УСПЕХИ И ПРОБЛЕМЫ ИННОВАЦИЙ

Вопросы экологии теплоснабжения и энергоэффективности особенно актуальны в Сибири. Ряд работ, связанных с этими проблемами, ведется в Кузбасской региональной лаборатории прикладной теплофизики Института теплофизики СО РАН. Ее заведующий, д.т.н. Павел ПЕТРИК рассказывает нашему корреспонденту В. Макаровой о проводимых исследованиях.

Наши разработки находят применение в основном на предприятиях химической промышленности и малой теплоэнергетики. Это связано с тем, что в Кемерово наиболее развитой является именно химическая промышленность. Кроме того, в Кузбассе, где самая большая в Сибири плотность населения, одним из острейших вопросов является теплоснабжение населения и промышленных предприятий. Достаточно сказать, что только в коммунальном хозяйстве задействовано более 1300 котельных и почти столько же на промышленных предприятиях. Большинство из них, к сожалению, далеки от технического совершенства.

По просьбе администраций городов области мы проводили обследование коммунальных котельных. Большая часть из них работает на устаревшем, а то и на самодельном оборудовании. КПД таких предприятий составляет 25-40%. Отражены случаи, когда КПД-нетто котельной имел отрицательное значение, т.е. количество тепла, которое отдает котельная на горячее водоснабжение вне отопительного сезона, было меньше количества электроэнергии потребляемой самой котельной. Таким образом дешевле поставить электрообогрев, чем потреблять электроэнергию да и плюс к тому сжигать уголь. Другой парадокс: подавляющее большинство котельных не имеет приборов, определяющих количество тепла отданного потребителю! Где вы видели нормальное предприятие, которое не знало бы, какой объем продукции оно выпускает? Приборная база практически отсутствует, а то, что есть находится не в лучшем виде. О состоянии некоторых промышленных котельных и говорить не приходится: фильмы ужасов можно снимать без декораций!

При таком контроле за технологическим режимом невозможно составить баланса между количеством сжигаемого топлива и выданной потребителю энергии. Вот отсюда — проявление очередного парадокса. В отопительном сезоне с сентября по апрель среднесуточная температура на улице меняется в очень большом диапазоне, а количество потребляемого котельной угля отклоняется от средней на 10 %. Это при том, что котельная работает только на отопление.

Результаты обследований с выдачей рекомендаций нами доводятся до соответствующих администраций, но они не прислушиваются к мнению ученых.

Складывается впечатление, что люди во власти живут одним днем: главное, сегодня благополучно отчитаться, а что будет завтра — это, видимо, будут решать другие. О каких инновациях можно говорить?

Вот еще один пример. В течение нескольких лет мы вели большую работу в г.Ленинске-Кузнецком. Проводили промышленные испытания по сжиганию углей в смеси с полукоксом на действующих котельных. Оказалось, что при горении таких смесей резко уменьшается количество вредных выбросов, особенно пыли. Для города это очень важно. Там работает более ста муниципальных и промышленных котельных. Из-за черного дыма, особенно зимой, Ленинск-Кузнецка не видно! Но… предложения наших специалистов не нашли поддержки. Хотя мы неоднократно докладывали результаты, показывали убедительные протоколы и графики, привлекали государственную службу измерения для экспертизы. А котельные все так же дымят!

Есть и положительные моменты. В последние годы наблюдается рост спроса на научную продукцию со стороны предприятий, где руководство ставит вопрос не о выживании, а о развитии производства. Например в последние 3 года у нас налажены хорошие контакты с ОАО «Кокс» г. Кемерово.

Коксохимия — мощное производство, технологические возможности которого далеки от исчерпания. Имеются значительные резервы для увеличения производительности коксовых батарей, снижения загрязнения окружающей среды, энерго-ресурсосбережения. По заказу предприятия была разработана установка, благодаря внедрению которой решили важную проблему.

На заводе работает новая технологическая линия по очистке коксового газа от аммиака. В технологическом режиме предусмотрено охлаждение абсорбента от 170 до 40 градусов Цельсия. Из-за того, что сорбент контактирует с неочищенным коксовым газом, в нем накапливаются содержащиеся в газе частицы пыли и брызги коксовой смолы. Кожухотрубчатые теплообменники, где проходило охлаждение, быстро выходили из строя, «зарастали» трудноудалимой грязью. Нашей лабораторией было предложено проводить процесс в аппарате мгновенного вскипания. Теплообменные поверхности не загрязняются, т.к. не имеют прямого контакта с раствором. Разработка внедрена. Для производства решена еще одна проблема. Кроме того, тепло, снятое в аппарате, стало возможным использовать в технологическом процессе.

Другой пример. ОАО «Кокс» — крупный коксохимический завод, находится практически в центре Кемерова. Одна из проблем возникает при разгрузке коксовых батарей, т.к. при этом в воздух выбрасывается большое количество пыли. Экологи поставили условие — эксплуатация коксовых батарей возможна только при беспылевой выгрузке кокса. Наши специалисты разработали методику пылеулавливания. Разработана, испытана и внедрена опытно-промышленная установка, позволяющая улавливать до 90 процентов выбрасываемой пыли. Вскоре все батареи будут оснащены особыми конструкциями-пылеочистителями. Это позволит предприятию соблюсти атмосфероохранное законодательство и избежать санкций со стороны природоохранных служб.

Кроме прикладных разработок лаборатория занимается и фундаментальными исследованиями. Работы идут в области многофазных систем. Сейчас закончен теоретический и экспериментальный цикл по изучению теплообмена при конденсации и кипении хладона R227 в зернистых слоях. Мы преследовали двойную цель: во-первых, изучить сам процесс теплообмена и возможности его интенсификации (эксперимент показал, что применение зернистых слоев интенсифицирует теплообмен при конденсации в несколько раз!); и, во-вторых, испытать хладон на пригодность для использования его в холодильных машинах. Известно, что широко применяемые хладоны разрушают озоновый слой из-за содержания в них хлора.

Испытания хладона R227 показали, что он имеет все характеристики не хуже, чем у ныне применяемых хладогентов, обладает важным преимуществом в сравнении с ними — он озонобезопасен.

Ведется еще ряд работ, связанных с гидродинамикой, тепло- и массообменом в многофазных системах.

Наша лаборатория по-своему необычна. Она расположена на площадях химико-технологического факультета Кузбасского технического университета и создавалась как совместный коллектив с кафедрой процессов, машин и аппаратов химических производств. Наряду с пятью штатными сотрудниками Института теплофизики к исследованиям привлекаются студенты, аспиранты и преподаватели университета. За период существования лаборатории на ее базе были выполнены и защищены восемь кандидатских и одна докторская диссертация.

По сути количество исследователей может быть любым, в зависимости от поставленной задачи и имеющихся возможностей. С задачами у нас проблем нет, их в избытке предоставляет промышленный Кузбасс, а вот с возможностями дела обстоят несколько хуже. Причина, как и во всей российской науке — слабое финансирование. Из-за этого устаревает и приходит в негодность материальная база, что затрудняет, а порой делает невозможным, решение задач, посильных коллективу.

Кстати сказать, в этом плане наша лаборатория несколько выигрывает от сотрудничества с университетом: у нас нет проблем с компьютерной техникой, с площадями, коммунальными услугами.

А в общем, мы — коллектив оптимистов. Мы не теряем надежды на лучшее будущее. Да и наметившиеся тенденции увеличения спроса на научную продукцию со стороны предприятий подкрепляют надежду на то, что в перспективе наши работы будут результативны и востребованы.

стр. 11