ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Система автоматической оптимизации соотношения топливо-воздух в газосжигаю-щих установках с коррекцией по содержанию оксида углерода в уходящих газах на базе газоанализатора « ОПТИМА.-3».

Рекомендуемая область пременения

- использующие газообразное топливо котлоагрегаты, печи и теплогенераторы сред-ней и малой мощности, стационарные и передвижные, работающие на потребителей с быстроизменяющимися тепловыми нагрузками: ЖКХ.,стекольная промышлен-ность.
- энергетические и силовые установки с двигателями внутреннего сгорания (ДВС), стационарные и мобильные.

Назначение, цели и задачи проекта

Система предназначена для повышения эффективности процесса горения  при быстроменяющихся нагрузках в газосжигающих установках  с автоматическим поддержанием  соотношения топливо-воздух путем  автоматической корректировки соотношения  по сигналу датчика оксида углерода в уходящих газах топливосжигающих установок.

 Корректируемое по содержанию оксида углерода оптимальное соотношение топливо-воздух обеспечивает  одновременно с уменьшением  выбросов  токсичного оксида углерода в атмосферу:

-уменьшение недожога  топлива ,что приводит  к его экономии,

-уменьшение избытка  воздуха, что сокращает  потери тепла с уходящими газами ,повышает кпд и экономичность установки.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

В настоящее время  как  в отечественных так и в зарубежных  газосжигающих установках используются следующие системы регулирования процессом горения по соотношению топливо-воздух:

-ручное  регулирование  режимов  работы  котлоагрегатов  , теплогенераторов и других установок  в  соответствии  с  режимной  картой  по  косвенным  параметрам  (расход  газа, давление, число оборотов температура  и  т.д.),Работоспособно только при стабильных нагрузках. 

-автоматическое регулирование соотношения по контролю содержания кислорода в уходящих газах с ручной корректировкой по содержанию оксида углерода, что при переменных нагрузках   не обеспечивает  высокого КПД и стабильно-минимального  содержания оксида углерода в уходящих газах.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Принцип действия системы  автоматической оптимизации соотношения топливо-воздух в газосжигающих установках с коррекцией по содержанию оксида углерода в уходящих газах заключается  в том,что  изменяющееся от нагрузки соотношение топливо-воздух  автоматически корректируется  сигналом  датчика содержания оксида углерода.

Таким образом,при постоянной нагрузке подача воздуха для поддержания заданного оптимального для данного режима соотношения топливо-воздух  осуществляется ПИД -регулятором по сигналам от датчика кислорода и датчика расхода топлива. Однако при увеличении  нагрузки изменяется и значение оптимального соотношения топливо-воздух ,что приводит к снижению КПД и повышению концентрации оксида углерода в уходящих продуктах сгорания .Для устранения этого  используется сигнал датчика концентрации оксида углерода, который воздействуя на задатчик ПИД -регулятора  позволяет отслеживать изменения  режима работы и оптимизировать соотношение топливо – воздух с  минимальными  выбросами  оксида углерода

В качестве датчиков  концентрации  кислорода и оксида углерода используется  газоанализатор «Оптима-3». Газоанализатор "Оптима-3" предназначен для измерения объемной доли кислорода (О2), объемной доли оксида углерода (СО) и сигнализации о увеличении или уменьшении объемной доли кислорода и увеличении объемной доли оксида углерода относительно установленных значений (порогов).Область применения: топливосжигающие установки, работающие на газовом топливе. Газоанализатор используется с целью достижения оптимального соотношения топливо-воздух, а также для сигнализации о появлении признаков неполного сгорания топлива при любом содержании кислорода.Тип газоанализатора - стационарный. Режим работы газоанализатора - непрерывный. Принцип работы газоанализатора - электрохимический на О2 (твердый электролит, циркониевый датчик) и термокаталитический на СО.Способ забора пробы - принудительный.

Конструктивно газоанализатор состоит из блока сигнализации (БС) и устройства отбора пробы (УОП). Связь между БС и УОП осуществляется по трех проводной кабельной линии. Длина соединительного кабеля - не более 500 м.

Основные технические характеристики газоанализатора

Степень защиты от доступа к опасным частям, от попадания внутрь внешних твердых предметов и от проникновения воды:

- БС - IP20

- УОП - IP54.

       Достоинства газоанализатора:

Конструкция газоанализатора обеспечивает герметичность и отсутствие конденсата в пневматической линии от места забора пробы в УОП до места сброса пробы.

наличие “сухих” контактов реле для подключения внешних устройств и управления ими, сигнализации при достижении пороговых значений

наличие унифицированных токовых выходов позволяющих включать прибор в системы котельной автоматики и протоколировать полученную информацию на регистрирующем приборе

высокая стабильность показаний

простота монтажа

возврат анализируемого газа в дымоход

встроенный фильтр агрессивных газов

наличие цифрового выхода для подключения ПЭВМ

широкий температурный диапазон, возможность использования на открытых площадках

удобная и наглядная цифровая индикация

световая и звуковая сигнализация, оповещающая оператора о нарушении режима горения

алгоритм работы, понятный даже неподготовленному персоналу

незначительные эксплуатационные затраты

Комплект поставки:

Газоанализатор ОПТИМА-3, комплект ЗИП, эксплуатационная документация.

По отдельному заказу возможна поставка: баллоны с ГСО-ПГС, вентиль точной регулировки ИБЯЛ.306249.011, индикатор расхода ИБЯЛ.418622.001, трубка ПВХ 4х1,5 ТУБ-01-1196-79, датчик О2 ИБЯЛ.413425.005, датчик СО ИБЯЛ.413425.008, переходник ИБЯЛ.715543. 004, кольцо ИБЯЛ.741314.258, прокладка ИБЯЛ.741314.259, прокладка ИБЯЛ.741314.263, шайба ИБЯЛ.741314.257, программное обеспечение ИБЯЛ.431214.188, кабель связи SCF-13.

 Для обеспечения принудительной подачи пробы по отдельному заказу поставляется:

блок пробоотбора с воздушным инжектором (ИБЯЛ.418311.049-01);

блок пробоотбора с водяным инжектором (ИБЯЛ.418311.049);

блок пробоотбора с побудителем расхода (ИБЯЛ.418311.023-10), работает от 220В.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Система  включает в себя газоанализатор «ОПТИМА» в качестве датчика концентрации кислорода и оксида углерода с пробоотборным устройствам, датчик расхода газообразного топлива, ПИД-регулятор с задатчиком соотношения топливо-воздух и сервопривод  регулировки подачи воздуха. Выбор типоразмеров, входящих в систему  устройств и агрегатов (кроме газоанализатора «ОПТИМА»), зависит от характеристик автоматизируемой газосжигающей установки.

Применение системы  обеспечивает до 8% экономии газообразного топлива,    снижает выбросы в атмосферу  оксида углерода , упрощает обслуживание .

Экономический эффект  от  использования годового выпуска  (250 комплектов)систем «ОПТИМА» за счет экономии топлива составляет от 30 до 50 миллионов  рублей  в зависимости от характеристик автоматизируемой установки.

При  стоимости  комплекта  45 000 руб.  экономия  по  одному  котлоагрегату  может  достигать  120 000руб. в  год                     

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Надежность и простота обслуживания  позволяет одному оператору обслуживать несколько агрегатов.

Новые потребительские свойства продукции

Малые габариты, низкая цена, простота обслуживания при эксплуатации.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам.

Стадия и уровень разработки

Основные элементы системы разработаны и сертифицированы, налажено серийное производство. Необходимо проведение ОКР , изготовление опытных образцов для от-работки компоновки и привязки системы к конкретным типам газосжигающих установок.

Предлагаемые инвестиции

6,4 млн. руб.
Финансирование ОКР и – 1 миллион на 2007 -2008 годы.
Модернизация и переоснащение производства, подготовка кадров - 5 миллионов на 2007 год.
Вложение средств на маркетинг и продвижение приборов в страны СНГ- 400000 рублей в 2007 году.

Рынки сбыта

Все регионы РФ и страны СНГ.

Возможность и эффективность импортозамещения

Прибор соответствует всем международным нормативам и замещает приборы таких фирм-производителей как Detronika, Oldam, по цене, быстродействию, надежности и простоте обслуживания .

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

6
Для предприятия-производителя системы «ОПТИМА» затраты, связанные с мо-дернизацией производства и освоением выпуска системы начнут приносить при-быль с января 2009 года и окупятся за 1\2 года.

Дата поступления материала

23.11.2004