Пар появился в хозяйственной деятельности в XVIII веке, и так там и остается, хотя роль его изменилась. На сегодня это единственный теплоноситель, обеспечивающий равномерный прогрев. «В большинстве случаев использование индукционного парогенератора — это самый экономически оправданный способ получения пара», — говорит Айрат Фазлыев, генеральный директор ООО «В-Плазма» («В-Плазма» — резидент «Сколково», занимается разработкой электрических тепловых машин.) Большое количество пара потребляют практически все отрасли промышленности — пищевая, легкая, фармацевтическая; пар нужен в строительной отрасли и в ЖКХ, в нефтянке и в сельском хозяйстве. Парогенераторов разных типов в стране сотни тысяч штук.
Себестоимость пара, получаемого в индукционных парогенераторах, намного ниже, чем в жидких и твердотопливных аналогах. При этом индукционный генератор при той же паропроизводительности потребляет как минимум вдвое меньше электроэнергии, чем другие типы электрических — тэновые и электродные. «Но — да, мы сегодня не всегда можем конкурировать с газом», — признает Фазлыев. Однако газ есть не везде.
С другой стороны, индукционные устройства считаются более надежными, чем прочие электрические, за счет более простого устройства (нет утяжеляющих элементов вроде ТЭНов и емкостей под давлением). И, наконец, по словам Владимира Шипилова, главного конструктора «В-Плазмы», это самый «рафинированный» вид энергии. Наши промышленники уже давно хотят работать чистыми руками — а электрический генератор избавляет от сажи, копоти и масла в котельной. Немаловажно и то, что установка индукционного парогенератора не требует разрешения Ростехнадзора.
Сам по себе индукционный нагрев не новость в науке. Этот принцип используется, например, в плавильных печах, сварочных аппаратах; есть и бытовые индукционные печи. Но до того, чтобы использовать ток при получении пара, ученые дошли не сразу. При нагреве воды индукционным способом берется индуктор (трансформатор), и вместо вторичной обмотки на него устанавливается водонагревающее устройство в виде коробки или трубки.
Ток, вода и возникающий в замкнутом пространстве трубки генератора устойчивый магнитодинамический плазменный разряд — низкотемпературная плазма — вот участники процесса парообразования. При этом вода преобразуется в пар без процесса кипения, что позволяет экономить энергию. Благодаря этому новому виду разряда преобразование энергии из одного вида в другой происходит с максимальным КПД. Для производства одного килограмма пара хватает 200–300 Вт.
Патент на индукционный парогенератор впервые был получен в США еще в 1936 году, но оказался нежизнеспособным. Эта блестящая идея воплощалась в слишком громоздкое и дорогостоящее устройство.
Как объясняет г-н Шипилов, электрические генераторы — прямоточные, вода заходит в медную трубку с одной стороны и выходит в виде пара с другой. В этих условиях защита устройства от перегрева — нетривиальная техническая задача.
«Нам потребовались удача или даже озарение, чтобы понять, как правильно сделать замыкание этой нагревательной трубы, которая является вторичной обмоткой трансформатора, — рассказывает ученый. — Конструкция индуктора — это действительно наша оригинальная идея, которая связана уже не с генерацией пара, а с явлениями второго порядка. И мы свои конструкторские решения запатентовали».
Шипилов в советское время мечтал стать крупным ученым, но после перестройки пришлось приостановить изыскания и найти себе применение на производстве. С 2009 года он работал на заводе нестандартного энергетического оборудования в Ростове («Стрим»), там же и начал заниматься темой электрогидравлики, а позднее разрабатывал первый макет индукционного водонагревателя. По его словам, идеей индукционного метода получения пара горели многие ученые, на эту тему писались прекрасные диссертации, но прорыв удалось совершить только ему и его группе.
В 2013 году был создан первый парогенератор, который сейчас является научным экспонатом в Донском государственном техническом университете. А в 2014-м Владимир Шипилов вместе с партнерами организовал ООО «В-Плазма». Через какое-то время проект нашел партнера и инвестора — московскую инжиниринговую компанию «Л-Старт», поставщика энергоэффективных решений для промышленности и нефтяной отрасли.
Проще пареной репы
Парогенератор «В-Плазмы» уже совсем не похож на первые образцы 1930-х годов. Хотя бы потому, что с тех пор появились новые поколения трансформаторов и комплектующих к ним. «Они свою лепту вносят, поэтому прибор у нас получился замечательный, это я уже как человек, в него влюбленный, говорю, — признается Шипилов. — Производительный, а работает не громче домашнего холодильника. Американец, который первым получил патент, нами бы гордился».
Сейчас разработки парогенератора ведутся в подмосковных Химках, где у «В-Плазмы» появились лаборатория и небольшое опытное производство. «Я консервативный человек и с трудом уезжал из Ростова, — вспоминает Владимир Шипилов. — Но сейчас я чувствую даже радость и счастье, потому что мы работаем на очень высоком уровне, я, как бывший директор завода, могу давать такие оценки».
Айрат Фазлыев прежде всего хотел, чтобы парогенератор был максимально компактным, и этой цели они достигли. «Сначала у нас был огромный “шкаф” два на два метра, а теперь “квадратик” 60 на 80 сантиметров. В нем всего три основных узла, и он подходит к любой промышленной сети», — говорит г-н Фазлыев. «Оптимизация» парогенератора продолжается: он должен быть похож по простоте использования и габаритам на обычную бытовую технику вроде стиральной машины. Но и в нынешнем варианте он легок в эксплуатации, как утверждают разработчики, и почти не требует задействования персонала. В то время как любую газовую или паровую машину обслуживает несколько рабочих. Хотя есть здесь и нюанс: индукционный парогенератор обеспечивает высокую автоматизацию, но стоит на порядок дороже, чем тэновые и электродные. Так что обесценивать пар в «В-Плазме» не собираются. «Мы стараемся делать так, чтобы никто не пострадал, — подчеркивает Владимир Шипилов. — Пар денег стоит».
Скоро парогенераторы от «В-Плазмы» должны массово выйти на рынок. У проекта появился партнер — компания «ЛС Энерго», созданная акционерами «Л-Старта» специально под серийный выпуск продукции. «ЛС Энерго», по словам Айрата Фазлыева, получила статус резидента особой экономической зоны «Дубна» и готовится к строительству производственных мощностей, где будет выпускать линейку оборудования на базе идей и патентов «В-Плазмы». А сама компания продолжит совершенствовать индукционный принцип парогенерации и искать новые применения магнитной плазмы.
У разработки «В-Плазмы» есть и перспектива мирового признания. Точно такого оборудования, по сведениям разработчиков и специалистов «Сколково», в мире не существует.
Реалии жизни
А вот в России нечто подобное уже есть. Компания из Таганрога «Экогидропресс» чуть более года назад начала продавать индукционные парогенераторы, позиционируя их как продукт инновационный и не имеющий аналогов в России. Их оборудование функционирует по тому же принципу, который разработан в «В-Плазме» (один из сотрудников компании в свое время работал вместе с Шипиловым на заводе «Стрим»), хотя и отличается по многим параметрам, в том числе по габаритам.
В «Экогидропрессе» утверждают, что занимались разработками не менее пяти лет и имеют несколько патентов по тематике индукционных технологий. «Я занимаюсь этими технологиями много лет, — говорит директор предприятия Иван Кашаев. — Это вам не “пришел, увидел, победил”. Но наш бизнес пока только разговорчики. Мы еще далеки от того, что хотели бы получить. Новые технологии не так-то легко распространять. Многие прямо говорят: чего ж вы обманываете-то людей? А мы реально экономим предприятиям электроэнергию в два-три раза».
Как рассказывает г-н Кашаев, учредители «Экогидропресса» вкладывали в разработки свои средства — десятки миллионов рублей: «Мы не бегали и никаких инвесторов не искали, а просто сопели и делали сами». У предприятия более 24 тыс. кв. м производственных площадей и около сотни штатных сотрудников, парогенераторы они собирают сами, а медную трубку закупают на стороне. Недавно «Экогидропресс» принял участие в конкурсе стартапов «Двойные технологии». Там им сказали: бизнес у вас очень понятный, идите в банки за кредитом и работайте, зачем вам инвесторы? «Они правильно говорят, но банки должны нам еще поверить», — говорит Иван Кашаев.
Сначала «Экогидропресс» научился делать влажный пар, который оказался востребован на местных комбикормовых заводах, где буквально хватались за возможность получить более дешевый пар. Пар при производстве комбикормов используется для обработки сырья, этот процесс называется кондиционированием. Летом заводы делают парогенерацию на газу, при этом на отопление котельной требовалось 100 кВт, а с парогенератором «Экогидропресс» хватало 60.
Сделав парогенератор, который выдавал уже и сухой пар (а он применяется в промышленности для обработки большого количества материалов — многие не терпят влаги), предприятие расширило круг клиентов: это и сауны, и пищевики, и бетонные производства, и ткацкие фабрики. В основном совсем небольшие предприятия. «“Газпром” и “Роснефть” пока не обращались к нам, — улыбается Кашаев. — У них есть газ свободный, а у “Роснефти” есть попутный газ, вот они его и жгут. Но придет время, когда начнут деньги считать».
На рынке признают, что «Экогидропресс» эффективно использует маркетинговые инструменты и умеет без лишней «воды» обозначить преимущества своего продукта. Количество заказов постепенно растет, несмотря на первоначальные сомнения клиентов и то, что машины дорогие (от 500 тыс. рублей). Впрочем, они окупаются, по словам Кашаева, за счет экономии электроэнергии в течение шести месяцев. Немногим более чем за год «Экогидропресс» продал генераторов примерно на 100 млн рублей (60 штук), причем не только в Россию, но и в страны СНГ (Казахстан, Киргизия, Белоруссия, Молдавия).
Претензии со стороны покупателей, конечно, бывают. Проблема в том, что на предприятиях часто нет специалистов, которые могли бы грамотно обслуживать парогенераторы, а кроме того, отсутствует качественная водоподготовка. «Приезжаем на место, а там внутри все заросшее грязью. Приходится чистить специальными приборами», — поясняет Иван Кашаев.
Но в целом направление у «Экогидропресса» верное. «Нас уже начинает кормить то, во что мы вкладывали», — осторожно говорит предприниматель. Следующий шаг для компании — сделать индукционные парогенераторы с дистанционным управлением. Если удастся договориться с банками, бизнес будет расти. «Ну и государство, может быть, все-таки посмотрит на нас, — надеется Иван Кашаев. — Оно могло бы чтить такие предприятия, как наше. Хоть чем-то помогать, а не только брать налоги. Мы брошенные вообще, вот и пытаемся сами выкарабкиваться. И вроде как сейчас начинает получаться».
Фотографии предоставлены компаниями«В-Плазма» и «Экогидропресс»
