Научно-технологический центр энергосберегающих циклов и установок Объединенного института высоких температур Российской академии наук (НТЦ ЭПУ ОИВТ РАН) является головной организацией Российской Академии Наук в области исследования, создания и внедрения новых энергосберегающих технологий на предприятиях различных отраслей. Пройдя в своем развитии целый ряд этапов, Центр занимал и занимает одно из ведущих мест среди научных организаций РАН в развитии новых направлений отечественной энергетики и разработке циклов энергосбережения в металлургии, ЖКХ и других потребляющих отраслях экономики.

Актуальность деятельности Центра повысилась после того, как проблема энергосбережения вышла на уровень высшей государственной значимости, свидетельством чему явился принятый Государственной Думой Российской Федерации 13 марта 1996 года Федеральный Закон “Об энергосбережении”.

Объектом государственного регулирования в области энергосбережения в соответствии с Законом являются отношения, возникающие в цикле деятельности, направленной (в том числе) на:

- эффективное использование энергетических ресурсов при их добыче, производстве, переработке, транспортировке, хранении и потреблении;

- создание и использование энергоэффективных технологий, топливо-, энергопотребляющего и диагностического оборудования, конструкционных и изоляционных материалов, приборов для учета расходов энергетических ресурсов и для контроля за их использованием и др.

Основная деятельность НТЦ ЭПУ направлена на реализацию перечисленных задач и осуществляется вплоть до создания конкретных технологических циклов и оборудования.

Понимая экономическую значимость энергосбережения в цикле производства конечной продукции для конкретных предприятий различных отраслей, мы открыты для сотрудничества в решении проблем организации.
I. Общие сведения об НТЦ ЭПУ ОИВТ РАН

1964 год.

На основании приказа Председателя Государственного производственного Комитета по энергетике и электрификации СССР основано ОКБ Нового Оборудования.

1971 год.

Распоряжением Президиума Академии Наук СССР ОКБ нового оборудования реорганизовано в ОКБ Института высоких температур.

1992 год.

На основании Постановления Президиума РАН ОКБ ИВТ РАН преобразовано в Научно-технологический центр энергосберегающих циклов и установок РАН (НТЦ ЭПУ ОИВТ РАН).

Цели и предмет деятельности

Основной целью деятельности Центра является создание научных и технологических основ эффективных технологий получения и использования электрической и тепловой энергии и энергосберегающих технологий межотраслевого применения и внедрение разработанных технологий в производство.

Практическая реализация указанной цели достигается проведением научных исследований по следующим направлениям:

анализ возможностей энергосбережения в ТЭК и потребляющих отраслях;

исследование методов и средств реализации энерго- и ресурсосберегающих технологий в различных отраслях экономики;

исследование и создание новых альтернативных источников и средств генерации энергии;

исследование и создание технологий замещения дорогостоящих и дефицитных топлив;

исследование применения низкотемпературной плазмы в энерготехнологических циклах;

В рамках выполнения своих уставных задач НТЦ ЭПУ ОИВТ РАН накопил значительный опыт и создал необходимый научный и практический задел на основных направлениях своей деятельности. В этой связи, следует указать, что в цикле своего развития Центром постоянно совершенствовалась его научная, экспериментальная и производственная база, что позволило ему достаточно быстро адаптироваться к работе в условиях кардинального изменения экономических отношений в России. Не приостанавливая интенсивный интенсивный поиск новых научных решений, Центр в последние годы все более акцентировал свою деятельность на пути внедрения научных достижений в практическую деятельность предприятий различных секторов экономики и различных форм собственности.

Научно-технический и технологический потенциал Центра подтвержден следующими документами:

Лицензией Энергонадзора, разрешающей осуществление производства, передачи, распределение электрической и тепловой энергии;

Лицензией Энергонадзора, разрешающей осуществление монтажа, наладки и ремонта энергообъектов электроэнергетического, теплоэнергетического оборудования и энергоустановок потребителей;

Квалификационным аттестатом, выданным Московским центром лицензирования строительной деятельности Правительства Москвы, удостоверяющим необходимые профессиональные знания по экологическим и техногенным проблемам строительства, освоения и использования городского пространства, в том числе подземного;

Свидетельство об аккредитации Министерства промышленности, науки и технологий;
Основные научные достижения Центра

В области «Физико-технических проблем энергетики»:

рассмотрены схемные решения по использованию газотурбинных установок (ГТУ) в энергетике для надстройки существующих крупных котельных и энергоблоков. Проанализированы отечественные ГТУ в классе мощности от 1 до 30 МВт, созданных на базе авиадвигателей и наиболее подготовленных к внедрению в народное хозяйство, в том числе рекомендованы оптимальные схемы ГТУ-ТЭЦ, рассчитаны их ожидаемые технико-экономические характеристики;

разработано предложение и соответствующая документация по созданию опытно-промышленного демонстрационного энерготехнологического центра по внедрению конверсионных газотурбинных технологий в малую энергетику. Основное оборудование демонстрационного энергоблока, включая ГТУ (на базе конверсионного авиадвигателя ФГУП завод им. В.Я. Климова) и созданный в НТЦ ЭПУ котел-утилизатор, в настоящее время прошли заводские испытания и поступили на Демонстрационный Центр.

разрабатывается высокотемпературная комбин ированная теплозащита огневых стенок камеры сгорания парогазовых установок (ПГУ) и ГТУ при Тп.с. до 2000 К и Ро до 5,0 МПа.

проведен анализ режимов и выбор оборудования автономных энергетических установок на базе конверсионных ГТУ, работающих в условиях промышленного производства; результаты анализа использованы для разработки предложений построения систем с индивидуальными источниками энергии.

разработан новый (не имеющий аналогов) метод «термошокового» отделения поверхностных слоев бетонов, а также других твердых естественных и искусственных материалов. Создана методика и проведены расчетно-проектные проработки, и экспериментальная апробация «термошокового» способа отделения поверхностных слоев тяжелых бетонов.

В части исследования методов и средств реализации энерго- и ресурсосберегающих технологий в различных отраслях промышленности:

проведен анализ энергопотребления и возможностей энергосбережения на предприятиях черной металлургии, в том числе по отдельным предприятиям и переделам ,высказаны рекомендации по снижению расхода энергоресурсов.

разработаны и внедрены новые конструкции опорных узлов (рейтеров) для нагревательных печей прокатных цехов, проведены оптимизационные тепловые расчеты температурных полей, позволившие на практике (на большинстве металлургических комбинатов и заводов России и СНГ) повысить температурный режим рейтеров до 1250-1360оС при одновременном повышении их ресурса.

В области энергосберегающих агропромышленных технологий проведена работа по исследованию интенсификации тепломассопереноса при циклах сушки и химических превращениях сыпучих веществ в фонтанирующем слое. В результате разработана технология и создан стенд термической обработки гранулированных продуктов и сырья, созданы компактные агрегаты по термообработке в циркулирующем потоке чистого горячего воздуха, отличающиеся малым временем обработки и тонкостью регулировки теплового режима. С начала 2000 г. и по настоящее время на агропромышленных предприятиях РФ эксплуатируется более 60 установок.

2.2 В области разработок новых энерго- и ресурсосберегающих технологий производства и обработки материалов:

проведены экспериментальные работы и разработана технология лазерного термоупрочнения поверхностей, подверженных в рабочих условиях трению и ударным нагрузкам, повышающей износостойкость поверхностей в 2-3 раза. Для совершенствования технологии создан экспериментальный технологический комплекс на основе СО2-лазера.

продолжены работы по совершенствованию и расширению массового внедрения плазменного термоупрочнения металлических поверхностей колесных пар и рельс.

Проведен цикл работ по использованию энергосберегающих технологий в производстве строительных материалов. Разработаны предложения по:

обжигу минерального сырья для производства цемента и строительных материалов;

утилизации углеводородосодержащих отходов (промышленных и бытовых) в цементных печах;

утилизации шламовых отходов систем водоподготовки ТЭС.

В рамках Программы “Повышение эфф. использования учреждениями РАН энергоресурсов и сокращение расходов на эти цели” проведен первичный анализ структуры энергопотребления бюджетных организаций на примере соответствующих систем в организациях Российской академии наук, отличающихся м. собой по потребностям (с учетом факторов их близости или удаленности к тепловым сетям, по требованиям к абсолютным и удельным показателям по количеству потребляемой энергии, к регионам, к графикам нагрузки и т.п.).

Создан банк данных по потреблению электрической и тепловой энергии, и газа и воды. Проведен анализ удельных показателей по указанным ресурсам, на основе которых составлены рекомендации по снижению их потребления конкретно в различных организациях.

В целом работы, выполненные в рамках указанной выше Программы, можно разбить на четыре основные группы:

Научно-методическая работа и другие разработки выполняемые в интересах Программы в целом. Энергетические обследования, разработка предпроектных предложений для последующего выполнения энергосберегающих мероприятий и т.п.

Установка или реконструкция узлов коммерческого учета тепла и электроэнергии;

Реконструкция и автоматизация систем электроснабжения, теплоснабжения и вентиляции;

Реконструкция автономных систем теплоснабжения – реконструкция и создание автономных котельных.

Выпущена книга «Энергосбережение в учреждениях научно-исследовательского профиля».

В области исследования и создания технологий замещения дорогостоящих и дефицитных топлив:

На основе исследований циклов сжигания и газификации твердого топлива в кипящем слое проведен анализ возможностей создания и рентабельности ТЭС, работающих на низкосортных углях и отходах углеобогащения. В результате показано, что внедрение оптимальных технологий сжигания и газификации твердого топлива в котлах с ЦКС (циркулирующим кипящим слоем) обеспечивает:

принцип. возможность вовлечения в топливный баланс ТЭС низкосортных и плохо сгораемых углей, и отходов углеобогащения непосредственно в регионах добычи или обогащения; снижение топливной составляющей себестоимости электроэнергии;

практический отказ от подсветки факела при сжигании и газификации;

улучшение экологической обстановки как за счет снижения выбросов в окружающую среду токсичных веществ, так и за счет использования (уничтожения) отходов углеобогащения (как потенциального источника токсичных выбросов при самовозгораниях).

Изучена кинетика и термодинамические параметры пиролиза веществ, моделирующих органическую массу углей, разработаны методы расчета цикла пиролиза.

В сфере разработки физико-технических основ плазменных технологий и генераторов низкотемпературной плазмы):

предложена методика расчета параметров двумерных плазменных течений в канале плазмотрона с учетом излучения и реального спектра поглощения азотной плазмы;

создана автоматизированная система сбора и обработки спектроскопических данных (для длин волн 190-1050 нм с разрешением 0,01 нм), проведено детальное исследование спектров околозвуковых струй высокоэнтальпийной электродуговой плазмы Ar и N2 в новых плазмотронах с расширяющимися каналами, определены температура и концентрация основных компонент плазмы, важные для применения плазменных технологий.

Проведено комплексное материаловедческое исследование жаростойких хромоникелевых плазменных покрытий на медную основу стенок кристаллизаторов машин непрерывного литья (с увеличением стойкости стенок в 3-6 раз).

Программа «Научное приборостроение»

В рамках ассоциации «Академприбор» НТЦ ЭПУ ОИВТ РАН выполнил ряд разработок приборов для научных исследований, проводимых в институтах ОИВТ РАН. Это приборы для анализа продуктов сгорания; контроля и управления импульсными технологическими циклами; измерения и регистрации параметров продуктов сгорания угля; измерения концентрации газов (СО, О и др.); лазерный профилометр; газоанализатор и специальный ист. питания; система управления высоковольтными источниками с развязкой по потенциалу; блок зажигания для поджигающих устройств радиальной камеры сгорания малогабаритного импульсного парогенератора. Все эти разработки используются на исследовательских стендах институтов РАН и положительно оценены заказчиками.

Кроме того созданы приборы, которые найдут применение в народном хозяйстве: оптический дистанционный измеритель шероховатости – в промышленности; лечебно-диагностический биофотометр – в медицине.

Результаты перечисленных научных исследований, и предыдущие научные разработки легли в основу разработанного и изготовленного оборудования и технологических устройств. Среди отличительных признаков которого следует указать на его энергосберегающие принципы, заложенные в его основу. Кроме того, необходимо отметить, что оборудование проектировалось и изготавливалось под конкретные требования заказчиков, зачастую имеет патентную защиту и сертифицировано.

Источник: www.aces.ru