кВт/ч;
- срок окупаемости проекта реконструкции котельной в мини-ТЭЦ составит от двух до четырех лет.
Рис. 7 - Схема включения ПВМ для мини ТЭЦ
Более того, стабильность электроснабжения котельных - важная социальная и технико-экономическая задача, т.к. их обесточивание, как правило, вызывает не только перебои в теплоснабжении населения или производственных потребителей, но и приводит к расхолаживанию систем отопления и огромным затратам на их ремонт. В этом случае ПВМ обеспечит бесперебойность снабжения котельной электроэнергией [3,11].
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) котельной должна обеспечивать автоматическую защиту мини-ТЭЦ при возникновении любой чрезвычайной ситуации. Защита заключается в приостановке поступления пара в ПВМ и моментальном отключении генератора от электросети [9,10].
Инновационным решением, ликвидирующим технологии химводоочистки, предотвращающие образование накипи в паровых и водогрейных котлах, путем использования катионных фильтров, является использование вместо воды агрегатных состояний элегаза (Хладона 510), который разработан в институте имени Кржижановского [5,11-13].
Рис. 8 - Структурная схема АСУ ТП мини-ТЭЦ
Помимо сокращения огромных затрат на химводоочистку, элегаз позволяет оптимизировать тепломассобмен в котле, а его исключительная химическая стабильность позволяют использовать его при длительном контакте практически со всеми конструкционными материалами. При этом существенными технологическими преимуществами элегаза являются невысокая чувствительность к загрязнениям трубопроводов, к наличию остаточной влаги, а также простота обнаружения утечек [5,13].
Последним инновационным решением является использование «биотуннелей» (рис.8), сформированных из вечнозеленых и сезонных сортов деревьев и кустарников, включая генетически измененную коноплю, который создается вместо труб, для поглощения воды и углекислого газа [3,6,12-14]. При этом «биотуннели» необходимо состыковать с «биотехнологиями утилизации углерода в геосферу», чем восстановить указанные выше «природные циклы», т.к. СО2 и Н2О могут поглощаться природным фотосинтезом деревьев и кустарников (с выделением О2 в атмосферу), а углерод и вода легко утилизируются в геосферу с помощью биогумусной и биотермической технологиях, основанных на природных процессах разложения их опада (гниения, употребления фитомассы в качестве пищи животными и др.).
Заключение
Принимая во внимание изложенное, можно выделить следующие способы устранения основных недостатков типовых проектных решений АСУ ТП объектов теплоэнергетики:
· использование паровых винтовых машин, для повышения эффективности и превращения паровых котельных в мини-ТЭЦ, вырабатывающих электрическую энергию,
· использование агрегатных состояний элегаза («Хладон-510») вместо воды и пара в паровом котле, для снижения себестоимости производства тепловой и электрической энергии, за счет ликвидации системы химводоочистки и связанных с ней эксплуатационных затрат,
· использование сепарированного из воздуха кислорода для полного сгорания углеводородных топлив, а также исключения из выбросов наиболее токсичных газов (СО, NOx, и др.)
· использование сепарированного из воздуха азота в подсистеме противопожарной защиты помещений и оборудования котельных и ТЭЦ,
· использование вместо труб котельных и ТЭЦ «выпускных коллекторов» необходимой пропускной способности внутри «биотуннеля» («биоквартала»), т.е. поглощения выбросов обсадкой из вечнозеленых и сезонных сортов деревьев и кустарников,
· восстановление природных циклов (воды, кислорода и углерода) с помощью природоподобных технологий с их соответствующей автоматизацией.
Библиография
1. Сайт Экология Земли. Статья: Влияние вредных выбросов ТЭС и ТЭЦ на атмосферу-URL: http://www.ecostam.ru/eaecos-538-1.html
2. Ранжировка ТЭЦ Москвы по опасности, создаваемой для районов города-URL: http://www.iki.rssi.ru/ehips/Moscow/MoscowStep1.htm
3. Белозеров В.В. Синергетика безопасной жизнедеятельности - Ростов н/Д: ЮФУ, 2015.-420с. URL: http://bibliofond.ru/view.aspx?id=649726#1
4. Назаренко А.А. О ПОВЫШЕНИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОТЕЛЬНЫХ И ТЭЦ С ПОМОЩЬЮ ПВМ //Международный студенческий научный вестник.-2017.-№ 5 (ч.1), с. 122-124. URL: http://www.eduherald.ru/pdf/2017/2017_5_1.pdf
5. Водоподготовка для теплоэнергетики и котельных. Национальный центр водных технологий - URL: http://ncwt.ru/ochistka_vody_i_vodopodgotovka/55/187/
6. Назаренко А.А. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ, ПОЖАРНОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ //Материалы X Международной студенческой электронной научной конференции «Студенческий научный форум 2018» URL: http://www.scienceforum.ru/2018/3129/4428
7. Захаревич В.Г., Матишов Г.Г., Шумейко В.И. Создание термобаромагнитного сепаратора воздуха и синергетических моделей сжигания топлива, с поглощением углекислого газа и воды, компенсирующих выжигаемый кислород (проект по ЛОТ 4 2007-6-1.6-19-02) // Электроника и электротехника. -- 2017.-№ 1.-С.16-44. DOI: 10.7256/2453-8884.2017.1.21781. URL: http://e-notabene.ru/elektronika/article_21781.html
8. Мембранные сепараторы. Официальный сайт фирмы Air Products-Режим доступа: http://www.airproducts.com/products/Gases/supply-options/prism-membranes .
9. Богуславский Е.И., Белозеров В.В., Богуславский Н.Е. Прогнозирование, оценка и анализ пожарной безопасности /учеб. пос. М-во образования и науки Рос. Федерации-Рост. гос. строит. ун-т. Ростов н/Д, 2004.-150с.
10. Боровков В.М., Зысин Л.В. Основные направления развития мини-ТЭЦ на основе современных парогазовых технологий-Изв. АН. Энергетика.-2001.-№1.-С.100-105.
11. Березин С.Р. Технология энергосбережения с использованием паровых винтовых машин //Теплоэнергетика.-2007.-№ 8, с. 40-43.
12. Айдаркин Е.К., Белозеров В.В. и др. Физико-химические и хронобиологические методы и технологии в системе подавления вреда и пожарной защиты ТЭЦ //Современные наукоемкие технологии».-2006.-№ 4, с.86-87.
13. Айдаркин Е.К., Белозеров В.В., Новакович А.А., Костарев Н.П., Мазурин И.М. «ПАРСЕК»: физико-химическая и биотехнологическая система подавления экологического вреда котельных //«Техносферная безопасность. Надежность. Качество. Энергосбережение.»: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. /Шепси, 05-08.09.2006.-Ростов н/Д: РГСУ , 2006, с.243-246.
14. Белозеров В.В. Рецензия на проект «Разработка и постановка на производство сепараторов воздуха и выпуск средств противопожарной защиты на их основе» (№ 2013-218-04-23, руководитель-Ворошилов И.В.) //Электроника и электротехника. -- 2016.-№ 1.-С.72-128. DOI: 10.7256/2453-8884.2016.1.21117. URL: http://www.nbpublish.com/library_read_article.php?id=24160