Урало-Сибирская научно-практическая конференция

Разработки института теплофизики СО РАН
в области энергосбережения

Л.Н. Перепечко

Институт теплофизики СО РАН,
630090, г. Новосибирск, пр-кт Лаврентьева, 1
ludmila@itp.nsc.ru 

ИТ СО РАН является одним из ведущих научных центров по теории теплообмена и физической гидрогазодинамики, по исследованиям в области теплофизических основ создания нового поколения энергетических и энергосберегающих технологий и установок. Специфика теплофизики, как научной дисциплины, состоит в том, что многие фундаментальные исследования имеют прямой выход на практические приложения. Поэтому большое внимание уделяется прикладным разработкам и, прежде всего, - в области экологически чистой энергетики и энергосбережения. 

В Институте разработано более 30-ти инновационных технологий и приборов, имеющих патенты и сертификаты РФ. Разработки находятся на разной стадии внедрения. Одни приборы уже промышленно производятся и широко используются, другие приборы готовы к внедрению, третьи требуют времени и денег для завершения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и подготовки к промышленному производству, как, например, роторно-лопастной компрессор, двигатель внутреннего сгорания, вихревой тепломассообменный аппарат для сушки сыпучих материалов и зерна.             

В Институте также разработаны способ вакуумного тонкоплёночного фракционирования или регенерации нефтяных масел и жиров, технология ультразвукового синтеза гетерополисоединений, технология переработки муниципальных отходов в термической плазме, плазменное воспламенение пылеугольного топлива, технология безмазутного розжига котла для малой энергетики, струйный плазмохимический метод осаждения плёнок.     

На базе отраслевого плазменно-энергетического центра РАО ЕЭС России в Гусиноозерске (Бурятия) выпускаются плазменно-энергетические комплексы для розжига и подсветки. В настоящее время плазменные системы безмазутной растопки сданы в эксплуатацию на ряды пылеугольных ТЭС с котлами паропроизводительностью от 75 до 670 т/ч в России и за рубежом, в том числе на Гусиноозерской ГРЭС, Улан-Баторской ТЭЦ-4 и Эрдентской ТЭЦ (Монголия), Алма-атинской ГРЭС и Усть-Каменогорской ТЭЦ (Казахстан), Восточно-Пхеньянской ТЭЦ (Китай).         

В лаборатории «Автоматизированных систем  научных исследований» разработаны и освоены в производстве следующие приборы  учёта энергоресурсов семейства «ТРИТОН»: ультразвуковой расходомер-счётчик, ультразвуковой теплосчётчик-регулятор, четырехканальный регистратор – терморегулятор. Приборы выпускаются на АО «НЭВЗ» г. Новосибирска. Конкурентноспособность этой разработки обусловлена повышенной точностью, достигнутой за счет специальной формы ультразвукового сигнала. Вместе с тем цена на выпускаемый прибор сопоставима с ценой на другие теплосчетчики. Производство теплосчетчиков "Тритон" налажено на Новосибирском электровакуумном заводе.    

Газоанализаторы ПЭМ-2М разрабатываются Институтом теплофизики СО РАН совместно с ЗАО «Проманалитприбор». Приборы позволяют в автоматическом режиме постоянно измерять концентрации до 7 отдельных компонентов в уходящих газах тепловых станций и установлены уже более чем на 10 тепловых станциях России (на Беловской ГРЭС, Назаровской ГРЭС, на «Алтайкоксе»), в Корее, Монголии и Азербайджане. В Новосибирске газоанализаторы ПЭМ-2М работают на Новосибирском оловянном комбинате, на тепловых станциях 1 и 2 в Академгородке, на Кировской котельной, устанавливаются на ТЭЦ-3.

Газодинамический измельчитель «Вихревая мельница» производится совместно с ЗАО «Вихревые технологии» и является  уникальным при измельчении материалов, не допускающих локального разогрева и деструкции микрочастиц. В мельнице эффективно измельчаются хрупкие и пластичные материалы.     

Для получения горячей воды для систем отопления и горячего водоснабжения (+55 - +80°С ) с одновременной выработкой умеренного холода (+2 - +10°С) для систем кондиционирования и охлаждения различных технологических сред совместно с ООО «СКБ ИПИ» разработаны парокомпрессионные тепловые насосы и под руководством зав. сектором энергосберегающих технологий к.т.н. Попова А.В. совместно с ООО "Теплосибмаш" - абсорбционные бромисто-литиевые тепловые насосы. Тепловые насосы используют сбросную низкопотенциальную теплоту (20-40°С) и различные виды греющих источников.

Вихревой скруббер – это компактный аппарат для абсорбции, десорбции, улавливания пыли и вредных выбросов, использующийся в химии, химической технологии, энергетике и других областях промышленности. На ряде предприятий вихревые скрубберы работают в качестве абсорберов, аппаратов мокрой очистки газов от пыли, контактных теплообменников. Потенциальные потребители вихревых скрубберов - ТЭЦ и котельные, работающие на угле для очистки дымовых газов от твердых и газообразных примесей. 

Лазерные измерители скорости, длины и ширины проката разработаны и совместно с НПК-ВТ выпускаются и установлены на десятках металлургических предприятий. В частности, на Новосибирском металлургическом заводе им. Кузьмина лазерный измеритель скорости и длины «Квазар-М» работает с 1986г., в 2001г. на этой установке заменён лазер. Сейчас на заводе планируется установить измеритель толщины горячего проката, который должен заменить имеющуюся устаревшую опасную для здоровья рентгеновскую установку. С 1994г. в Нижнем Тагиле в системе учёта на НТМК работают лазерные измерители скорости и длины проката «ЛИ-803».

Индукционный источник света – это новое слово в светотехнике. Данные источники света могут быть с успехом использованы в любой отрасли промышленности и коммунального хозяйства, применяющей газоразрядные источники света. Сейчас совместно с АО «НЭВЗ» предполагается проведение НИОКР для подготовки разработки к промышленному внедрению. Промышленно источники света такого принципа действия выпускаются фирмой OSRAM (Германия).

Сверхвысоковакуумные диффузионные насосы предназначены для получения статического и поддержания динамического вакуума в диапазоне давлений 10^-1 – 10^-7 Па, быстрота откачки во всём рабочем диапазоне – 27000 литров в секунду. Насос может использоваться в промышленных вакуумных технологиях, на испытательных и научно-исследовательских установках, требующих больших расходов газов.

Разработки Института теплофизики легли в основу демонстрационной зоны высокой энергоэффективности «Новосибирск», отмечены наградами выставок и ярмарок. В частности, на III-м Московском международном салоне инноваций и инвестиций в феврале 2003г. в рамках конкурса “Изобретения и инновационные и разработки” были награждены: индукционная лампа – дипломом и золотой медалью Салона, вихревая мельница – дипломом и серебряной медалью Салона, газоанализатор ПЭМ-2М – дипломом и  бронзовой медалью Салона.