1. В качестве базовой технологии энергетической утилизации ТКО выбрана технология оксипиролиза - высокотемпературный пиролиз в совокупности с процессом газификации. Технология позволяет полностью перерабатывать ТКО после мусоросортировочных линий. Остатки переработки в виде зольного продукта в объеме около 10% могут применяться в производстве строительных материалов. Технология прошла апробацию на действующем экспериментальном образце ЭТК в г. Санкт-Петербург. Комплекс производительностью по отходам 150 кг/ч и электрической мощностью 30 кВт имеет контейнерное исполнение. В качестве топлива применялись отходы сортировки маркой «топливо rdf». В апреле 2019 года экспериментальный образец ЭТК выл введен в эксплуатацию в полностью автоматическом режиме. Выработка энергии осуществлялась в режиме когенерации. Энергетический модуль комплекса показал стабильную работу на протяжении длительного времени,  выбросы после системы очистки не превышали допустимых значений.

2. В качестве базовой технологии энергетической утилизации сельскохозяйственных отходов растительного происхождения (лузга подсолнечника, риса, гречихи, отходов деревообработки и им аналогичные)  выбрана технология вихревого сжигания. Подобных топлива не требует предварительной сушки и измельчения, что значительно упрощает технологическую схему ЭТК. Низкое содержание вредных веществ в уходящих газах при прямом сжигании растительных отходов также не требует усложненной и дорогостоящей системы очистки, в отличии от комплексов по энергетической утилизации ТКО. Экспериментальный образец ЭТК по энергетической утилизации отходов растительного происхождения собран для проведения испытаний на территории Индустриального парка г. Новочеркасск.

Полученные результаты позволяют масштабировать конструкторско-технологические решения на типовой ряд ЭТК. Мощностной ряд разрабатываемых ЭТК в электроэнергетическом эквиваленте соответствует диапазону 30-250 кВт. Производительность ЭТК по отходам — до 2 т/ч. Комплексы планируется изготавливать в полной заводской комплектации, в модульном исполнении, с возможностью блочного формирования микро- и мини-ТЭЦ требуемой мощности. ЭТК вырабатывает энергию в режиме когенерации, с полным покрытием собственных нужд ЭТК и отдачей излишков электроэнергии для питания оборудования мусоросортировочных линий или обрабатывающего сельхоз. сырье предприятия. Регулирование электрической и тепловой энергии раздельное. Тепловая энергия (до 3,5 МВт для ЭТК электрической мощностью 250 кВт) может быть передана для отопления и ГВС близлежащих жилых и производственных зданий.

Разработанный в рамках проекта микроэнергетический комплекс (МЭК) может сопрягаться с любым другим оборудованием по переработке отходов при условии подачи на вход турбины пара с параметрами по температуре не менее 160 °С. Контейнерное исполнение комплексов дает возможность его монтажа на свайных конструкциях, что снимает необходимость экспертизы строительной части проекта.

С целью реализацией проекта был сформирован Консорциум научно-производственных предприятий. Основные предприятия, входящие в Консорциум: разработчик технологии переработки отходов РНЦ «Прикладная химия», разработчик и изготовитель реакторного оборудования «ЦНИИ КМ «Прометей», разработчик и изготовитель высокотемпературного парогенератора ОАО «Балтийский завод», разработчик и изготовитель контейнерного оборудования и систем жизнеобеспечения ЗАО МИК «Аква-Сервис», все предприятия представляют г. Санкт-Петербург. Разработчик и изготовитель систем автоматизации и управления ОАО «Московский завод тепловой автоматики, г. Москва. Разработчики и изготовители МЭК: высокоскоростные микротурбина и электрический генератор, устройство преобразования и распределения электрической энергии ООО НПП «Донские технологии» и ООО ИТЦ «ДонЭнергоМаш», Ростовская область.

Научное руководство работами осуществляет ЦНИИ КМ «Прометей», координаторы проекта: ООО НПП «Донские технологии» и ООО ИТЦ «ДонЭнероМаш». В схеме реализации проекта среди исполнителей имеются вакантные места в области разработки и изготовления высокоскоростных подшипниковых опор на обороты от 20 до 100 тысяч об/мин, а также высокоэффективного теплообменного оборудования. Помимо этого мы заинтересованы в адаптации созданного МЭК с другими устройствами и оборудованием по утилизации сбросной тепловой энергии как для технологий переработки отходов, так и других, включая транспорт, дизель-генераторные установки и прочие.

Результаты нашей работы были опубликованы в статьях:

• «Энерготехнологические комплексы для автономного энергоснабжения на основе технологий переработки отходов», 5-й номер 2019 г. журнала «Энергосбережение и автоматизация»
• «Всё, что горит, может стать источником энергии», 5-й номер журнала «Энергетика и промышленность России» за 2020 г.
• «Автономные мини-ТЭЦ по переработке твердых коммунальных отходов», 2-й номер 2020 г. журнала «Энергосбережение»

А также были рассмотрены и высоко оценены на заседаниях:

• секции «Энергоэффективное строительство» Объединенного научно-технического совета по вопросам градостроительной политики и строительства города Москвы, 27 февраля 2020 г.
• бизнес-форума «Экотехнопарки России», 25 февраля 2020 г.

О проекте мини-ТЭЦ по переработке твердых коммунальных отходов на базе разрабатываемых ЭТК Вы можете узнать из презентационного материала, перейдя по ссылке.

В рамках заседания прозвучало два доклада, один из которых выполнили сотрудники нашего предприятия. В докладе мы освещали проект автономной мини-ТЭЦ по переработке ТКО. Проект рассчитан на внедрение на территории г. Москва. Проект технически проработан. В рамках него предлагается обновленная схема обращения с отходами, отличная от реализуемой сегодня в столичном регионе. Детально освещены процессы внутри самого мусороперерабатывающего энерготехнологического комплекса, системообразующей единицей которого служит мини-ТЭЦ производительностью 12 тыс. тонн отходов / год. Согласован консорциум исполнителей различных частей мини-ТЭЦ. Приведен с сравнительный анализ с установками подобного рода, оценена возможная нагрузка по вредным выбросам.

Более детально ознакомится в положениями доклада Вы можете, перейдя по ссылке.

В результате заседания было вынесено положительное решение по нашим предложениям. Окончательную резолюцию совета мы приведен в следующих новостных постах.

Ниже приведены фото нашего выступления:

Монтаж был произведен в кратчайшие сроки — нам потребовалось менее 2 месяцев для того чтобы собрать разрозненные элементы комплекса в единую технологическую схему.

Представленный экспериментальный образец ЭТК способен перерабатывать основные виды сельскохозяйственных отходов растительного происхождения: лузга подсолнечника, риса, гречихи, отходов деревообработки и им аналогичных. Основу комплекса составило серийно изготавливаемое оборудование, которое было подвергнуто значительной модернизации и усовершенствованию. Было разработано уникальное устройство генерации пара и совершенно новый микроэнергетический модуль. Полученная конструкция является энергетической платформой для создания мини- и микро-ТЭЦ для систем распределенной генерации. Она отлично подходит предприятиям сельскохозяйственного сектора для дополнения собственной системы энергоснабжения. Комплекс не требует дополнительной электрической энергии и работает в полностью автономном режиме.

На пробные пусках комплекса были приглашены известные российские ученые и наши партнеры — представители производственных предприятий:

1. Проф. Попель О.С. Представитель Совета РАН по приоритетным направлениям развития науки и технологий, г. Москва.
2. Проф. Ермоленко Г.В. Заместитель директора института энергетических исследований ВШЭ, г. Москва.
3. Проф. Моржин Ю.И. Директор по информационно-управляющим системам АО «НТЦ ФСК ЕЭС» ПАО Россети, г. Москва.
4. Походня А.Н. Генеральный директор ООО «»Центр инновационных технологий» Московского завода тепловой автоматики,  г. Калуга.
5. Каретников В.Е. Директор ГКУ МО «Агентство развития коммунальной инфраструктуры», г. Москва.
6. Проф. Иконников В.К., зав. лабораторией РНЦ «Прикладная химия», г. Санкт-Петербург.
7. К.т.н. Бланк Е.Д., нач. отдела «ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей» Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», г. Санкт-Петербург.
8. Архипов В.Ф., директор по перспективным разработкам ЗАО «АКВАСЕРВИС», г. Санкт-Петербург.
9. Представители Администрации и Совета Директоров г. Новочеркасск.
10. Представители научных организаций и общественности.

На торжественном мероприятии присутствовали представители прессы и телевидения. И в последующем о наших успехах было рассказано на местном и региональном каналах:

Уже на стадии монтажа мы позаботились о наличии топлива для первых пробных пусков. Этим топливом стала лузга подсолнечника:

В дальнейшем на монтажную площадку была доставлена паротурбинная установка в составе паровой турбины, генератора и конденсатора. Ранее паровая турбина и генератор проходили динамические испытания, о которых мы писали в этих заметках: 1 и 2. Номинальная электрическая мощность установки 50 кВт:

Установлены тягодутьевые машины, дымовая труба. Деаэратор занял место на втором этаже корпуса — на отметке 6 метров. Обвязана водоподготовительная установка.

 Монтажные работы продолжаются, пробные пуски запланированы на конец декабря.

Принципиальная схема ЭТК ТКО

Основные технические характеристики ЭТК:

• Производительность по отходам  — 150 кг/ч.
• Электрическая мощность — 30 кВт.
• Тепловая мощность — 350 кВт.
• Коэффициент использования топлива — 0,84
• Зольный остаток — 10% сухой массы топлива.

Энергетический модуль экспериментального образца ЭТК (паротурбинная установка, выполненная в едином корпусе вертикального исполнения) во время демонстрационных испытаний 24 апреля 2019 г. работал стабильно, поддерживая заданную частоту вращения (около 9000 об/мин) при изменении параметров поступающего пара. Для проверки работы систем безопасности имитировались внештатные ситуации. Выбросы после системы очистки не превышали допустимых.

Использование ЭТК при переработке отходов в местах их образования резко сокращает транспортные расходы. Это особенно актуально для средних и малых городов, а также населенных пунктов в сельской местности. Автономность работы и отсутствие необходимости прокладки дополнительных электрических сетей и предоставления мощности значительно повышает экономическую эффективность переработки отходов.

Модульное контейнерное исполнение предполагает возможность многократного наращивания производительности переработки. 

Испытания экспериментального образца выявили некоторые погрешности конструкции. После их устранения и частичной модернизации комплекс будет поставлен на опытную эксплуатацию в составе мусороперерабатывающего завода ОАО «Автопарк №1 «Спецтранс», г. Санкт-Петербург.

При этом, еще многие КРУ(Н), к сожалению, не оборудованы защитой от дуговых КЗ. Ниже приведен вид ячеек КРУ, оборудованного медленнодействующими защитами, после дугового короткого замыкания Зачастую данный вид повреждений является итогом развития менее опасных видов повреждения, которые на ранней стадии могут быть локализованы.

Внешний вид КРУН 10 кВ после отключения дугового КЗ медленнодействующими защитами

В последние десятилетия отмечено увеличение относительного числа повреждений электроустановок корпусной конструкции по причине старения оборудования и увеличения мощности источников питания, как следствие, токов короткого замыкания. Это зачастую приводит к существенным повреждениям электроустановок, имеющих малые габаритные размеры при огромных мощностях столба электрической дуги, достигающих нескольких мегаватт.

Разработанная нами система диагностики и защиты оборудования от развивающихся повреждений в электроустановках корпусной конструкции (см. фото ниже), обеспечивает упреждающую локализацию развивающихся повреждений при пробое изоляции внутри КРУ и быстродействующее отключение при междуфазных коротких замыканиях, сопровождаемых мощной электрической дугой.

Система диагностики и защиты оборудования от развивающихся повреждений в электроустановках корпусной конструкции ДТ ДЗРП

Система диагностики и защиты оборудования от развивающихся повреждений в электроустановках корпусной конструкции ДТ ДЗРП реализован на существующей микроэлектронной и микропроцессорной базе и включает в себя центральное управляющее устройство (ЦУУ ДТ), устройство защиты от дуговых повреждений (ДТ-Д) и устройство защиты и сигнализации от замыканий на землю (ДТ-З), связанные общим цифровым информационным интерфейсом.

 Основные технические параметры системы ДТ ДЗРП

Система диагностики и защиты оборудования от развивающихся повреждений в электроустановках корпусной конструкции ДТ ДЗРП была разработана в рамках реализации дорожной карты EnergyNet НТИ (грант Фонда содействия инновациям №190ГРНТИС5/35863).

Первая серийная партия системы диагностики и защиты была реализованная компании ООО «Автоматика-Дон».

Предприятием получен сертификат соответствия систему диагностики и защиты требованиям технических регламентов.

Наше предприятие впервые принимало участие в столь масштабной выставке. Уникальность мероприятия для нас была именно в его энергетической направленности.

Нами были представлены следующие разработки:

• Влажно-паровая микротурбина;
• Гидроаккумулирующая микроГЭС для горных районов;
• Локальная интеллектуальная энергетическая система ТехноЭкопарка ДГТУ;
• Автономное энергоснабжение коттеджного поселка.

Экспозиции НПП «Донские технологии» вызвала большой интерес у участников выставки. Посетители стенда задавали нашим специалистам задавали конкретные вопросы, исключающие праздный интерес. Радовало высокое понимание сферы нашей работы. Все проекты, представленные НПП «Донские технологии» на форуме ENES-2016 получили высокую оценку, в том числе и от высокопоставленных лиц, принимающих участие в мероприятии. С нашими разработками смогли ознакомится ректоры ВУЗов, директора энергетических предприятий, региональный министр энергетики Республики Чечня, представители министерства республики Северная Осетия — Алания и министерства энергетики Киргизской Республики, представители технологических платформ и научно-исследовательских институтов.

Свои технические решения мы представили:  Директору по инновациям РЭА - А. В. Коневу, Председателю Научно-экспертного совета при рабочей группе Совета Федерации РФ по мониторингу практики применения Федерального Закона № 261-ФЗ, Экс-губернатору Тюменской области — Л. Ю. Рокетскому, заведующему центром возобновляемых источников энергии при ВШЭ — Г. В. Ермоленко, Советнику Президента ЗАО «ОМК» —  Г. П. Кутовому, заместителю генерального директора ФГБУ «Российское энергетическое агентство» —  И. С. Кожуховскому, заместителю директора Департамента науки и технологий Минобрнауки России —  А. П. Антропову, Генеральному  директору  НП «Распределенная  энергетика» —  О. А. Новоселовой, экс-ректору Сибирского государственного индустриального университета —  С. П. Мочалову.

Первый заместитель Министра энергетики РФ — Текслер А.Л. — на стенде НПП «Донские технологии»

Но самым неожиданным оказалось посещение нашей экспозиции Первым заместителем Министра энергетики РФ — Текслером Алексеем Леонидовичем, который провел около 30 минут на стенде предприятия в обсуждении инновационных технических и технологических решений представленные компанией и возможность их применения для развития малой распределенной энергетики (мобильные микроГЭС, паровые микротурбины, солнечные электрические станции) в сложных климатических и географических условиях отдельных регионов России.

Выставочная экспозиция ENES была обширной: российские и международные компании представили лучшие решения в области энергосбережения на более чем сорока стендах. Насыщенной была и деловая программа: прошло более 40 мероприятий — пленарных заседаний, дискуссий, круглых столов и совещаний.

В целом, для предприятия участие в ENES-2016 оказалось очень результативным. Такой положительный и всеобъемлющий интерес к нашим разработкам ранее не проявлялся. Появилось строгое представление о том, что наша многолетняя работа над сложными и узконаправленными проектами имеет общегосударственную важность.

Форума получился ярким молодежными одновременно представительным мероприятием. Мощным поток посетителей продлился до самого окончания форума. Всего на ENES-2016 зарегистрировались около 14 тысяч человек и 100 компаний, в том числе, мировых лидеров энергетической отрасли. Работу форума освещали 700 журналистов.

Диплом ООО НПП «Донские технологии» как участника ENES-2016 Вы можете посмотреть, перейдя по ссылке.

Узнать подробности форума Вы можете, перейдя по ссылке.

Сотрудники нашего предприятия принимали участие в качестве слушателей и посетителей выставки. Главным итогом поднимаемых на форме научно-технических идей в области электроэнергетики можно назвать неуклонное и повсеместное развитие малой распределенной энергетики на основе возобновляемых источников энергии и интеллектуализация сетей. Для нас это стало интересным, но вполне закономерным фактом — именно в этом направлении сосредоточены в последнее время основные усилия компании.

Информацию о прошедшем и будущих мероприятиях, касаемых форума, можно получить на официальном сайте.

Мероприятие подразделялось на два этапа, и первая часть (22-23 июня 2015 г.), наиболее интересная нам, включала в себя посещение и изучение оборудования, принципов его работы на объектах энергетики и водоснабжения  г. Сочи и его районов. Более подробный отчет о прошедшем мероприятии Вы может прочитать, перейдя по ссылке.

Мероприятие подразделялось на два этапа и первая часть (22-23 июня 2015 г.), наиболее интересная нам, включала в себя посещение и изучение оборудования, принципов его работы на объектах энергетики и водоснабжения  г. Сочи и его районов.

Первый день в круг посещения вошли Адлерская ТЭС и распределительная подстанция Кубань-Энерго.

Адлерская ТЭС, постоенная ОАО «Гаспром», имеет электрическую мощность 360 МВт и максимальную отопительную мощность — 90 ГКал/ч. В ее состав входит 2 блока ПГУ на основе новейшего оборудования: 4 ГТУ V64.3A Ansaldo Energia (Италия) по 66 МВт каждая и 2 паровые теплофикационные турбины Т-48/62-7,4/0,12 ОАО «Калужский турбинный завод». Уникальными особенностями станции являются: мембранная система водоподготовки и сухие градирни, не требующие больших объемов циркуляционной воды из естественных источников. Главный пункт управления ТЭС включает в себя современное оборудование дистанционного контроля и управления технологическими процессами.

Подстанция Кубань-Энерго расположена в центре г. Сочи. Сложная горная местность и неравномерная городская застройка с развитой системой автомобильных ж/д магистралей  представляют особые требования к системе распределения электрической энергии. Климатические условия, связанные с высокой вероятностью обледенения вызывают необходимость исполнения опор ЛЭП многогранными с повышенной прочностью конструкции. Коммутационное и трансформаторное оборудование рассчитано на высокие нагрузки, а также переменные режимы работы, связанные с изменением числа потребителей, характерным для курортных регионов, и на свободное маневрирование при работе олимпийских объектов. Щит управления удивил своей технологичностью. На экране 6 на 4 м выводится сложная электроэнергетическая система снабжения береговой линии и горного района протяженностью 350 км от границ Абхазии до г. Джубга.

Помимо этого в первый день был произведен осмотр олимпийского парка, который поразил делегатов своими масштабами, продуманным смелым дизайном зданий и территорий, чистотой, удобством и благоустроенностью. Ряд объектов Олимпийского парка сейчас реконструируются под другие задачи, такие как мероприятия ЧМ по Футболу — 2018, другие же сохранили свое назначение и постоянно используются.

Второй день ознаменовался посещением Краснополянских очистных сооружений, знакомством с солнечной фотоэлектрической установкой отеля «Русские сезоны» и подстанцией «Спортивная» 110/10 кВ, а также посещением канатной дороги Розы-Хутор.

Первый объект — отель «Русские Сезоны» построен только на средства Инвестора, хотя изначально был включен в список Олимпийской сооружений. Он выполненн из современных экологически чистых материалов, что было одним из условий технического задания. На одной из стен  южного фасада здания установлены солнечные ФЭП суммарной мощностью 45 кВт. Этой мощности хватает на освещение фасада знания и подъездных дорог отеля.

Краснополянские очистные сооружения — система комплексной очистки сточных вод, в состав которых входит как иностранное, так и отечественное оборудование. Система способна выдавать максимальную степень очистки, после чего вода снова направляется в горную реку, не нанося никакого вреда окружающей среде. Комплекс полностью автоматизирован.

Подстанция «Спортивная» 110/10 кВ входит в общую электроэнергетическую систему Олимпийского Сочи.  Она предназначена для распределения электроэнергии между объектами горного кластера олимпийской инфраструктуры, в том числе и канатной дороги. Внешне здание подстанции выглядит как отель, но внутри каждое из помещений наполнено современным высокотехнологичным оборудованием. Самым впечатляющим оказалось система бесперебойного питания с накопителями электроэнергии для поддержания работы основных электронных систем в течении суток.

Конечным этапом двухдневной экскурсии стал подъем на одна из веток канатной дороги горнолыжного курорта «Роза-Хутор» на вершину Роза Пик (2320 м.). Эта ветка состоит из нескольких ярусов и трех станций высадки-посадки пассажиров. Приобретаемая билет на любую из веток канатной дороги вы можете провести весь день гуляю по разным ярусам — на каждом из них создана своя инфраструктура: отели, рестораны, спортивные комплексы.

Программа конгресс тура получилась весьма интересной и познавательной. Полученные сотрудниками ООО НПП «Донские технологии» новые знания пригодятся для реализации новых проектов в в сфере создания энергоэффективных систем электро- и теплоснабжения, организации технологических процессов.

Коллектив предприятия благодарит за предоставленную возможность ознакомления с современными технологиями Некоммерческое партнерство «Ассоциация инженеров  по вентиляции, отоплению и кондиционированию», и в частности, исполнительного директор НП «АВОК» Потапова Вадима Витальевича за организацию и сопровождение подобных мероприятий.