Проект энергомашиностроительного кластера в Республике Башкортостан

1. Министерство промышленности и инновационной политики Республики Башкортостан Проект энергомашиностроительного кластера в Республике Башкортостан

2. Решаемая проблема • Выработают свой ресурсмощности ТЭС и ГЭС: • к 2010 - 50% • к 2020 - 70% • По оценкам специалистов транспортные потери составляют: • электроэнергии - 30% • тепловой энергии - 50%

3. Что мы предлагаем ? • Создание в Республике Башкортостан кооперационнойразработки и производства продукциис высокой долей добавленной стоимости – оборудования, а именно модульных энергоустановок, основанных на современных микротурбинных технологиях, с повышенным уровнем экономичности, обеспечением жестких экологических характеристик, высокой надежностью и приемлемыми сроками окупаемости. • Оборудование будет предназначено для децентрализованного производства электрической и тепловой энергии (когенерация) и, в перспективе, холода (тригенерация), в том числе и с исполь-зованием местных дешевых топлив, а также утилизацией тепловых выбросов. • Это позволит повысить энергоэффективность многих отраслей экономики РБ и РФ.

4. Предпосылки создания в РБ энергомашиностроительного кластера • Государственная политика:Повышение энергоэффективности - приоритетная задача инновационного пути развития экономики РФи РБ. • Рыночные потребности: в том числе региональные, в децентрализованном энергообеспечении, промышленности, сельского хозяйства, лесопромышленного комплекса, жилищно-коммунальной сферы, здравоохранения, объектов туризма и спорта. • Ресурсные заделы:высокотехнологичный производственный и кадровый потенциал, научные и образовательные учреждения, малый и средний производственный бизнес.

5. Микротурбинные энергоустановки

6. Основные конструктивные и особенности микротурбин: Одновальная схема, электрогенератор на постоянных магнитах Одноступенчатый центробежный компрессор, одноступенчатая радиальная турбина Высокая частота вращения ротора до - 90000 об/мин Особые подшипники- керамические, газо-гидро-динамические, магнитные Малоэмиссионная, многотопливная камера сгорания Регенеративная схема газовоздушного тракта, высоэффективный малогабаритный теплообменник Инвертор - преобразователь электрической энергии к стандартным требованиям потребителя, согласование с электросетями Цифровая система автоматического регулирования и управления, допускающая объединение в кластеры и дистанционное (через Интернет) управление

7. В устройстве применимы следующие унифицированные технические решения: радиальная турбина, высокоскоростной мотор/генератор, безмаслянные подшипники, система управления, возможность объединения в кластеры, конструктивы. Паровой турбогенератор с противодавленческой турбиной • Потенциал для внедренияпаротурбинных установок– значительное количество котлов, находящихся в эксплуатации (до 6000 шт.), имеющие высокие давления пара, сраба-тываемые на РОУ. • Оснащение котельнойподобным устройством, превращает ее в мини -ТЭЦ, с возможностью работы на местном топливе. • Потенциальные потребители устройства – все котельные • Имеются примеры разработки линейки устройств с мощностью: 250, 2000 кВА 7 7

8. В устройстве применимы следующие унифицированные технические решения: радиальная турбина, высокоскоростной мотор/генератор, безмаслянные подшипники, система управления, возможность объединения в кластеры, конструктивы. Турбодетандер для природного газа • Предназначен для выработки “бесплатной” электроэнергиипри дросселировании газа от магистрального давлениядо давления потребителя • Потенциальные потребители устройства – все крупные потребители газа. • Имеются примеры разработки линейки устройств с мощностью: 54, 160, 450 кВА 8

9. В устройстве применимы следующие унифицированные технические решения: высокоскоростной мотор/генератор, безмаслянные подшипники, система управления, возможность объединения в кластеры, конструктивы. Источник бесперебойного питания- инерционный накопитель энергии • Предназначен для накопления электроэнергиина быстро вращающемся маховике и отдаче его при отключениях, в маховике применимы наноматериалы • Потенциальные потребители устройства – все потребители электроэнергии. Стоимость устройства с P=190кВА- $30000 • Имеются примеры разработки линейки устройств с мощностью 190кВА, 400 кВА, фирмы Pentadyne, Piller, Urenco Power Technology и др. 9

10. Винтовые паровые машины • Является расширительной машиной объемного типа; • На этой принципиальной основе разработаны винтовые компрессоры, получившие широкое применение в промышленности; • ПВМ содержит два винтовых ротора, между которыми происходит расширение пара. • Электрическая мощность, кВт 1000 2000 • Давл. пара на входе/ выходе, МПа 1,4/0,22 1,4/0,22 • Темп. пара на входе/ выходе, C° 280/130 280/130 • Кол-во пропускаемого пара, т/ч 18,6 37 • Частота вращения выходного вала, об/мин. 3000 3000 • Диаметр роторов, мм 400 500 • Габариты, м1,92x1,17x0,79 2,4x1,47x0,99

11. Сферы применения модульных ЭУ 11

12. Некоторые научно-технические проблемы, которые предстоит решить • Принципы проектирования синхронных электрогенераторов с возбуждением на современных постоянных магнитах ; • Высокоскоростные опоры турбомашин (в т.ч. активные магнитные гибридные с керамическими элементами, и газодинамические опоры) ; • Методы и принципы создания компактных теплообменников (газ-воздух); • Технологии сверхпрочных и легких конструкционных материалов: углепластики, наноструктурный титан; • Экологически чистые камеры сгорания в т.ч. с каталитическими элементами, использующие различные виды топлив, в т.ч. жидкое топливо и попутный газ; • Алгоритмы и микропроцессорные системы управления, диагностики и регулирования энергоустановок; • Методы управления себестоимостью инновационной продукции на машиностроительных предприятиях, методы технологической оптимизации.

13. Применение технических решений в сопряженных изделиях 13

14. Структура энергомашиностроительного кластера Промышленныепредприятия Промышленныепредприятия Промышленныепредприятия Минпром Промышленныепредприятия Университеты Университеты Научные учреждения Научные учреждения Научные учреждения Координирующаякомпания Малый и среднийбизнес Малый и среднийбизнес Малый и среднийбизнес 14

15. Предполагаемые участники ЭМ - кластера • Промышленные предприятия:ФГУП “Гидравлика”, ФГУП “УАПО”, ФГУП “Молния”, ОАО Салавтнефтемаш • Научные учреждения:ИСЭИ РАН, НИИД, РНТИК Баштехинформ, НП Технопарк авиационные технологии • Университеты:УГАТУ, УГНТУ, БГУ, • Малые и средние НПП:Курай, ВМ Энергия, Станкомонтаж,Стэди и др. 15

16. Роли некоторых участников ЭМ - кластера

17. Преимущества кооперационного производства • Выпуск номенклатурного ряда продукции с высокой долей добавленной стоимости на основе широкой унификации узлов • Происходит распределение компетенций по направлениям производства: ГТУ, мотор/генератор,силовая электроника, САУ • Использование унифицированных узлов для различных изделий расширяет рынок сбыта, позволяет снизить издержки на НИОКР и технологическую подготовку производства. • Интеграция разработки с университетами позволит поставить задачи дальнейшего развития разработок, подготовки обслуживающего персонала. • Интеграция с малыми предприятиями даст возможность наладить производство комплектующих изделий, решить вопросы пусконаладочных работ, сервиса и сопровождения изделий.

18. Планы инвестиций и доходовучастников кластера • Планируемые объемы инвестиций в том числе господдержка и собственные средства ~ 500 млн. руб. в т.ч.: • 2010 г. 100 млн.руб. • 2011 г. 150 млн.руб. • 2012 г. 300 млн.руб. • Планируемые объемы производства инновационной продукции: • 2010 г. 95 млн.руб. • 2011 г. 150 млн. руб. • 2012 г. 500 млн. руб. • к 2015 г. 1500 млн. руб.

19. Что уже сделано ? • Определено направление деятельности ЭМ-кластера, основные его участники, их функции и возможные компетенции • Определена продуктовая линейка микротурбинных ГТУ, паровых ЭУ. Проводятся маркетинговые исследования и ОКР. • Разработан принцип функционирования кластера Что предстоит сделать ? • “Оформить” официальное создание кластера и приступить к формированию нормативных документов: договоров, соглашений и пр. • Определить приоритетные направления НИР и ОКР. • Определиться с финансированием разработок и подготовки производства.

20. Заключение Разработка и производство модульных энергетическихустановок соответствует мировым тенденциям и приоритетам развития энергетических систем и энергосистемы Российской Федерации, и Республики Башкортостан, а также рынка энергетического оборудования; Конструкторские и технологические решения, результаты НИР и ОКР, которые будут получены в процессе разработки и освоения производства МЭГТУ составляют основу для производства дополнительных новых конечных изделий в сфере энергетики:турбодетандер, гироаккумулятор, компрессор, тепловой насос – что позволяет уже на этапе проектирования рассматривать возможность промышленной и научно-технической кооперации по созданию энергосберегающих наукоемких технологий. Наилучший способ организации такой кооперации:создание кластера - региональной структуры, объединяющей технические ВУЗы, научные учреждения, промышленные предприятия, малые и средние предприятия научно-производственного характера, с целью выпуска востребованной рынком продукции.