Киевские ученые изобрели уникальную горелку для экономии газа

О том, что газ надо беречь, Украина вспоминает всякий раз, когда «Газпром» начинает выкручивать ей руки. И вот оказывается, что печи и котлы, дающие невероятную экономию, уже созданы. Отнести это на счет ненаучного фантазерства не получается: струйно-нишевая горелка киевлян уже показала себя отлично на десятках украинских предприятий. Если бы ее установили везде, где это возможно, страна каждый год экономила бы около 2,5 млрд кубов газа. А работу над этим устройством кандидат технических наук Михаил Абдулин начал, по сути, еще студентом – когда знакомился с горелочными устройствами всего мира, которые попадали в уникальную, по меркам СССР, лабораторию Киевского политеха.

Цена вопроса

– Переоборудование горелкой Абдулина-Дворцина котла на 5 гигакалорий (для средней коммунальной котельной) – 300 тыс. грн, окупается за отопительный сезон за полгода.

– Переоборудование крупного котла, например, на Одесской ТЭЦ, в 100 гигакалорий –
3,5 млн грн, окупается за 2–3 месяца.

– Переоборудование вращающейся печи на металлургическом заводе – 4 млн грн, окупается за полгода.

Струи газа в горелке сами подсказали решение

Оговоримся сразу: к кухонным плитам, где газ сжигают «открытым способом», эта горелка отношения не имеет. Зато ее можно установить везде, где нужна закрытая камера сгорания – даже на бытовом котле в частном доме, хотя таких заказов пока не поступало.

Михаил Абдулин (справа) и Геннадий Дворцин демонстрируют струйно-нишевую горелку. Рядом с ней на столе – первые, еще экспериментальные, варианты

– Для сжигания газа его надо хорошо перемешать с воздухом, причем за доли секунды, – говорит Михаил Абдулин. – Для лучшего перемешивания струя газа должна быть перпендикулярной потоку воздуха. В горелке возникают сложные процессы перемешивания и сгорания, которые зависят от скоростей струй, расстояния между форсунками и многих других параметров. Оказалось, при определенных условиях за струями впрыскиваемого газа образуются вихри, помогающие качественному перемешиванию и более полному сжиганию. Мы доказали, что для этих вихрей в горелке следует выделить специальную нишу, отчего наш метод сжигания топлива и был назван «струйно-нишевой технологией» – СНТ.

У других ученых – особенно у специалистов по авиационным турбинным двигателям – были опасения, что «ниша» только испортит характеристики камер сгорания. Этого не произошло.

Применять новинку в промышленности начали еще в 90-е

– На первый модуль камеры сгорания с нишей нами с Геннадием Дворциным было в 1986 году получено авторское свидетельство, – вспоминает Абдулин. – Однако в начале 90-х годов наши работы были закрыты. Распался Союз, средства из военно-промышленного комплекса, на который работала наша лаборатория, ушли. Нам в КПИ сказали: хотите исследовать горелки дальше? Пожалуйста, в личное время! Тем не менее нам удалось создать свою фирму – научно-технический центр «Флогистон» – и внедрить горелочные модули нового типа на нескольких кирпичных заводах.

Несмотря на все сложности 90-х, фирма сохранила коллектив и технологии. Постепенно начали поступать заказы.

– Вот, к примеру, акт выполненных работ на Побужском ферроникелевом комбинате. Там четыре печи. Мы предложили: ставим наши горелки на одну печь за свои средства. Если при том же уровне вырабатываемого тепла появится экономия газа, то нам причитается половина стоимости от сэкономленного за два года. Для беспристрастного контроля пригласили «третейского судью» из Кировоградской организации по энергосбережению. Результат был таким: после установки наших горелочных устройств объем сжигаемого газа уменьшился на 20,85%. Это один из сотен таких актов. Среди наших объектов – котельные для ЖКХ и предприятий, печи на крупных заводах.

Откуда берется «лишнее» тепло – пока неясно

Самое удивительное – струйно-нишевая горелка позволяет получать больше тепла, чем, по расчетам, для таких устройств возможно в принципе. Изобретатели словно стесняются этого обстоятельства:

– Мы далеко не все знаем о сути химических и аэродинамических процессов в наших горелочных устройствах. Действительно, зная количество сожженного газа и его теплотворность, легко подсчитать максимальную теплоту сгорания, которую можно получить в горелке. Наши устройства этот показатель перекрывают. Такие явления зафиксированы на многих предприятиях в итоговых документах: количество производимой теплоты превышает теоретически возможный максимум. На котлах – от 10% , в печах – до трех раз. Но мы не делаем акцент на этом эффекте.

Модернизировать можно любую котельную

Но даже если оставить за бортом и этот феномен, и экономичность, у устройств Абдулина и Дворцина есть такой существенный плюс, как устойчивость при любом напоре газа. При напоре в 20% от нормы все горелки мира гаснут. Эта – нет, что бывает очень кстати при нестабильных газовых сетях Украины.

– Обычные котельные тоже можно модернизировать под такие устройства. У нас разработаны горелки для большинства стандартных котлов и печей. Сегодня количество установленных нами горелочных устройств уже превышает тысячу.

Знающий человек

«Горелки Абдулина-Дворцина уже экономят миллионы кубометров газа»

Наталья Фиалко, член-корреспондент НАНУ, доктор технических наук, заслуженный деятель науки Украины:

– Струйно-нишевая технология действительно базируется на многолетних фундаментальных исследованиях, проводившихся в Киевском политехническом институте, и она действительно высокоэффективна. Новые технологии всегда трудно пробивают себе дорогу, а струйно-нишевые горелки достаточно необычны, но сейчас их применение закладывается в программу модернизации теплоэнергетики Украины. Перспективы внедрения горелок Абдулина-Дворцина колоссальны. Я очень высокого мнения об ученых, совершивших такой прорыв в теплоэнергетике: мало того, что они разработали свое горелочное устройство, – они сумели выйти на его промышленное внедрение, и это уже экономит миллионы кубометров газа.

Анатолий ЛЕМЫШ. Фото Владимира ПРОЦЕНКО