Вихревой теплогенератор для систем теплоснабжения

Шваб В.В. коммерческий директор, ЗАО Экотерм , г. Мытищи, Московская обл.

На протяжении более 15 лет в различных городах: Москва, Жуковский, Подольск, Мытищи, Пенза, Ростов-на-Дону, Ижевск, Тверь, Королев, Донецк и др. ведутся интенсивные разработки вихревых теплогенераторов.

Вихревые теплогенераторы (ВТГ) - это тепловые устройства гидродинамического типа, применяющиеся в качестве автономных источников отопления и ГВС. От существующих электронагревателей ВТГ отличаются более высокой эффективностью - отношением производимой тепловой энергии к потребляемой электрической. А самое главное отличие состоит в том, что при использовании ВТГ не требуется получать технические условия на термическую нагрузку.

Важно отметить, что в качестве приводов ВТГ могут применяться не только электродвигатели, но и любые другие двигатели (дизельные, бензиновые), а также, использоваться энергия ветра или энергия воды горных рек (в то же время, по мнению конструкторов, для эффективной работы ВТГ необходимо поддерживать специально подобранную, постоянную скорость вращения, и проще всего это сделать, используя электродвигатели - прим. ред. ).

При всем многообразии существующих схем ВТГ все же можно выделить три конструктивные разновидности теплогенераторов (по классификации С. Геллера - изобретателя из г. Ростова-на-Дону, опубликованной в журнале Техника молодежи № 11, 2005 г.):

- пассивные тангенциальные

- пассивные аксиальные

- активные.

К пассивным относятся ВТГ статического типа, не содержащие подвижных частей в устройствах формирования потока жидкости. Они различаются по характеру ввода потока в рабочую камеру - тангенциальному (завихритель, рабочая вихревая камера, тормозное устройство, выходной патрубок) или аксиальному (входной патрубок, рабочая камера с сужающим устройством, турбулизатор, выходной патрубок).

Завихритель выполняется в виде улитки, подводящей поток холодной жидкости из насоса на периферию цилиндрической вихревой камеры. В камере поток закручивается и движется к осевому выходному патрубку, перед которым тормозится специальным устройством. В процессе вихревого движения и торможения жидкости в рабочей камере создается особая зона, в которой жидкость нагревается и затем поступает в выходной патрубок.

Завихрители могут выполняться с винтовым или спиральным профилем рабочей камеры, с постоянным или сужающимся сечением патрубков, с одной или более рабочими камерами, с одним или несколькими тангенциальными вводами, с вводами типа вихревых форсунок и т.п. Рабочие камеры этих нагревателей могут быть прямоточными, двойными противоточными, цилиндрическими, коническими, сложной формы и т.п. Разнообразны и конструкции тормозных устройств - от тел обтекания до лопастных спрямляющих аппаратов.

В пассивных аксиальных ВТГ используются различные диафрагмы с цилиндрическими, коническими, щелевидными или спиральными отверстиями, с одним и более отверстиями, с одной или несколькими последовательно установленными перегородками и т.д. Применяются также теплогенераторы смешанного типа, в которых для повышения эффективности работы одновременно используются как завихрители, так и диафрагмы.

К активным относятся ВТГ в которых механическая активация рабочего тела происходит в результате воздействия на жидкость подвижных активаторов - вращающихся, колеблющихся или совершающих сложное движение.

Подаваемая во входной патрубок ВТГ активного типа холодная жидкость закручивается вращающимся активатором и ускоряется. Нагрев жидкости происходит в процессе движения в сторону неподвижного тормозного устройства, на котором поток затормаживается. Через выходной патрубок горячая жидкость подается к потребителю.

Разновидности активных ВТГ отличаются между собой конструкциями активаторов и тормозных устройств. Активаторы могут выполняться в виде турбин, тел вращения с продольно профилированными поверхностями, перфорированных цилиндрических или конических барабанов, однонаправленных или противоположно вращающихся перфорированных дисков и пр.

В каждом из трех типов ВТГ могут дополнительно создаваться специальные режимы работы, способствующие активации жидкости и, как следствие, увеличению тепловыделения. С этой целью задаются неоднородности давления в рабочей камере, возбуждаются автоколебания в жидкости, формируются дополнительные вихревые течения, обеспечиваются ударные торможения встречных струй, производится ультразвуковая обработка жидкости и пр.

Несмотря на отсутствие подвижных частей и высокую эксплуатационную надежность пассивных теплогенераторов, ВТГ активного типа более перспективны для практического использования, поскольку обеспечивают более эффективный нагрев жидкости (больший перепад температур на входе и выходе за один проход при прочих равных условиях) и позволяют снизить уровень шума (один их главных недостатков ВТГ). Для работы пассивных ВТГ требуются насосы с повышенными техническими характеристиками по напору и производительности, на которые устанавливаются электрические двигатели с частотой вращения 3000 об/мин. Конструкция же ВТГ активного типа позволяет использовать малошумные электрические двигатели с частотой вращения 1500 об/мин.

Использование ВТГ выгодно при строительстве электрофицированных объектов, прокладка газовых коммуникаций и труб централизованного теплоснабжения к которым невозможна или неэкономична. Примером является продовольственная база Дружба (г. Мытищи, Московская обл.), где в 1996 г. для отопления помещений были установлены ВТГ, т.к. угольная котельная была в состоянии разрухи , другая ближайшая котельная находилась на удалении 1500 м, а газопровод - на удалении 900 м. Потребляемая электрическая мощность установленных ВТГ составила 11 и 7,5 кВт при потребности в тепле - 24 кВт. Проект окупился за один отопительный сезон (в сравнении с затратами при работе старой угольной котельной). Дополнительно было отмечено, что за это время промылась от отложений система отопления, а также то, что в офисных помещениях снизилось электропотребление (раньше почти в каждом кабинете использовался дополнительно электронагреватель).

Следует добавить, что первоначально планировалась установка электрокотла, и в этом случае, было бы необходимо оплачивать электроэнергию по повышенному тарифу. После установки же ВТГ при утверждении тарифов было заявлено, что электроэнергия расходуется только на работу насосного оборудования, и поэтому в результате был оставлен обычный тариф. Энергонадзор в 1999 г. попытался вновь повысить стоимость электроэнергии для установленных ВТГ, но существующий тариф удалось отстоять.

Также оправдано применение ВТГ совместно с теплогенераторами, работающими на жидком топливе. Примером является административно-офисное здание Дирекции по ремонту пути Московской железной дороги (ст. Перово, г. Москва), где были установлены два ВТГ (см. фото) суммарной электрической мощностью 36 кВт и теплогенератор мощностью 60 кВт, работающий на дизельном топливе.

Фото. Система теплоснабжения административно-офисного здания Дирекции по ремонту пути Московской железной дороги (ст. Перово, г. Москва).

Полностью обеспечить отопление здания за счет установки ВТГ не представлялось возможным, т.к. существовало ограничение по установленной электрической мощности - 100 кВт, при потребности в тепловой - 96 кВт, а прокладка газопровода или дополнительного электрического кабеля была проблематична. В настоящее время данные вихревые установки находятся в рабочем состоянии, но не используются, т.к. создаваемый ими шум представляет существенное неудобство персоналу, рабочее место которого определено в помещении теплового пункта. Нахождение персонала в данном помещении, при проектировании и выполнении работ по монтажу и наладке оборудования, не предусматривалось.

В заключение следует отметить, что отсутствие убедительных и доступных широкой аудитории экспериментальных данных привело к появлению многочисленных гипотез об основной причине появления тепловой энергии и высокой эффективности ВТГ. Поэтому необходимо тщательное изучение данного явления на основе широкого практического применения ВТГ с целью объяснения правдоподобного механизма возникновения причудливой, еще не познанной во всем своем многообразии связи кавитации с тепловыделением.

Адрес и телефон, контактная информация

Описание деятельности

На сегодняшний день выпускается шестнадцать видов ВТГ в диапазоне потребляемой мощности от 2,2 до 315 кВт и напряжением от 220 до 380 В. С 2010 г. выпускаются индукционные установки горячего водоснабжения и отопления на токах промышленной частоты (50 Гц). Через собственную дилерскую сеть мы поставляем продукцию по России, в ближнее Зарубежье, Европу, Канаду, США и другие страны.

Главная ценность компании - уникальные знания и опыт, накопленные в течение непрерывной модернизации модельного ряда вихревых теплогенераторов, а также сервисного и гарантийного обслуживания на основе взаимосвязи с дилерами и клиентами.

Мы постоянно анализируем параметры и характеристики своей продукции, полученные как от клиентов, так и в результате испытаний. Благодаря этому наши клиенты всегда заблаговременно обеспечены надёжной продукцией ООО «ВТГ-Сервис».

Вихревой теплогенератор, или ВТГ – уникальное оборудование, возможности применения которого в народном хозяйстве неограничены. ВТГ применяют для автономного отопления и горячего водоснабжения жилых домов и зданий общественного и промышленного назначения любого объёма – в качестве основных или резервных/аварийных систем отопления.

ВТГ позволяют не только быстро разогревать любую жидкость без применения каких-либо видов топлива, но и частично обеззараживать, например, воду в бассейнах без использования хлора и его производных.

Кроме того, ВТГ используются в химической и нефтехимической промышленности в таких технологических процессах, как обезвоживание, обессоливание, модификация нефти и нефтесодержащих жидкостей (к примеру, генераторы позволяют значительно повысить эффективность и качество сгорания мазутного и дизельного топлива в котлах и агрегатах, что даёт экономию топлива до 30%). Для обработки агрессивных химических жидкостей генераторы изготавливаются из специальных материалов, таких как нержавеющая сталь, капролон и др.

ГЕНЕРАТОР ВИХРЕВОЙ ТЕПЛОВОЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ НЕФТЕХИМИЧЕСКИЙ ВТГ НХ

В корзину

Поделиться:

ГЕНЕРАТОР ВИХРЕВОЙ ТЕПЛОВОЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ НЕФТЕХИМИЧЕСКИЙ ВТГ НХ

Предназначен для нагрева нефти в технологических целях в нефтяной, газовой, перерабатывающей и других отраслях промышленности. Смонтирован на раме совместно с приводным электродвигателем, выполненным во взрывозащищенном исполнении и шкафом управления.

- число оборотов двигателя: 1500(3000) об./мин.

- тепловая мощность на 1 кВт активной мощности электродвигателя, не менее: 700 Ккал (0,82кВт)

Коэффициент полезного действия ВТГ НХ: не менее 0,9.

На сегодняшний день 90 % предприятий работающих с нефтью или нефтепродуктами вынуждены нагревать сырьё традиционным способом, используя теплообменники и промежуточный теплоноситель. Иногда, это единственно возможный способ, иногда единственно доступный, но всегда энергозатратный.

А связано это с большими потерями тепла в трубопроводах подачи теплоносителя, и низким КПД котлов и теплообменников.

Имея не очень большой (4 года), но положительный опыт эксплуатации нашего оборудования на действующих производственных площадках, мы с полной ответственностью можем утверждать, что способ нагрева нефти с помощью ВТГ НХ является максимально выгодным во всех отношениях. Сравнительный экономический анализ эффективности работы генератора по результатам промышленной эксплуатации показал, что в денежных затратах эксплуатация ВТГ НХ на 30 % выгодней любых существующих на данный момент электрических нагревателей, и уступает только в случаи нагрева нефти теплом, от сжигаемого дешевого углеводородного сырья. Но дешевым это сырье может быть только для газодобывающих и нефтедобывающих предприятий. Все остальные, сжигая нефть, по сути, топят деньгами.

Немаловажным достоинством генератора ВТГ НХ является то, что он легко встраивается в действующие системы трубопроводов. При этом не обязательно демонтировать и выводить из эксплуатации уже существующие системы, их можно использовать как аварийные или резервные. Наиболее выгодно и удобно устанавливать генератор на байпасной (относительно основного трубопровода) линии. Это позволяет при необходимости, не останавливая прокачку нефти выводить генератор из эксплуатации на период ТО, а так же регулировать объем нефти, поступающей непосредственно в генератор для нагрева.

И еще одно положительное качество ВТГ НХ. Нефть при нагреве в генераторе подвергается кавитационной обработке, это делает её структуру более однородной, снижает кинематическую вязкость, существенно замедляет процесс отложения парафина на стенках труб, снижает нагрузку на перекачивающие насосы (кто перекачивает нефть и вынужден гонять ОУ по трубопроводу, тот уже задумался и посмотрит раздел Полезная информация ).

И все это в дополнение к нагреву, и за те же деньги. Согласитесь, что это - выгодно.

Среди разработчиков и производителей нефтяного оборудования бытует мнение, что все нефтяники махровые консерваторы, что все они исповедуют принцип лучшее - враг хорошего . Возможно, в этом есть доля истины, но мы не предлагаемлучшее, мы предлагаем хорошее, надежное, и эффективное, взамен не эффективного, энергозатратного и устаревшего.

Мощным и солидным фирмам с громким именем, стыдно жить в каменном веке, а небольшим компаниям, испытывающим жесткую конкуренцию, это просто не позволительно.

Вполне естественно, что конечная цель любого производителя, это найти покупателя на свое оборудование, и мы не исключение. Но мы не штампуем свои изделия, мы ищем и предлагаем заказчику максимально выгодный и эффективный способ решения его проблемы. При необходимости меняем конструктив и комплектацию изделия, и только после полного согласования приступаем к выполнению заказа.

Если Вас не испугал наш подход к работе, мы будем рады сотрудничеству.

ОАО Белкамнефть , дочернее предприятие ОАО НК Русс-Нефть , 28.07.2009 г. ввело в пробную эксплуатацию генератор ВТГНХ-110, для обеспечения подогрева нефти в процессе приема - сдаточных операций. Это позволило отказаться от подогрева путевыми подогревателями на всей длине трубопровода, а значит максимально снизить затраты по подогреву нефти и снижению её кинематической вязкости до необходимого значения, перед сдачей в ОАО Транснефть .

С первых дней эксплуатации генератор доказал, что обладает всеми заявленными преимуществами, по отношению к применявшейся ранее системе нагрева нефти. Специалисты ОАО Белкамнефть дали положительную оценку проведенным испытаниям и дальнейшей промышленной эксплуатации генератора ВТГНХ-110. По результатам промышленной эксплуатации принято, и выполняется, решение о распространении практики применения аналогичного оборудования на приемо-сдаточных пунктах (ПСП) взамен дорогостоящих, металлоемких и энергозатратных систем нагрева нефти.

Ведущие специалисты ОАО Самаранефтегаз , дочернего предприятия ОАО Роснефть четко сформулировав требования к оборудованию и критерии его оценки, организовали опытно промышленные испытания (ОПИ) генератора ВТГ НХ-160 на действующей площадке ПСП в период с декабря 2010г. по март года. В период проведения ОПИ по предложению специалистов ОАО Самаранефтегаз обслуживающих и эксплуатирующих оборудование, внесены изменения в рабочие параметры генератора и его комплектацию.

По результатам ОПИ подтверждены все заявленные технические характеристики и получена положительная оценка работы оборудования. Прошедший испытания генератор оставлен для дальнейшей эксплуатации на площадке ПСП. Специалистами ОАО Самаранефтегаз решается вопрос о внедрении в эксплуатацию аналогичного оборудования на проблемных промышленных участках.

Источники: http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=1946, http://pulset.ru/tov/find14_a1.php?id=208861, http://xn----dtbh6apiad7a6e.xn--p1ai/products/13888321