Аликин В.Н., Васильев А.А., Галкин Е.А., Иноземцев А.А.,
Соколовский М.И., Фомушкин В.П.,
гг. Пермь, Москва

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗНАЧИМЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ

Рассматривается решение взаимосвязанных национальных экологических проблем: энергосбережения и обеспечения населения высококачественной питьевой водой на основе наукоёмких технологий военно-промышленного комплекса (ВПК). Существующая в настоящее время энергетическая система страны недостаточно эффективна, а созданные в предыдущие времена ТЭЦ и ГРЭС являются одними из основных источников загрязнения воздушной среды населённых пунктов, не зависимо от типа используемого топлива. Второй важнейшей экологической проблемой является обеспечение населения страны доброкачественной питьевой водой. Причём ситуация, в силу антропогенного воздействия на поверхностные водоёмы, становится в ряде регионов критической.

В итоге, на основе наукоёмких технологий ВПК, а именно авиационно-ракетного комплекса, разработаны и серийно производятся газотурбинные электростанции и газоперекачивающие агрегаты в классе мощности 4,0…25 МВт. При этом использованы базовые модели пермских авиадвигателей для наземных целей различных серий – Д-30 и ПС-90А. Важным моментом при этом является создание мощной промышленной кооперации, обеспечивающей серийное производство и строительство «под ключ» газотурбинных электростанций, а также реконструкцию компрессорных и насосных станций с заменой электроприводов компрессоров на газовые турбины. За последние 6 лет в эту кооперацию вошло около 400 российских предприятий, среди которых значительную часть составляют предприятия ВПК, не имеющие до сих пор устойчивого Государственного оборонного заказа.

Основными преимуществами разработанного газотурбинного оборудования являются высокая эффективность использования топлива, короткие сроки изготовления и ввода в эксплуатацию объектов, быстрая окупаемость проектов, высокая экологическая полноценность, а также возможность использования местных видов топлива, в частности, попутного нефтяного газа. В процессе разработки наземного газотурбинного оборудования проведён большой объём научно-исследовательских и конструкторских работ в части разработки «сухой» высокотемпературной малоэмиссионной камеры сгорания, способной работать как на природном, так и на попутном нефтяном газе; создания принципиально новой, не имеющей мировых аналогов, технологии производства лопаток двигателя, позволяющей увеличить их ресурс в 3…5 раз; создания новой модели электрогенератора для блочно-модульной компоновки газотурбинных электростанций и других агрегатов; разработки и производства АСУ ТП для электростанций, компрессорных и насосных станций с газотурбинным приводом и т.д. Газотурбинные установки широко тиражированы в стране. Они работают на объектах ОАО «Газпром», РАО «ЕЭС России», в нефтеперерабатывающих компаниях: ОАО «Сургутнефтегаз», НК «Юкос», НК «Сибур» и других, на муниципальных и производственных предприятиях. При этом шестиагрегатная ГТЭС общей мощностью 24 МВт на Конитлорском месторождении (ОАО «Сургутнефтегаз») и станция такой же мощности на Прилазломном месторождении (ОАО «Юганскнефтегаз») были первыми в России электростанциями, работающими на нефтяном попутном газе. Переработка попутного нефтяного газа как топлива, вместо сжигания на факелах, обеспечила снижение выбросов вредных веществ в атмосферу двумя указанными станциями общим объемом 80,8 тыс. тонн в год, в том числе парниковых газов (метан, диоксид углерода) 72,4 тыс. тонн.

Для решения проблемы подготовки питьевой воды в стране внедряются многостадийные технологии третьего поколения на основе первичных фаз озонирования, либо обработки ультрафиолетовым излучением с обязательной конечной фазой сорбции на активированных углях. Для этих технологий в рамках городской программы «Чистая вода» разработано и серийно освоено новое поколение химических реагентов для подготовки воды высокого качества и очистки стоков: коагулянты, флокулянты и активированные угли на древесной и каменноугольной основах.

Разработаны новые технологии очистки воды с помощью локальных станций водоподготовки (ОАО «Сорбент»), максимально ориентированных на потребителя, то есть для водоснабжения малых городов, районов и т.д. Главный принцип при разработке модульных установок – индивидуальный подход к каждому конкретному заказу, так как в двух различных источниках не может быть одинаковой воды. Разработанные установки 7 – 10 лет эксплуатируются в различных регионах страны и дают количество нестандартных проб не более 0,5% в год.

При чрезвычайных ситуациях техногенного и природного характера происходит экстраординарное загрязнение источников водоснабжения токсичными и особо токсичными веществами. На базе наукоёмких технологий ВПК научно обоснована и технологически разработана концепция защиты населения по питьевой воде при чрезвычайных ситуациях. Система защиты базируется на недеструктивных методах очистки воды с целевым дифференцированным удалением из воды токсичных и особо токсичных примесей. Отсутствие деструкции токсичных примесей в разработанных технологиях позволяет избежать риска образования вторичных токсикантов. В системе рекомендованных технологий в качестве базовых использованы отечественные материалы, разработанные и ранее использовавшиеся в специальных целях. Комплекс материалов и оборудования позволяет создавать дополнительные многократные барьеры, защищающие существующие системы водоснабжения в условиях чрезвычайных ситуациях от проникновения в воду токсичных веществ. Уровень воздействия токсикантов органического и неорганического характера (диоксинов, бенз(а)пирена, отравляющих веществ и др.), а также микробиологических токсинов (вирусов, бактерий) защитным комплексом снижается в 10 – 1000 раз в зависимости от конкретной ситуации. Технические решения защитных комплексов основаны на процессах высокоселективного сорбционного извлечения химических токсикантов и точечной инактивации ДНК микроорганизмов, поэтому их стоимость составляет всего 2 – 5% от цены основных традиционных сооружений.