О ПРОЕКТЕ

05 июня 2014 года компания Эксперт Энерго приступила к реализации прикладной научно-исследовательской работы (ПНИ) по теме: «Исследование и создание научно-технического задела в области влияния производственных факторов на энергетические характеристики топливных торфяных гранул и брикетов и разработка новых образцов прессового оборудования с усовершенствованными конструктивными и прочностными характеристиками».

Работа выполняется в соответствии с федеральной целевой (государственной) программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» (соглашение № 14.579.21.0034 о предоставлении субсидии).

Целью данной работы является снижение издержек производства путем совершенствования технологических процессов торфопереработки и создания высокотехнологичного оборудования. В рамках проекта будет разработана физико-математическая модель процесса прессования торфяных гранул и брикетов, экспериментальные образцы программного обеспечения расчета параметров пресса и управления процессом прессования торфяного сырья, а также экспериментальные образцы прессового оборудования для производства торфяных гранул и торфяных брикетов.

Руководитель проекта Спесивцева Надежда, тел.: +7 (499) 647-61-25, доп. 102

В рамках выполнения работ первого этапа «Выбор направления исследований и исследование влияния производственных факторов на характеристики торфяного топлива на характеристики торфяного топлива» исследована литература, касающаяся состояния и перспектив развития энергетики на основе торфа и продуктов его переработки, проанализированы основные показатели качества продукции, диапазоны допустимых значений, методы испытаний на их соответствие и пр.
На основании полученных данных определены ключевые задачи для достижения общей цели работы:

  • проведение экспериментальных исследований, направленных на выявление влияния влажности, давления прессования и времени выдержки на характеристики брикетов;
  • статистическая обработка результатов экспериментов, их верификация и последующее обобщение с существующими исследованиями при создании физико-математической модели.

Проводимые патентные исследования показали актуальность, новизну и своевременность проведения настоящей работы, а также отсутствие юридических препятствий для регистрации интеллектуальной собственности.

В ходе реализации проекта (уникальный идентификатор проекта — RFMEFI57914X0034) по Соглашению о предоставлении субсидии №14.579.21.0034 от «05» июня 2014 года, дополнительному соглашению №1 от 27 ноября 2014 г. и дополнительному соглашению №2 от 19 мая 2015 г. с Минобрнауки России в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» в рамках второго этапа в период с 01.01.2015 по 31.06.2015  выполнены следующие работы за счет средств федерального бюджета:

 

  1. Разработана физико-математическая модель процесса прессования торфяных гранул и брикетов.
  2. Разработана методика экспериментальных исследований влияния свойств сырья и условий прессования на характеристики получаемого топлива при работе на реальном образце прессового оборудования с целью дальнейшей верификации физико-математической модели.
  3. Проведены экспериментальные исследования влияния свойств сырья и условий прессования на характеристики получаемого топлива при работе на реальном образце прессового оборудования с целью дальнейшей верификации физико-математической модели.
  4. Проведена верификация физико-математической модели на основе результатов экспериментальных исследований на реальном образце прессового оборудования.
  5. Разработан экспериментальный образец программного обеспечения, обеспечивающего расчет параметров основных конструктивных элементов прессового оборудования в зависимости от заданного типа исходного сырья и производственно-эксплуатационных требований (ЭО ПО расчета параметров пресса) на основе полученной физико-математической модели процесса прессования.
  6. Разработаны требования к ЭО ПО управления процессом прессования торфяного сырья.
  7. Подготовлен и рассмотрен на учёном (научно-техническом) совете промежуточный отчет о ПНИ.

Также выполнены работы за счет финансирования из внебюджетных источников:

  1. Разработана программная документация на ЭО расчета параметров пресса.
  2. Разработана Программа и методики испытаний (ПМИ) ЭО ПО расчета параметров пресса.
  3. Проведена оценка соответствия ЭО ПО расчета параметров пресса.
  4. Проведен расчет основных конструктивных элементов экспериментального образца прессового оборудования по производству торфяных гранул (пеллет) с использованием ЭО ПО расчета параметров пресса.
  5. Проведен расчет основных конструктивных элементов экспериментального образца прессового оборудования по производству торфяных брикетов с использованием ЭО ПО расчета параметров пресса.
  6. Проведены расчеты узлов, деталей и комплектующих ЭО прессового оборудования по производству торфяных брикетов.
  7. Проведены расчеты узлов, деталей и комплектующих ЭО прессового оборудования по производству торфяных гранул (пеллет).

На основании экспериментальных исследований, проведенных в рамках выполнения первого этапа проекта, в результате которых получены регрессионные уравнения, а также систематизации и обобщения известных в литературе экспериментальных данных, разработана физико-математическая модель процесса прессования торфяного топлива (в рамках одноименной работы по п. 1), вычислительный аппарат которой использует два принципиальных алгоритма: первый позволяет прогнозировать свойства торфяного топлива в зависимости от условий производства и свойств используемого сырья, второй – решает обратную задачу, рассчитывая методом последовательных приближений условия, необходимые для производства топлива с заданными (требуемыми) характеристиками.

Для проверки адекватности расчетных значений, получаемых в результате выполнения отмеченных выше алгоритмов и корректировки эмпирических уравнений, входящих в состав физико-математической модели прессования торфяного топлива, проведены системные эксперименты на действующем образце прессового оборудования, расположенном на производственной площадке индустриального партнера (в рамках работы по п. 3). С этой целью разработана методика проведения экспериментальных исследований, составленная с учетом обеспечения возможности изменения давления прессования торфяного топлива, значение которого в опытах определялось по величине упругой деформации рабочего штока пресса, фиксируемой тензометрическим резистором жестко закрепленным на его открытой ходовой части (в рамках работы по п. 2). В лабораторных условиях определены основные показатели качества торфяного топлива (плотность, прочность при одноосном сжатии, твердость, водопоглощение), спрессованного при различных уровнях влажности и давлениях на производственном оборудовании (в рамках работы по п. 3).

С учетом полученных экспериментальных данных проведена верификация физико-математической модели прессования торфяного топлива, внесены изменения в расчетные уравнения, расширены диапазоны их достоверного применения на практике (в рамках работы по п.4).

Вышеизложенные действия позволили создать экспериментальный образец программного обеспечения расчета параметров пресса (ЭО ПО расчета параметров пресса), (в рамках работы п.5). ЭО ПО расчета параметров пресса является охраноспособным РИД, который планируется к регистрации на третьем этапе (после совершенствования по инициативе ООО «Эксперт Энерго» за собственные средства). Следует отметить, что отличительной чертой ЭО ПО расчета параметров пресса также является его создание не только на основе ранее упомянутых полученных научных выводов о взаимозависимости торфяных топливных гранул и брикетов с параметрами производства и свойствами сырья и инженерных методик расчета, но и с учетом алгоритма первичной экономической оценки себестоимости производства. Тем самым, проектируя пресс для его реализации в конкретном регионе с известным составом и ценой на сырье, уровнем заработной платы и пр., можно оценить, какова будет себестоимость тонны продукции. Затем по этой величине сделать вывод о рентабельности, а также о целесообразности реализации всего проекта. Предложенный подход включения в систему инженерных расчетов оценочную себестоимость снижает неопределенность с точки зрения инвестора, что в свою очередь способствует повышению спроса на изготовление такого рода оборудования. Для ЭО ПО расчета параметров пресса разработана программная документация, программа и методики испытаний (пп.8 и 9), проведены сами испытания (п.10 работ), которые установили корректность функционирования ЭО ПО.

В том числе с использованием ЭО ПО расчета параметров пресса произведен расчет требуемых значений параметров, а также сформулированы требования к экспериментальным образцам прессового оборудования, эскизная конструкторская документация для которых планируется к разработке на третьем этапе проекта (работы по пп. 11-14). Пресса проектируются под установленные для каждого конкретного случая оптимальные режимы работы, определяемые влиянием состава и свойств сырья, теплофизических и технологических факторов на потребительские характеристики конечного продукта.

В рамках одноименной работы (п.6) на данном этапе проекта разработаны также требования к ЭО ПО управления процессом прессования торфяного сырья, который также планируется к созданию на третьем этапе.

Полученные результаты соответствуют техническим требованиям к выполняемому проекту, а также имеют высокий практический потенциал, что позволяет говорить о необходимости продолжения работ по проекту.

В ходе реализации проекта (уникальный идентификатор проекта — RFMEFI57914X0034) по Соглашению о предоставлении субсидии №14.579.21.0034 от «05» июня 2014 года, дополнительному соглашению №1 от 27 ноября 2014 года с Минобрнауки России в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» в рамках третьего этапа в период с 01.07.2015 по 31.12.2015 выполнены следующие работы за счет средств федерального бюджета:

1. Разработка ЭО ПО управления процессом прессования торфяного сырья.
2. Разработка программной документации на ЭО ПО управления процессом прессования торфяного сырья.
3. Разработка Программы и методик испытаний ЭО ПО управления процессом прессования торфяного сырья.
4. Оценка соответствия (испытания) ЭО ПО управления процессом прессования торфяного сырья.
5. Разработка промежуточного отчета о ПНИ и его рассмотрение на учёном (научно-техническом) совете.

А также следующие работы за счет финансирования из внебюджетных источников:

3.6 Разработка эскизной конструкторской документации на ЭО прессового оборудования по производству торфяных брикетов.
3.7 Разработка эскизной конструкторской документации на ЭО прессового оборудования по производству торфяных гранул (пеллет).
3.8 Материально-техническое обеспечение комплектующими изделиями для изготовления ЭО прессового оборудования по производству торфяных гранул и брикетов.
3.9 Изготовление ЭО прессового оборудования по производству торфяных гранул (пеллет).
3.10 Изготовление ЭО прессового оборудования по производству торфяных брикетов.
3.11 Проведение патентных исследований технических решений для прессового оборудования по ГОСТ 15.011-96.
При этом были получены следующие результаты:
Разработана физико-математическая модель (ФММ), позволяющая комплексно оценивать механические и теплофизические свойства торфяного топлива, а также рассчитывать условия необходимые для его получения.
На втором этапе ПНИ получены физико-математическая модель процесса прессования торфяных гранул и брикетов (ФММ) и ЭО ПО расчета параметров пресса, позволяющий на практике использовать созданную ФММ при проведении инженерных расчетов прессового оборудования.
На третьем этапе ПНИ были получены ЭО ПО управления процессом прессования торфяного сырья, а также ЭО брикетного и пеллетного прессов.
Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики: определение оптимальных условий производства твердого торфяного топлива в диапазоне свойств (плотность 850…1200 кг/м3, прочность на сжатие 4…20 МПа, твердость по конусу 3…21 МПа, водопоглощение 140…310%, объемная теплота сгорания 15…22 ГДж/м3).

Следует отметить, что целью всего проекта является разработка технических решений производства твердого торфяного топлива в виде гранул и брикетов на основе исследований и поиска оптимальных режимов работы прессового оборудования, определения влияния состава и свойств сырья, теплофизических и технологических факторов на потребительские характеристики конечного продукта. При этом на третьем этапе ПНИ были получены ЭО ПО управления процессом прессования торфяного сырья, а также ЭО брикетного и пеллетного прессов. Прессовое оборудование высокий потенциал в области импортозамещения производственного оборудования, а затем и экспортный потенциал в страны с доступными торфяными ресурсами и потребностью в рентабельном и качественном биотопливе. ЭО брикетного и пеллетного прессового оборудования предполагается к масштабированию и реализации потребителям -предприятиям добычи и переработки торфа в России и за рубежом.

Полученные результаты соответствуют техническим требованиям к выполняемому проекту, а также имеют высокий практический потенциал, что позволяет говорить о необходимости продолжения работ по проекту.

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.

В ходе реализации проекта (уникальный идентификатор проекта — RFMEFI57914X0034) по Соглашению о предоставлении субсидии №14.579.21.0034 от «05» июня 2014 года, дополнительному соглашению №1 от 27 ноября 2014 года с Минобрнауки России в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» в рамках четвертого этапа в период с 01.01.2016 по 30.06.2016 выполнены следующие работы за счет средств федерального бюджета:

— проведена интеграция ЭО ПО управления процессом прессования торфяного сырья и ЭО прессового оборудования по производству торфяных брикетов;
— проведена интеграция ЭО ПО управления процессом прессования торфяного сырья и ЭО прессового оборудования по производству торфяных гранул (пеллет);
— разработана Программа и методика экспериментальных исследований параметров автоматизированного процесса прессования ЭО прессового оборудования по производству торфяных гранул (пеллет);
— разработана Программа и методика экспериментальных исследований параметров автоматизированного процесса прессования ЭО прессового оборудования по производству торфяных брикетов;
— проведены экспериментальные исследования параметров автоматизированного процесса прессования ЭО прессового оборудования по производству торфяных брикетов;
— проведены экспериментальные исследования параметров автоматизированного процесса прессования ЭО прессового оборудования по производству торфяных пеллет;
— выполнена оценка результатов экспериментальных исследований автоматизированного процесса прессования ЭО прессового оборудования;
— проведена корректировка программной документации и ЭО ПО управления процессом прессования торфяного сырья;
— проведены дополнительные патентные исследования систем управления процессом прессования торфяного сырья по ГОСТ 15.011-96;
— разработан промежуточный отчет о ПНИ и осуществлено его рассмотрение на учёном (научно-техническом) совете.

На четвертом этапе ПНИ выполнена интеграция ЭО ПО управления процессом прессования торфяного сырья и ЭО прессового оборудования по производству торфяных брикетов и гранул (пеллет). Проведены экспериментальные исследования автоматизированного процесса прессования экспериментальных образцов прессового оборудования по производству торфяных гранул (пеллет) и брикетов. Оценка результатов экспериментальных исследований автоматизированного показала высокую степень соответствия параметров, задаваемых программными средствами, и реально достигаемых в процессе работы прессов. По результатам испытаний выполнена корректировка ЭО ПО, позволившая повысить функциональность и удобство использования, безопасность организации процесса прессования, обеспечить учет ряда дополнительных параметров, не являющихся непосредственно управляющими при интеграции программного обеспечения и прессового оборудования. Также проведена экспериментальная оценка соответствия экспериментальных образцов прессового оборудования по производству торфяных гранул (пеллет) и брикетов разработанным техническим требованиям, эскизной документации и требованиям Технического задания. По результатам экспериментов выполнена корректировка эскизной конструкторской документации и доработка экспериментальных образцов прессового оборудования.
Полученные результаты соответствуют техническим требованиям к выполняемому проекту, а также имеют высокий практический потенциал, что позволяет говорить о необходимости продолжения работ по проекту.
Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.

Создание системы контроля уровня остаточного хлора в питьевой воде на ВНС «Горная поляна» г.Волгоград

Плановое энергетическое обследование

  • Воронежский Механический Завод
  • Ульяновский Механический Завод
  • Пермский завод «Машиностроитель»
  • Машиностроительный завод им. М.И. Калинина
  • ФГБУ «НИИ ЦПК им. Ю.А.Гагарина» (Звездный городок, МО)
  • ТТЦ «Останкино»
  • ПАО «ЭК«СЕВАСТОПОЛЬЭНЕРГО»
  • МУП «КОС», г. Норильск
  • ФГБОУ «Финансовый университет»
  • ФГБОУ «РГТЭУ»
  • Гостиничный комплекс «Славянка»
  • ГУП «Мосгортранс»

Внеплановое энергетическое обследование

  • ПАО «Завод «Красное Сормово», г. Нижний Новгород
  • ПАО «Пролетарский завод», г. Санкт-Петербург
  • ПАО «ВымпелКом»
  • ТЭЦ-25, ПАО «Мосэнерго»

Техническое обследование

  • МУП «Волгоградское коммунальное хозяйство»
  • МУП «Горводоканал г. Волгограда»
  • ТЭЦ-25, ПАО «Мосэнерго»
  • ОАО "Пушкинские теплосети"
  • КГУП «Приморский водоканал»

Разработка схем тепло- и водоснабжения

  • г. Геленджик
  • ПГТ Фокино (Приморский край)
  • г. Волжский
  • г. Калуга