Совершенствование систем энергоснабжения в газифицированных регионах россии на базе поршневых технологий
На правах рукописи
Дубинин Владимир Сергеевич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ В ГАЗИФИЦИРОВАННЫХ РЕГИОНАХ РОССИИ НА БАЗЕ ПОРШНЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Специальность 05.14.01 — «Энергетические системы и комплексы»
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва 2013
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский универ ситет «МЭИ» на кафедре Тепловых электрических станций.
Научный консультант: доктор технических наук, профессор Национального исследова тельского университета «МЭИ» Беляев Альберт Александрович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Национального исследова тельского университета «МЭИ», каф.
Автоматизированных систем управления тепловыми процессами Аракелян Эдик Койрунович, кандидат технических наук, ректор Московского института энерго безопасности и энергосбережения Толмачев Владимир Демьянович
Ведущая организация: Институт энергетических исследований РАН, г.Москва
Защита состоится 26 июня 2013 г. в 14 час. 00 мин. в аудитории Б-205 на засе дании диссертационного совета Д 212.157.14. при ФГБОУ ВПО «Национальный ис следовательский университет «МЭИ», по адресу г. Москва, Красноказарменная ул., 17.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Националь ный исследовательский университет «МЭИ» и на сайте www.energodub.ru.
Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью организации) просим направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная, 14, Учёный со вет ФГБОУ ВПО НИУ «МЭИ».
Автореферат разослан «_24_» мая 2013 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.157. к.т.н., доцент В.П. Зверьков
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы Наиболее энергоэффективная комбинированная выработка тепла и электриче ской энергии применяется в России очень ограничено. Даже на ТЭЦ коэффициент полезного использования теплоты сгорания топлива (КИТТ) в 2000 г. всего 60–65 %.
Автором предложена Единая система газоснабжения и генерации механиче ской, электрической и тепловой энергии (ЕСГГМЭТЭ). В этой системе потребители электрической энергии соединены не электросетями, а газопроводами, что позволя ет электрическую энергию вырабатывать комбинированно с тепловой энергией с высоким КИТТ. Оба вида энергии потребляются на месте их производства, что ис ключает протяженные и ненадежные магистральные теплосети и системообразую щие электросети (в части касающейся газовых электростанций) вместе с потерями энергии в них. Кроме того, стоимость строительства электросетей сопоставима со стоимостью строительства генерирующих мощностей (www.cogeneration.ru), поэто му ЕСГГМЭТЭ предусматривает автономную от электросетей генерацию электро энергии.
Однако при автономной от сети генерации электроэнергии возникают пробле мы с её качеством (нестабильность частоты тока). Ориентация ЕСГГМЭТЭ именно на автономную от сетей генерацию электроэнергии стала возможной в результате разработанного автором на базе свойств нелинейных систем с двумя степенями сво боды нового способа стабилизации частоты вращения, что обеспечивает качество электроэнергии на уровне сетевой при глубоком ступенчатом изменении нагрузки, без использования дорогостоящих выпрямителей и инверторов. Показана целесооб разность применения для ЕСГГМЭТЭ поршневых двигателей с учетом научно технических достижений за последние 20 лет в этой области.
Автор писал об этом еще в 1994 г. [18]. Последующие публикации показали ак туальность настоящей работы, так как на них ссылались руководящие работники ОАО «Башкирэнерго» и «Татэнерго» *. Ученые Института систем энергетики им. акад. Л.А. Мелентьева отметили перспективы широкого развития поршневой энергетики сославшись на работы автора в своей книге, ответственный редактор ко торой член кор. РАН Н.И. Воропай (директор института)**.
Цель работы Цель данной работы обосновать:
* Об опыте эксплуатации газопоршневых мини-ТЭЦ в ОАО Башкирэнерго / Салихов А.А., Фат куллин Р.М., Абдрахманов Р.Р., Щаулов В.Ю. // Электрические станции, 2003 №11. — С. 6– 15.
Развитие мини-ТЭЦ с применением газопоршневых двигателей в республике Башкортостан / Салихов А.А., Фаткуллин Р.М., Абдрахманов Р.Р., Щаулов В.Ю. // Новости теплоснабжения, 2003 №11. — С. 24–30.
** Энергетика XXI века: условия развития, технологии, прогнозы / Беляев Л.С., Лагерев А.В., Посекалин В.В. и др. // Новосибирск, Наука 2004. — 386 с.
техническую возможность и экономическую целесообразность перехода на ком бинированную выработку тепловой и электрической энергии в полностью гази фицированных регионах России.
то, что установки малой энергетики, базирующиеся на сжигании природного газа, способны заменить в России часть выходящих за пределы паркового ресурса ТЭЦ и КЭС, работающих на природном газе.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Провести сравнительный анализ:
надежности линейной части существующей Единой электроэнергетической системы (ЕЭЭС) с предлагаемой ЕСГГМЭТЭ (глава 2);
стоимостных показателей прокладки линейной части существующей ЕЭЭС с предлагаемой ЕСГГМЭТЭ (глава 2);
генерирующей части существующей ЕЭЭС с предлагаемой ЕСГГМЭТЭ по:
расходу топлива, стоимости, ресурсу (глава 3);
2. оценить производственные возможности отечественных производителей гене рирующего оборудования для ЕСГГМЭТЭ (глава 3);
3. определить области рационального применения в ЕСГГМЭТЭ поршневых дви гателей внутреннего сгорания, работающих на природном газе, и паросиловых установок с паропоршневыми двигателями (глава 4);
4. показать возможность обеспечения качества электроэнергии на уровне сетевого при выработке ее автономно от сети без ее двойного преобразования (глава 5);
5. разработать предложения по совершенствованию концепции энергетической стратегии России до 2020 г. в газифицированных регионах (глава 6);
6. провести анализ целесообразности применения ЕСГГМЭТЭ для больших плот ностей тепловых и электрических нагрузок на частном случае Московского ре гиона (глава 6).
Научная новизна работы 1. Впервые разработана концепция Единой системы газоснабжения и генерации механической, электрической и тепловой энергии (ЕСГГМЭТЭ), которая обосновывает перспективы комбинированной выработки электрической и те пловой энергии автономно от внешних электросетей, что исключает протя женные и ненадежные теплосети и электросети (в части касающейся газовых электростанций) вместе с потерями энергии в них.
2. Обоснована целесообразность применения для ЕСГГМЭТЭ поршневых двига телей с учетом новейших научно-технических дос-тижений в этой области на основе сравнительного анализа таких двигателей с газовыми и паровыми тур бинами по экономичности, стоимости и ресурсу.
3. Впервые разработана система стабилизации частоты вращения поршневых двигателей и других двигателей дискретного действия, приводящих электро генераторы, работающие автономно от сети, что позволяет при использовании ЕСГГМЭТЭ обеспечить поддержание частоты тока с заданной точностью, в том числе при резком и глубоком изменении нагрузки.
4. Впервые предложены и использованы в научно-технической литературе сле дующие понятия:
Единая система газоснабжения и генерации электрической и меха нической энергии (ЕСГГМЭЭ, 2001 г.) [19];
двигатели дискретного действия (ДДД, 1983 г.)[15];
паропоршневые двигатели (ППД, 2005 г.)[1];
коэффициент электрической/механической мощности потребителя элек трической/механической и тепловой энергии nT (2009 г.)[14].
5. Впервые разработаны методические основы выбора двигателя внутреннего сгорания или ППД для газовых мини-ТЭЦ[1].
6. Доказана перспективность применения ЕСГГМЭТЭ для всей газифицирован ной части России, включая МР (Московский регион = Москва + Московская область) как наименее благоприятный для использования ЕСГГМЭТЭ, в связи с производством в настоящее время около 43 % тепловой энергии комбиниро ванно с электрической энергией [14].
Практическая ценность работы Практическая ценность работы обусловлена применением подходов концепции Единой системы газоснабжения и генерации механической, электрической и тепло вой энергии (ЕСГГМЭТЭ) для расчетного показа возможности расширения комби нированной выработки электрической и тепловой энергии, что может обеспечить экономию природного газа. Работа вошла в монографию автора «Обеспечение неза висимости электро- и теплоснабжения России от электрических сетей на базе порш невых технологий»[14], которая поможет руководителям энергетических служб промышленных и коммунальных предприятий более осмысленно принимать реше ния о подходах к энергоснабжению предприятий. Работа использована в учебном пособии автора «Автономное электроснабжение на базе поршневых техноло гий»[33], которое применяется для обучения студентов МИЭЭ и слушателей ЦПП «Энергоэффективность» МЭИ (справки о внедрении в приложении П7 к диссерта ции). Результаты диссертации автора использованы в практике деятельности ОАО «ХК «Коломенский завод», ОАО «Волжский дизель имени Маминых», ОАО «РУМО» (справки о внедрении в приложении П2 к диссертации).
Технический Совет Ассоциации «Мособлтеплоэнерго» одобрил направление работы автора и рекомендовал продолжить разработку ППД для котельных большей мощности (приложение П4 к диссертации).
МЧС прислало письмо, что будет использовать материалы о ППД при подго товке предложений направленных на устойчивое жизнеобеспечение населения (приложение П5 к диссертации).
Госстрой России отправил в правительство письмо о поддержке работы в об ласти ППД (приложение П6 к диссертации).
Апробация работы и публикации Основные положения работы докладывались:
на Гагаринских научных чтениях по космонавтике и авиации в 1981 г.;
на научно-техническом семинаре оборонно-промышленного комплекса министерства промышленности и науки Московской области на тему: «Проблемы энергообеспече ния производства (энергосберегающие технологии и альтернативные источники)» в 2001 г.;
на Международных научно-практических конференциях «Малая энергетика» в 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008 годах;
на Международном форуме: «Неделя эффек тивного распределения использования газа» в 2007 г.;
на 5-ой, 6-ой, 7-ой и 8-ой Меж дународных конференциях 2006 г., 2008 г., 2010 г. и 2012 г. «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве»;
на секции «Малая и нетрадиционная энерге тика» Научно-технического совета РАО «ЕЭС России» в 2007 г.;
на Тех. совете Ассо циации «Мособлтеплоэнерго» в 2009 г., на VI международном Технологическом фо руме «Оборудование, технологии, инновации» в 2011г., на XXVIII конференции «Мо сква: проблемы и пути повышения энергоэффективности» в 2011г.
По теме диссертации опубликованы монография[14] и учебное пособие[33].
Имеется 33 публикации в научных журналах, материалах Международных научно технических и научно-практических конференций, в том числе 10 публикаций в из даниях из перечня, рекомендуемого ВАК. Получено авторское свидетельство и два положительных решения на выдачу патента на изобретение [11,12,13].
Структура и объём диссертации Диссертация состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка использо ванных источников и приложений. Диссертация изложена на 216 страницах маши нописного текста и включает 9 таблиц и 20 рисунков. Список использованных ис точников состоит из 269 наименований.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В первой главе проведён обзор развития комбинированной выработки элек трической и тепловой энергии в России, которая может давать снижение расхода топлива на 25–30 %. Она осуществлялась на базе крупных ТЭЦ при централизован ной выработке электроэнергии. При переходе электростанций на газовое топливо с угля ещё в 60-е годы прошлого века академик Л.А. Мелентьев и ранее другие учё ные считали целесообразным строительство мелких ТЭЦ, в том числе и на базе поршневых двигателей *, но государственная политика была другой и их мнение не * Комбинированные паро-газовые энергоустановки. Сборник статей. М., Л.: Госэнергоиздат 1962. — 292 с.
приняли во внимание. ОАО «Мосэнерго» заявляло дефицит электрических мощно стей около 2500 МВт. Расчет, приведенный в диссертации, показывает, что этот де фицит мог быть покрыт газопоршневыми электрогенераторами, даже при примене нии отечественных газовых двигателей устаревших марок с КПД 35,13–36,15 %.
Показано, что практически весь отопительный сезон такие мини-ТЭЦ будут ра ботать целиком на тепловом потреблении с коэффициентом использования теплоты сгорания топлива явно более 0,6–0,65, характерного для ТЭЦ. Таким образом, Моск ва могла существенно сократить потребление дорожающего газа и стоимость созда ваемых электрогенерирующих мощностей, если бы переориентировалась с газотур бинных на поршневые технологии, но только сейчас принято решение о энергоснаб жении новых территорий Москвы на базе газопоршневых установок.
Во второй главе сопоставляется надежность и стоимость линейной части Еди ной электроэнергосистемы (ЕЭЭС) и Единой системы газоснабжения и генерации ме ханической, электрической и тепловой энергии (ЕСГГМЭТЭ). Сравнение ЕЭЭС и ЕСГГМЭТЭ проведено с учётом того, что для ЕСГГМЭТЭ линейной частью является существующая ЕСГ, а ТЭЦ ЕЭЭС работают в комплекте с теплосетями.
На рис. 1 приведено количество аварий в год на 10000 км различных инженер ных сетей. Это сделано в логарифмическом масштабе, а абсолютные цифры указаны сверху столбцов. Видно, что электрические сети имеют в разы большую аварий ность, чем газовые, в то же время тепловые сети имеют на несколько порядков большую аварийность, чем газовые и электрические сети.
При дальнейшем развитии ЕСГГМЭТЭ она охватит не только промышленные предприятия, но и другие объекты теплоснабжения, включая большую часть децен трализованного теплоснабжения. Это приведёт к вытеснению теплосетей. Поэтому, хотя значительная часть теплосетей не имеет отношения к ТЭЦ, они здесь рассматри ваются целиком. Сравнение явно не в пользу ЕЭЭС и теплосетей. Известно, что с уве личением напряжения высоковольтной линии её пропускная способность растёт пря мопропорционально квадрату напряжения, а стоимость пропорционально напряже нию. Поэтому проведена сравнительная расчетная оценка стоимости системообразую щих газопровода ЕСГГМЭТЭ диаметром 1400 мм и ВЛ 500 кВ по варианту исполь зования газа в первую очередь для производства электроэнергии. Для корректного сравнения электрическая мощность вырабатываемая из переданного по газопроводу газа должна быть равна электрической мощности передаваемой по ВЛ. Расчет при веденный в диссертации показывает, что потребуется 14 ВЛ.
Но, в отличие от ВЛ 500 кВ, каждый кВт электрической мощности от газа, пе реданного газопроводом ЕСГГМЭТЭ, предполагает получение около 1 кВт тепло вой мощности для отопления, горячего водоснабжения и технологических нужд.
Кроме того, в приведённом в диссертации ориентировочном расчете не учитывалась стоимость отвода земли, гораздо большая для 14 ВЛ, чем для одного газопровода.
На рис. 2, столбцы №1 и №4 приведены соответственно расчетная удельная стои мость в рублях на кВткм системообразующих газопровода диаметром 1400 мм и воз душной линии электропередачи 500 кВ.
Для построения столбцов 2,3,5,6,7,8 были использованы данные, опубликован ные по капитальным вложениям в газопроводы, воздушные линии электропередач и теплосети. Из рассмотрения рис. 2 видно, что газопроводы имеют наименьшую удельную стоимость прокладки. Всё это показывает, что в современных условиях не следует при появлении потребности в электроэнергии непременно строить ВЛ или прокладывать кабель. В каждом конкретном случае необходимо производить срав нительный анализ нескольких вариантов энергоснабжения. Очень часто в полно стью газифицированных регионах России может оказаться целесообразной проклад ка газопровода, а не ВЛ или кабеля. В других регионах тоже может оказаться более целесообразной децентрализованная выработка электроэнергии на базе местного топлива или угля с помощью паропоршневых двигателей [25,26,27].
В третьей главе Сопоставлены генерирующие части Единой электроэнергети ческой системы (ЕЭЭС) с предлагаемой Единой системой газоснабжения и генера ции механической, электрической и тепловой энергии (ЕСГГМЭТЭ). Прежде всего, отметим, что в ЕСГГМЭТЭ, в отличие от ЕЭЭС, значительная часть механической энергии будет вырабатываться относительно малоразмерными поршневыми двига телями, непосредственно приводящими заводское и котельное оборудование (есте ственно, в первую очередь это крупные потребители механической энергии: центро бежные насосы, вентиляторы, компрессоры и т.д.). Это означает экономию не толь ко энергоресурсов, обусловленную исключением двойного преобразования энергии с КПД1 (механическая - электрическая - механическая), но и экономию затрат на 1 кВт установленной мощности (исключаются дорогостоящие электрогенерато ры, электродвигатели). Такой подход целесообразен, так как около 3/4 электроэнер гии потребляемой промышленностью затрачивается на электропривод.
В этой главе сравнивается производство электроэнергии в рамках ЕСГГМЭТЭ и на тепловых электростанциях (ТЭС) ЕЭЭС. И там и здесь она вырабатывается пу тём вращения тепловым двигателем электрогенератора. На рис. 3 представлены КПД различных установок в зависимости от мощности.
Из него видно, что поршневые двигатели внутреннего сгорания при работе по простому циклу могут иметь КПД, приближающийся к парогазовым установкам, созданным на базе газотурбинных установок, имеющих в простом цикле КПД ниже поршневых двигателей внутреннего сгорания.
Однако, наиболее перспективна работа теплоэлектростанций по теплофикаци онному циклу. В этом случае главным показателем экономичности является коэф фициент использования тепла топлива (КИТТ), он для разных электростанций, при менение которых в России реально, приведён на рис.4: столбцы 1,2,3,4 минималь ный и максимальный среднечасовой КИТТ, столбцы 5,6,7,8,9 среднечасовой КИТТ в режиме номинальной электрической и тепловой мощности. Видно, что преимущест ва имеют газопоршневые ТЭЦ перед газотурбинными ТЭЦ.
На рис. 5 показана удельная стоимость пересчитанная в доллары США 2006 г.
теплоэлектростанций различных типов. Данные по однотипным теплоэлектростан циям собраны каждые в свой столбец.
При большом разбросе удельных стоимостей, тем не менее, можно видеть сле дующие тенденции:
отечественные газопоршневые теплоэлектростанции имеют в среднем мень шую удельную стоимость, чем широко внедряемые в России импортные га зотурбинные;
отечественные газотурбинные теплоэлектростанции относительно большой мощности имеют в среднем большую удельную стоимость по сравнению с отечественными газопоршневыми малой мощности, что делает применение последних для реализации ЕСГГМЭТЭ более предпочтительным;
плата за присоединение к централизованным электросетям в Московской об ласти сопоставима с удельной стоимостью отечественных газопоршневых электростанций. Это делает экономически нецелесообразным присоединение к электросетям. Плата за присоединение в г. Москве столь высока, что при менение любых мини-ТЭЦ более целесообразно, чем присоединение к элек тросетям.
На рис. 6 приведены ресурсы до капитального ремонта двигателей различных типов. Среднеоборотные дизели Коломенского машиностроительного завода ещё в 90 годы прошлого века имели ресурс до капитального ремонта 80 тысяч часов и превышали ресурс газотурбинных и паротурбинных установок. Сейчас ресурс этих дизелей и газодизельных двигателей на их основе 100000 часов. В 70е годы прошло го века эти же двигатели имели ресурс только 20 тысяч часов. Если говорить о ма лооборотных судовых дизелях, на базе которых можно создать газопоршневые дви гатели, то их ресурс до капитального ремонта 50 тысяч часов в 60-е годы, 100 тыс.
часов в 70-е годы и 120 тысяч часов в 80-е годы прошлого века при работе, в том числе, на сернистом мазуте. Есть основания полагать, что ресурс газопоршневых двигателей, созданных на базе дизелей будет не ниже. Это означает, что технологи ческая революция в поршневом двигателестроении сделала поршневые двигатели конкурентоспособными для энергетики. Геоактивация узлов трения может быть продолжением этой революции.
Таким образом, в настоящее время для малой распределённой генерации элек троэнергии газопоршневые двигатели более конкурентоспособны по сравнению с газотурбинными и паротурбинными установками по удельному расходу топлива, стоимости и ресурсу. Не удивительно, что ОАО «Сатурн – газовые турбины» по строило цех по производству ГПУ.
Рассмотрим производственные возможности замены выходящего за парковый ресурс теплоэлектрогенерирующего оборудования России отечественными газо поршневыми и паропоршневыми электростанциями. Из 15 заводов России, произво дящих поршневые двигатели (7 заводов двигатели 500 кВт и более), выберем ЗАО «Волжский дизель имени Маминых. Согласно письму завода (приложение П3 к дис сертации), существующие площади, оборудование и кадры позволяют получить ежегодно прирост электрической мощности от ГПУ этого завода 0,18 ГВт (0,3 ГВт при пекидже импортных двигателей). При финансировании реконструкции пред приятия из сторонних источников возможно кратное увеличение объёма производ ства. Запланирован в период 2006–2020 гг. годовой ввод генерирующих мощностей, использующих газ, 4,7 ГВт, в соответствии с Генеральной схемой размещения объ ектов энергетики до 2020 г. Таким образом, если предположить примерно такую же ситуацию на других 7-15 заводах принципиально возможно вводить значительную часть газовых генерирующих мощностей, используя только отечественное оборудо вание, если ориентироваться на ЕСГГМЭТЭ.
В четвёртой главе рассматриваются области рационального применения паро поршневых и поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в промышленной энергетике и ЖКХ.
Паропоршневыми двигателями (ППД), понятие которых введено автором в на учный оборот в 2005 г. называются высокооборотные паровые поршневые машины с частотой вращения 1000 и более об/мин [1]. Классические паровые машины имели частоту вращения 60–300 об/мин. ППД могут быть созданы на базе серийных порш невых ДВС с использованием наших изобретений. Автором совместно с коллегами, ранее было показано, что ППД конкурентоспособны с паровыми турбинами в очень широком диапазоне мощностей [6, 8]. При использовании природного газа для вы работки теплоэлектроэнергии в Единой системе газоснабжения и генерации меха нической, электрической и тепловой энергии (ЕСГГМЭТЭ) при малом потреблении тепловой энергии целесообразно использовать ДВС, КПД которых достигает 53 %.
ППД в этом случае применимы только для работы на паре, вырабатываемом котлом утилизатором выхлопных газов ДВС, что может дать итоговый КПД такой парога зовой установки, приближающийся к 58 %. Если же есть возможность вырабатывать электроэнергию на тепловом потреблении, то применение ППД обеспечит коэффици ент использования теплоты сгорании топлива (КИТТ) близкий к КПД парового котла.
Использование ППД в конкретных условиях позволяет существенно снизить потреб ление природного газа на выработку электроэнергии, а в комплексе с холодильными установками обеспечивать холодом технологические процессы и системы обеспечения жизнедеятельности предприятия.
Автором введено понятие «коэффициент электрической/механической мощно сти потребителя электрической/механической и тепловой энергии» n T. Рассматри ваемая величина является отношением, электрической/механической мощности по требляемой объектом к сумме этой мощности и потребляемой объектом тепловой мощности. Если nT меньше КПД паропоршневого двигателя при возможных для данного объекта параметрах пара, то надо применять ППД, если больше, то ДВС, так как в противном случае не обеспечивается выработка электроэнергии на тепло вом потреблении [14, 33].
Очевидна целесообразность применения ППД для автономизации котельных от центральных электросетей в связи с низким значением nT. Возможно применение ППД как для привода электрогенератора, обеспечивающего работу всей котельной, рис. 7, так и для непосредственного привода вспомогательного оборудования ко тельных, рис. 8.
Под руководством и при личном участии автора в 1987-2009 г. г. было создано путём конвертации из ДВС с использованием изобретений и ноу-хау автора [11, 13] несколько экземпляров ППД, приводящих электрогенератор. На рис. 9 представле ны два высокооборотных двигателя, энергоузел и описание нашего изобретения. На рис 10 изображена электростанция на базе двигателя автомобиля «Волга». Получено 11кВт при давлении пароводяной смеси 6кг/см 2 манометрических. На базе двух двухцилиндровых бензиновых двигателей УД-2М создана паровая электростанция, изображенная на рис. 11. Применяемый в них тип ППД явился дальнейшим разви тием выше представленного изобретения. В 2004 г. на одноцилиндровом отсеке та кого двигателя получена электрическая мощность 0,45 кВт на перегретой воде дав лением 7кг/см2. В 2012 г. от одного цилиндра получена электрическая мощность 2,12 кВт при давлении пароводяной смеси 7,3 кг/см2 манометрических (в 2004 г. от двух цилиндров была получена электрическая мощность 2,25 кВт при давлении па роводяной смеси 5,8 кг/см2 манометрических [2]). Во всех случаях использовался самодельный асинхронный электрогенератор с низким КПД. На рис.12 изображен ППД, предназначенный для микро-ТЭЦ и работающей на перегретом паре, испы танный на сжатом воздухе давлением 6кг/см 2 манометрических.
В пятой главе рассмотрены вопросы самостабилизации частоты вращения поршневых двигателей и автономной генерации электроэнергии.
Одной из основных причин сдерживающих распространение автономной гене рации электроэнергии является необходимость самостоятельно поддерживать часто ту тока. В централизованной и распределенной энергетике частота едина во всей энергосистеме, так как электрогенераторы включены в параллельную работу, а её стабилизация осуществляется Центральным диспетчерским управлением путем включения и выключения в первую очередь гидротурбин. ГОСТ 13109-97 на сете вую электроэнергию предусматривает нормально допустимое отклонение частоты 0,2 Гц, то есть 0,4 %. Классический способ поддержания частоты при автономной генерации электроэнергии это стабилизация частоты вращения двигателя напрямую вращающего синхронный электрогенератор. Ни один тепловой двигатель не может с такой точностью поддерживать частоту вращения своего вала. Например, дизель генераторы в установившемся режиме должны обеспечивать точность поддержания частоты 1 %, а при сбросах и набросах нагрузок отклонение частоты может состав лять 5 % согласно ГОСТ 13822-82. Современное автоматизированное производство не может работать при таком низком качестве электроэнергии.
Известно решение этой проблемы: получение электроэнергии нестабильной частоты, выпрямление тока и применение инвертора для преобразования постоянно го тока в переменный стабильной частоты.
Таким путем идут создатели микротурбин и некоторых газопоршневых элек троагрегатов (ГПЭ). Очевидно, что это направление приводит к снижению КПД, увеличению стоимости (по некоторым оценкам для ГПЭ в 2–3 раза) и снижению на дежности. Автор предлагает новый путь решения этой проблемы.
Сущность обнаруженного явления в том, что автором в 80-е годы 20 века теоре тически была предложена, а затем экспериментально подтверждена самостабилиза ция частоты вращения тепловых двигателей дискретного действия (ДДД) при им пульсной выработке или подаче рабочего тела через равные промежутки времени без использования датчика частоты вращения и сравнивающего устройства, подобно тому, как механические часы сохраняют постоянную частоту своего вращения за счет механического маятника (задающего генератора), взаимодействующего с нели нейным звеном, которым является анкерный механизм. ДДД, могут быть нелиней ными системами с двумя степенями свободы. Они исследованы методом точечных преобразований. Для простой динамической модели, заменяющей ДДД, получено точечное преобразование для переходов между состояниями x, y и x, y в 0 0 x0 x1 0 :
точке f ( x 0, y ) x x 0 2 2 m(y, x 0)- ( x 0) Т ;
п 1 0 f (, y ) y 11 y x 0 2 m(y0, x 0)- ( x 0) Т п ;
2 x0 0 x f3 ( x0 ) x1 x0 0.
Показано, что в определенном диапазоне своих конструктивных параметров и характере нагрузки, определяемых неравенствами:
m ( )0, y (1- ), m y ( ) Т п.
-m y ( ) они способны под управлением импульсов задающего генератора вращаться с той же частотой.
На двухтактном одноцилиндровом ДВС (нагрузка - индукторный тормоз) на искровую свечу которого после запуска подавались импульсы высокого напряжения через равные промежутки времени (нелинейная система с двумя степенями свобо ды), установлено, что при выполнении этих неравенств явление самостабилизации наблюдалось примерно в ста из ста проведенных запусков, а при примерном равен стве левых и правых частей среднего неравенства был только один случай входа ДВС в режим самостабилизации из примерно ста попыток.
Для более сложной динамической модели получено точечное преобразование для переходов между послеударными состояниями x0, y и x1, y в точке 0 x0 x1:
x1 x 0 2Т m(y, x 0)- ( x 0) ;
п 2Т п m(y0, x 0)- ( x 0) y1 x 0 2Т п m(y0, x 0)- ( x 0) x 0 Т п ( x 0) x 0-2Т п ( x 0)y0 x 0-2Т п ( x 0) 2 Т ( )- 2 -2Т ( )y 2 -2Т ( ) x 0 x 0 п x 0 0 x 0 п x п ;
2Т п ( x 0) x1 x0.
Численный эксперимент на этой модели показал, что ступенчатое изменение нагрузки от 100 % к 30–5 % и обратно не приводит даже к кратковременному выхо ду частоты вращения за пределы диапазона ее колебаний в этих двух установив шихся режимах.
Понятие тепловых двигателей дискретного действия было введено автором в научный оборот в 1981 г. [15]. Это — такие двигатели, рабочий процесс которых осуществляется дискретно. К ним относятся все поршневые двигатели (как внешне го, так и внутреннего сгорания), например, паровые машины, пневматические дви гатели, карбюраторные двигатели внутреннего сгорания, дизели, газопоршневые двигатели и т.д.
Значение обнаруженного явления состоит в том, что появилась возможность создать высокостабильный привод простой конструкции на основе тепловых двига телей. Такой привод может быть надежным и дешевым.
Для науки значение обнаруженного явления состоит в том, что еще один класс технических устройств, содержащих нелинейные звенья, может иметь стабилизиро ванную частоту вращения без специально организованной обратной связи.
Изменение в уровне научного познания заключается в открытии возможности стабилизации частоты вращения значительного числа тепловых двигателей на принципиально иной основе. Получены положительные решения по заявкам на патенты на двигатель с искровым зажиганием обладающий свойством самостаби лизации и поршневую расширительную машину, обладающую этим свойством [12,13].
На рис. 13 показаны результаты ступенчатого изменения нагрузки на экспери ментальном двигателе (столбец 1), результаты счета на ЭВМ второй динамической мо дели поршневого двигателя (столбцы 2 и 3) и современных газопоршневых двигателей (столбец 4). Приведенное время Тп = 0,01 соответствует малому моменту инерции, а приведенное время Тп = 0,001 в 10 раз большему моменту инерции. Видно, что двига тели с самостабилизацией имеют существенно более широкий диапазон ступенчатого изменения нагрузки.
На рис. 14 приведены разрешенные зоны плавного изменения нагрузки. Вид но, что современные газопоршневые двигатели требуют на порядок более плавного изменения нагрузки, чем предполагаемые к созданию двигатели с самостабилизаци ей частоты вращения.
Рис.13. Диапазоны ступенчатого изменения нагрузки. Рис.14. Диапазоны плавного изменения нагрузки.
При принятии решения о применении самостабилизации для двигатель генератора необходимо в каждом конкретном случае проводить анализ устойчиво сти этого режима, хотя бы используя простейшую модель. Для чего надо знать: за висимость среднего за оборот вращающего момента от угла опережения зажигания (для ДВС) или угла начала подачи пара;
зависимость изменения момента сопротив ления нагрузки от частоты вращения (предпочтительна вентиляторная нагрузка, наименее предпочтительна осветительная) и момент инерции нагрузки.
В шестой главе показана целесообразность применения Единой системы газо снабжения и генерации механической, электрической и тепловой энергии (ЕСГГМЭТЭ) в газифицированных регионах России.
Применение ЕСГГМЭТЭ экономит природный газ не только по причине мень шего удельного расхода природного газа поршневыми двигателями газообразного топлива и отсутствия потерь в тепловых и электрических сетях, но главным образом потому, что ЕСГГМЭТЭ предполагает комбинированную выработку электрической и тепловой энергии в каждой даже самой маленькой газовой котельной, предусмат ривая её модернизацию в мини-ТЭЦ или микро-ТЭЦ, с использованием поршневых двигателей. Последнее обусловлено тем, что такие двигатели имеют приемлемую экономичность при малых мощностях, больший ресурс и меньшую стоимость бла годаря техническим достижениям в поршневом двигателестроении. Это позволяет непосредственно приводить ими промышленное оборудование, что не только эко номит природный газ вследствие отсутствия двойного преобразования энергии (ме ханическая электрическаямеханическая), но и позволяет отказаться от дорого стоящих электрогенераторов и электродвигателей.
Применение ЕСГГМЭТЭ делает экономически обоснованным взятый в нацио нальном проекте «Доступное жилье» и проекте большой Москвы курс на малоэтаж ное строительство. Классический вариант при малоэтажном строительстве предпо лагает большую протяженность электросетей и теплосетей, высокую их стоимость, отнесенную к м2 жилья и большие потери электрической и тепловой энергии, а так же большие затраты электроэнергии на перекачку теплоносителя по протяженным теплосетям. Вариант использования ЕСГГМЭТЭ предполагает практическое отсут ствие таких сетей.
В шестой главе показана целесообразность применения подходов ЕСГГМЭТЭ при большой плотности электрических и тепловых нагрузок на примере МР (Мос ковский регион = Москва + Московская область), как наименее благоприятном для применения ЕСГГМЭТЭ в связи с выработкой в настоящее время около 43 % тепло вой энергии комбинированно с электрической энергией. Это означает перспектив ность ЕСГГМЭТЭ для всей газифицированной части России, в том числе для при соединенных к Москве территорий, где плотность таких нагрузок будет меньше.
Энергоснабжение этих территорий уже запланировано от газопоршневых установок.
Имеющиеся проработки предполагают наличие до 2020 г. несбалансированного в пределах Московской энергосистемы режима и покрытие дефицита и размещение резерва в ОЭС Центра не располагающей (в настоящее время и в среднесрочной перспективе) такими возможностями.
Рабочей группой Российской академии наук для увеличения надежности элек троснабжения была разработана концепция технического перевооружения энергети ческого хозяйства Москвы и Московской области (Концепция) опубликованная в журнале «Электрические станции», 2006, №5, 7–12. В ней поставлена задача перей ти на сбалансированный режим уже в 2012 г. Далеко не все требования Концепции выполняются, однако даже при полной реализации Концепции, ориентированной на газотурбинные технологии, предусматривающей электропотребление МР в 2020 г.
140,44 млрд. кВт*час после 2010 г., потребность ТЭС в природном газе не обеспе чивается. Степень удовлетворенности ТЭС МР в газе на 2020 г. даже при работе Петровской ГРЭС на угле составляет 80 %. Поэтому если развивать энергетику МР только в направлениях изложенных в Концепции, то дефицит мощности в Москов ской энергосистеме не будет преодолен, а надежность электроснабжения не будет, с учетом отказа от строительства Петровской ГРЭС на угле, обеспечена. Решить эту проблему можно реализовав ЕСГГМЭТЭ в МР.
В условиях МР для реализации ЕСГГМЭТЭ целесообразно применять паро поршневые двигатели (ППД), так как коэффициент электрической/механической мощности МР ниже возможного электрического КПД для паросиловых установок на базе ППД. Их применение обеспечивает потребности в электроэнергии МР в 2020 г. с превышением 1,57 млрд. кВт*час при предварительно запланированных ОАО «Газпром» на 2020 г поставках природного газа в МР. Другим преимуществом применения ППД перед газотурбинными технологиями является возможность рабо ты на резервном топливе—мазуте, в то время как мощные газовые турбины факти чески монотопливны. При этом ограничения поставок природного газа в период низких температур могут составить до 50 % потребности, как показал январь— февраль 2006 г. При применении газотурбинных технологий необходимо расшире ние существующего или создание нового ПГХ на объем 2–2,5 млрд. м3, что принято в Концепции, но еще только требует рассмотрения в ОАО «Газпром».
Учитывая, что системы теплоснабжения не допускают перерывов в электро снабжении, целесообразно в целях повышения надежности теплоснабжения обеспе чить работу котельных, которые в Москве называются РТС и КТС, а также водо грейных котлов ТЭЦ, независимо от сетевой электроэнергии, что возможно с помо щью паропоршневых двигателей сделать достаточно быстро. Это не только увели чит надежность теплоснабжения, но сэкономит электрическую мощность, потреб ляемую котельными МР, оцениваемую как не менее 768 МВт без учета потребления электроэнергии водогрейными котлами ТЭЦ. Такая величина больше ограничения для потребителей электроэнергии введенного зимой 2005/06 г. (640 МВт).
Для повышения безопасности функционирования Московской энергосистемы целесообразно обеспечение автономной работы от сетей вспомогательного оборудо вания энергетических котлов ТЭЦ, что может быть реализовано с помощью паро поршневых двигателей, так как сохранение энергетических котлов в работе позво ляет поднять ТЭЦ при «посадке на нуль» ее собственными возможностями и в сро ки, вероятно, в несколько раз меньшие, обеспечивая при этом отопление путем про хождения пара в бойлеры через редукционно–охладительные устройства. Привод вспомогательного оборудования ТЭЦ ППД вместо электродвигателей увеличивает электрическую мощность электростанции и по МР дает дополнительную мощность не менее 478 МВт.
При использовании ППД для привода вспомогательного оборудования, как ко тельных, так и ТЭЦ может быть сэкономлена электрическая мощность более 768 + 478 = 1246 МВт. Это уже сопоставимо с дополнительными резервами ЗаГЭС и ГТУ (1450 МВт), которые могут быть использованы 4,5 часа в то время как приме нение ППД не ограничено во времени.
При реализации ЕСГГМЭТЭ на базе паропоршневых двигателей и применении для этого паровых котлов, 1 нм 3 использованного природного газа приводит к вы бросу такого количества NOx, которое предусмотрено нормативами для ГТУ, но не обеспечивается отечественными ГТУ. ЕСГГМЭТЭ экономит природный газ при комбинированной выработке электрической и тепловой энергии и предполагает раз укрупнение паровых котлов, что снижает эмиссию NO x. В связи с этим, выбросы NOx при применении ЕСГГМЭТЭ будут гарантированно ниже, чем при применении газотурбинных и паротурбинных технологий.
ВЫВОДЫ 1. Показано, что в газифицированной части РФ целесообразно соединять ис точники энергии и потребителей электроэнергии и тепловой энергии не высоко вольтными линиями электропередач (ЛЭП) и теплосетями, а газопроводами с ком бинированной выработкой механической, электрической и тепловой энергии (коге нерацией) на месте их потребления, то есть использовать ЕСГГМЭЭ, ориентируясь, в основном, на современные поршневые машины.
Необходимость такого подхода обусловлена следующими обстоятельствами:
более низкой стоимостью и более высокой надёжностью газопроводов по сравнению с ЛЭП и теплосетями;
когенерация возможна для потребителя практически любой мощности при использовании природного газа в качестве топлива, при этом уменьшается выброс теплоты в атмосферу (через градирни и с выхлопными газами при применении двигателей внутреннего сгорания), а в конечном счете, эконо мится природный газ, который не расходуется для компенсации потерь в электрических и тепловых сетях;
большим ресурсом и более низкой стоимостью поршневых двигателей, ра ботающих на газообразном топливе по сравнению с ПТУ, ГТУ, ПГУ, при малых мощностях;
высокий КПД современных поршневых двигателей в простом цикле (ре альный КПД серийных двигателей около 50 %), сопоставимый с газотур бинными ПГУ и широкие возможности создания поршневых ПГУ на базе серийно выпускаемых отечественной промышленностью поршневых двига телей внутреннего сгорания;
возможности эффективно применять паросиловой цикл там, где он целе сообразен (при коэффициенте электрической мощности потребителя меньше чем достижимый КПД ППД);
более низкими выбросами оксидов азота паросиловыми установками с ППД, по сравнению с паротурбинными и газотурбинными электростан циями.
2. Установлено, что двигатели дискретного действия (ДДД) могут обладать свойством самостабилизации частоты вращения, обеспечивая в случае привода ими синхронного электрогенератора, при автономной от сети выработке электроэнергии её качество на уровне требований ГОСТ 13109–97 на сетевую электроэнергию, на этой основе предложена система стабилизации частоты вращения 3. Определена область рационального применения в энергетике поршневых дви гателей внутреннего сгорания газообразного топлива и паропоршневых двигателей (ППД) в зависимости от коэффициента электрической мощности потребителя [14] Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:
Дубинин В.С. Сопоставление систем централизованного и децентрализованного энергоснабжения в современных 1.
условиях России. Часть 1,2,3. – Промышленная энергетика, 2005, №9. – С. 7–12, №10. – С. 8–15, №11. – С. 11–16.
Титов Д.П., Дубинин В.С., Лаврухин К.М. Паровым машинам быть! – Промышленная энергетика, 2006, №1. – C. 50– 2.
53.
Использование древесины и растительных отходов с целью получения искусственного экологически чистого твёр 3.
дого топлива для децентрализованного энергоснабжения России / Дубинин В.С., Лаврухин К.М., Степанова Т.А., Ти тов Д.П. // Промышленная энергетика, 2006, №9. – С. 44–47.
Дубинин В.С. О сопоставлении систем централизованного и децентрализованного энергоснабжения в современных 4.
условиях России// Промышленная энергетика, 2007, №1.
О работе одного из паровых котлов ДКВ-6,5–13 в котельной автономно от электрических сетей / Дубинин В. С., Лав 5.
рухин К. М., Кормилицын С. Р., Титов Д. П.// Промышленная энергетика, 2007, №6. – С. 14–18.
О возможности применения поршневых машин в тепловой и атомной энергетике / Дубинин В.С., Лаврухин К.М., 6.
Титов Д.П., Трохин И.С. // Промышленная энергетика, 2008, №3. – С. 40–44.
Котельные России должны работать без использования сетевой электроэнергии / Дубинин В. С., Лаврухин К. М., 7.
Титов Д. П. и др. // Промышленная энергетика, 2008, №7. – С. 2–8.
Сравнительная оценка газопоршневых, паротурбинных и паропоршневых электростанций / Дубинин В.С., Лавру 8.
хин К.М., Шкарупа С. О. и др. // Промышленная энергетика, 2008, №8. – С. 37–43.
Киселев В.П., Дубинин В.С., Лаврухин К.М. Автономная генерация — способ обеспечения энергетической безопас 9.
ности России. — Промышленная энергетика, 2010, № 1.
Дубинин В.С., Лаврухин К.М., Алексеевич М.Ю., Шкарупа С.О. Применение паропоршневых технологий в котель 10.
ных в качестве альтернативы внешнему электропитанию — Энергобезопасность и энергосбережение, 2010, № 6 — с. 17–20.
Способ работы поршневого двигателя и поршневой двигатель / Ульянов И. Е., Дубинин В.С., Квачев В.Н. и др. // 11.
Авт. Свид.№1753001 А1, приор. 19.07.89, опубл. 07.08.98. Бюл. №29.
Дубинин В.С. Способ стабилизации частоты вращения двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием.
12.
Положительное решение на выдачу патента на изобретение по заявке № 4951328/06 (055248) МКИ 5 F 02 D 45/00.Дата подачи заявки 27.06.91.
Дубинин В.С. Способ работы поршневой расширительной машины. Положительное решение на выдачу патента на 13.
изобретение по заявке № 4951329/29 (055249) МКИ 5 F 02 B 25/02. Дата подачи заявки 27.06.91.
Дубинин В.С. Обеспечение независимости электро и теплоснабжения России от электрических сетей на базе поршне 14.
вых технологий: Монография. — М.: Изд. МИЭЭ, 2009. — 164 с.
Дубинин В.С. Вопросы микроэнергетики летательных аппаратов. // В книге «Гагаринские научные чтения по авиации и 15.
космонавтике, 1981 год». М.: Наука, 1983. – С. 211.
Дубинин В.С. Об условиях устойчивого сохранения частоты вращения одной нелинейной неконсервативной системы. // В 16.
кн.: Колебания, деформация, прочность, конструкции двигателей летательных аппаратов: Тематический сборник научных трудов. – М.: Издательство МАИ, 1991. – С. 15–18.
Дубинин В.С. Об устойчивости в большом сохранения частоты вращения одной нелинейной неконсервативной системы. // 17.
В кн.: Конструкция двигателей летательных аппаратов, их прочность и надежность: Тематический сборник научных тру дов.–М.: Издательство МАИ, 1991. – C. 60–65.
Дубинин В.С. Двигатели для решения локальных энергетических проблем. // В книге «Малые города верхнекамья. Эконо 18.
мика. Экология. Культура». Березники, 1994. – С. 49–50.
Дубинин В.С., Лаврухин К.М. Перспективы использования поршневых машин для децентрализованной комбинированной 19.
выработки тепловой и электрической энергии. – Строительные материалы, оборудование и технологии XXI века, 2001, №6. -С. 30–31, №7. –С. 36–37.
Дубинин В.С., Лаврухин К.М. Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии в котельных. – Новости 20.
теплоснабжения, 2002, №4. – С. 44–47, №5. – С. 45–49, №6. – С. 28–30.
Дубинин В.С., Лаврухин К.М. Котельные могут обеспечить Россию электроэнергией с меньшей затратой газа автономно от 21.
электрических сетей РАО «ЕЭС России».// Тезисы докладов международной научно-практической конференции «Малая энергетика -2003» 11–14 ноября 2003 г. г. Обнинск. – С. 64–65.
Дубинин B.C., Лаврухин К.М., Титов Д.П., Перспективы применения паропоршневых двигателей для привода вспомога 22.
тельного оборудования котельных. // Тезисы докладов международной научно-практической конференции «Малая энергетика 2003» 11– 14 ноября 2003 г., г. Обнинск. – С.62–63.
Дубинин В.С, Лаврухин К.М., Титов Д.П. Сопоставление централизованных и децентрализованных систем энергоснабже 23.
ния в связи с ожидаемой ситуацией в энергетике России.// Тезисы докладов международной научно-практической конфе ренции «Малая энергетика — 2004» 11–14 октября 2004 г. г. Москва. – С. 19–21.
Дубинин B.C., Лаврухин К.М., Титов Д.П., Роль паропоршневых двигателей в реформировании энергетики России.// Тезисы 24.
докладов международной научно-практической конференции «Малая энергетика-2004» 11–14 октября 2004 г., г. Москва. – С. 134– 135.
Беляев А.А., Дубинин В.С. Мини ТЭЦ с топками кипящего слоя на высокозольном угле. // Тезисы докладов на междуна 25.
родной научно-практической конференции «Малая энергетика-2005», 11–14 октября 2005 г., г. Москва.
Беляев А.А., Дубинин В.С., Лаврухин К.М., Першин Л.И., Титов Д.П. Паросиловая установка (локомобиль) не подлежащая 26.
регистрации в органах Гостехнадзора с топкой кипящего слоя на древесных отходах. // Тезисы докладов на международной научно-практической конференции «Малая энергетика-2005», 11-14 октября 2005 г., г. Москва.
Дубинин В.С., Лаврухин К.М., Першин Л.И., Титов Д.П. Паросиловая установка (локомобиль) не подлежащая регистрации 27.
в органах Гостехнадзора с топкой вибрационного горения под наддувом на древесных отходах. // Тезисы докладов на ме ж дународной научно-практической конференции «Малая энергетика-2005», 11-14 октября 2005 г., г. Москва.
Дубинин В.С., Лаврухин К.М., Титов Д.П. Сопоставление систем централизованного и децентрализованного энергоснабжения 28.
в современных условиях России.- Полимергаз, 2005, №2. – С. 54–60, №3. – С. 62–66.
Дубинин В.С., Лаврухин К.М., Титов Д.П. Сопоставление систем централизованного и децентрализованного энергоснабже 29.
ния в газифицированных регионах России.- Реформа ЖКХ, 2005, №4. – С. 18–29.
Дубинин В.С., Лаврухин К.М., Титов Д.П. Роль паропоршневых двигателей в реформировании коммунальной энергетики 30.
России.-// Реформа ЖКХ, 2005, №3. – С. 45.
Дубинин В.С., Лаврухин К.М., Титов Д.П. К вопросу о применении паропоршневых машин. — Турбины и дизели, 2006, №2.
31.
– С. 16–20.
Дубинин В.С., Лаврухин К.М., Титов Д.П. Паропоршневые двигатели в реформировании коммунальной энергетики. - Тур 32.
бины и дизели, 2006, №6. – С. 48–49.
Дубинин В.С. Автономное электро и теплоснабжение на базе поршневых технологий: Учебное пособие. — М.: Изд. МИЭЭ, 33.
2009. — 164 с.
Дубинин Владимир, Лаврухин Константин, Алексеев Александр, Титов Дмитрий, Першин Леонид, Шкарупа Сергей, Тро 34.
хин Иван, Алханов Денис, Погорельский Евгений. Какими должны быть котельные? — Коммунальный комплекс России 2009, №11-12;
2010, №1;
2010, №2;
2010, №3;
2010, №4.
Брянцев В.А., Дубинин В.С., Лаврухин К.М., Трохин И.С. Паровые двигатели XXI века для малых ТЭЦ. — Труды 7-й меж 35.
дународной научно-практической конференции (18-19 мая 2010 г., Москва, ГНУ ВИЭСХ) часть1.
Дубинин. В.С., Лаврухин К.М., Алексеев А.В., Титов Д.П., Першин Л.И., Шкарупа С.О., Трохин И.С., Алханов Д.В., Погорель 36.
ский Е.И. Котельные России должны работать без сетевой электроэнергии. — Альтернативный киловатт, 2010, № 6. — С. 38–43;
2011, №1. — С.30–35.
Дубинин. В.С., Шкарупа С.О., Лаврухин М.К., Котельные должны работать автономно – Энергосбережение, 2011, №8. – 37.
С.56-61.
Трохин И.С., Дубинин В.С., Технологии когенерации и тригенерации на мини-теплоэлектроцентралях с паровыми мото 38.
рами. — Труды 8-й международной научно-практической конференции (16-17 мая 2012 г., Москва, ГНУ ВИЭСХ) часть 1.