Development and production of air separators and fire safety products on their basis (project No. 2013-218-04-023)

Voroshilov Igor' Valer'evich PhD in Physics and Mathematics President of Industrial Group “Tegas”, General Director of LLC “Tegas-Eletrik” 350072, Russia, Krasnodar, Moskovskaya Street 77 gendir@kkzav.ru Other publications by this author     Meskhi Bessarion Chokhoevich Doctor of Technical Science Rector, Don State Technical University 344000, Russia, Rostov-on-Don, Ploschad Gagarina 1 umc@donstu.ru

Prilutskii Andrei Igorevich Doctor of Technical Science Docent, the department of Cryogenic Technology, Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics, and Optics 197101, Russia, St. Petersburg, Kroversky Prospekt 49 9232550@mail.ru

1. Резюме проекта. Целью реализации комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства является освоение нанотехнологий и выпуск перспективного пожарно-технического вооружения на основе термомагнитных сепараторов воздуха (ТМСВ), и малогабаритных мембранных сепараторов воздуха (ММСВ).

В ходе реализации проекта планируется решить следующие научно-технические задачи:

- разработать, собрать и наладить автоматизированный испытательный стенд для исследований и оптимизации режимов термомагнитной сепарации воздуха, а также для проведения приемо-сдаточных испытаний всех модификаций сепараторов.

- разработать конструкции ТМСВ, для применения в кислородных и азотных установках, в т.ч.: разработать малогабаритные электромагниты и схемы управления ими, которые позволят создавать необходимое для сепарации воздуха магнитное поле (3 Тл и более); разработать постоянные магниты, которые позволяют создавать необходимое для сепарации воздуха магнитное поле (3 Тл и более); разработать малогабаритные вихревые модули охлаждения, которые позволят создавать необходимый градиент температуры между «кислородным и азотных подканалами» (до минус 40 градусов Цельсия);

- разработать, собрать и наладить малогабаритный мембранный сепаратор воздуха.

Для создания высокотехнологичного производства планируется решить следующие конструкторско-технологические задачи:

- разработать конструкции, технологии и оснастку для изготовления единичных витков ТМСВ и элементов сопряжения их в сепараторы требуемых форм и размеров;

- разработать технологии изготовления и монтажа малогабаритных электромагнитов;

- разработать технологии изготовления и монтажа постоянных магнитов, которые позволяют создавать необходимое для сепарации воздуха магнитное поле (3 Тл и более);

- разработать технологии изготовления и монтажа малогабаритных вихревых модулей охлаждения;

- разработать и освоить технологию плазменного напыления пористого алюминия для получения из него «наноперегородок» с функцией молекулярных мембран;

- разработать конструкции мобильных установок с сепараторами воздуха (ТМСВ и ММС) и схем управления ими, включая сопряжение с ресивером на выходе и компрессором на входе, а также с двигателем внутреннего сгорания автомобиля и мотопомпы;

- разработать конструкторскую документацию на многоцелевой автомобиль «скорой пожарной помощи» с термомагнитным сепаратором воздуха (МАСПП-ТМСВ) и с малогабаритным мембранным сепаратором воздуха (МАСПП-ММСВ).

- разработать конструкторскую документацию на «азотную мотопомпу» с ТМСВ (АМП-ТМСВ) и с ММСВ (АМП-ММСВ).

- осуществить подготовку производства и выпуск сепараторов (ТМСВ и ММСВ) по разработанной конструкторской документации;

- осуществить подготовку производства и выпуск опытных образцов МАСПП по разработанной конструкторской документации.

- осуществить подготовку производства и выпуск опытных образцов АМП по разработанной конструкторской документации.

Для реализации проекта будут привлечены инвестиции в размере 90 000 000,0 (девяносто миллионов) рублей, в том числе субсидии – 45 000 000,0 (сорок пять миллионов) рублей. Срок реализации проекта – 2,5 года (2013 – 2015 гг.)

2. Участники проекта

2.1. Инициатор проекта - ООО «Краснодарский компрессорный завод»

В начале 2008 года ОАО «Компрессорный завод» был приобретен конкурирующей группой компаний и, в связи с тем, что политика новых владельцев пошла вразрез со взглядами сотрудников ОАО «Компрессорный завод», то основная команда ушла продолжать дело Краснодарского компрессорного завода и 25 сентября 2008 года было учреждено предприятие ООО «Краснодарский Компрессорный Завод» (ККЗ).

До 2010 года между ОАО КЗ и ООО ККЗ шла судебная тяжба, предметом которой стало наименование «Краснодарский Компрессорный Завод». 7 июня 2010 года Верховный Арбитражный Суд РФ сохранил законное право на своё наименование за ООО «Краснодарский Компрессорный Завод».

Производственная площадка ООО ККЗ расположена в станице Динская Краснодарского края, в 15км от Краснодара. Адрес: ул. Железнодорожная, 265а, которая на первом этапе арендовалась, а в мае 2010 года была выкуплена в собственность. В 2008-2009 годах на производственной базе произведен капитальный ремонт и созданы условия для качественного производства.

Помимо ремонта и оснащения работающих цехов, в период с 2008 по 2010 года возведены новые цеха и помещения:

- покрасочный цех,

- испытательная лаборатория,

- помещение учебного центра,

- в настоящее время возводится третий производственный цех.

Практически сразу с основания ООО ККЗ, в сентябре 2008 года, были получены заказы и началось производство азотных мембранных установок (АМУ) и модульных воздушных компрессорных станций.

С сентября по декабрь 2008 года ККЗ освоил производство дожимающих, общепромышленных и специальных компрессоров на оппозитных базах: двухрядной - 2М2,5, и четырехрядной - 4М2,5 и параллельно было освоено производство компрессоров на угловых базах - 2П, 3П. А к маю 2009 года – и компрессоры на базе 5П.

В январе 2009 года были выпущены первые воздушные и азотные станции типорядов СД (НД) и СДА (НДА). И практически сразу ККЗ столкнулся с необходимостью развития линейки станций СД (НД) и СДА (НДА), т.к. рынок требовал новых сочетаний «производительность-давление», чистоты азота, нового уровня качества.

Результатом скрупулезного пересмотра всех технологических решений линейки СД, СДА, НД, НДА стали воздушные и азотные компрессорные станции серии ТГА. В серии ТГА лучшие качества станций предыдущего поколения дополнены современными технологическими решениями, узлами и компонентами. Чистота азота большинства азотных станций ТГА – от 95% и выше, и сегодня серия азотных и воздушных компрессорных станций ТГА признана ведущими российскими нефтегазовыми компаниями, успешно эксплуатируется на просторах России и за рубежом.

С февраля 2010 года на территории Аргентины в городе Буэнос-Айрес открыто постоянно действующее представительство ООО «Краснодарский Компрессорный Завод» по Южной Америке. Этому предшествовала поездка представителей ККЗ в Аргентину - в январе 2010 года. Была проведена не одна встреча с представителями нефтегазовых компаний Аргентины. Для них особый интерес представили станции ТГА, оснащенные современными поршневыми компрессорами на базах 2В2,5 и 4М2,5. Позже, 26 октября 2010 года, генеральный директор ООО «Краснодарский Компрессорный Завод» Игорь Ворошилов был принят в Совет предпринимателей «Россия-Аргентина».

15 марта 2010 года – впервые с 1991 года - состоялась поставка компрессорной техники Краснодарского Компрессорного Завода на Кубу. В рамках длительного контракта ООО ККЗ поставил первые две передвижные компрессорные станции СД-9/101.

С 30 марта по 2 апреля 2010 года состоялся визит представителей Государственной энергетической компании Индии на ООО «Краснодарский Компрессорный Завод». В рамках деловых переговоров были подписаны протоколы о намерениях между ООО «Краснодарский Компрессорный Завод» и Государственной энергетической компанией Индии.

В ноябре 2010 года на ККЗ освоен в производстве и сертифицирован новый вид продукции - мобильная установка блока манифольдов ТГБМ-40М со станцией контроля цементирования СКЦС-01 на едином шасси УРАЛ-4320. ТГБМ – необходимый инструмент при бурении, ремонте и консервации скважин.

С 2008 года ККЗ ведет активную выставочную деятельность, демонстрируя свои новые разработки и предложения потенциальным клиентам, отслеживая состояние и тенденции рынка. Мы участвуем в большинстве значимых профильных выставок на территории России и СНГ, а так же в крупнейших мировых профильных форумах:

- MIOGE (крупнейшая российская выставка нефтегазовой тематики) и KIOGE (ее казахский собрат),

- «Газ. Нефть. Технологии», «Уголь России и майнинг», «Нефть. Газ. Нефтехимия», «Нефтедобыча. Нефтепереработка. Химия», «Нефть. Газ. Химия» и т.п. (копии нескольких дипломов прилагаются в дополнительных документах, остальные доступны на сайте http://www.kkzav.ru/diplomy).

30 апреля 2010 года состоялось награждение лауреатов программы «Бизнес Элита Кубани» и ООО «Краснодарский Компрессорный Завод» был награжден именным дипломом «Лидер в производстве и поставках компрессоров и газоразделительного оборудования для объектов нефтегазовой отрасли» (программа «Бизнес Элита Кубани» - главная профильная награда Администрации Краснодарского края в области бизнеса).

6 июля 2009 года на предприятии основан учебный центр «Техгаз», который проводит обучение будущих операторов азотных и компрессорных станций. Получаемая специальность – «Машинист азотных компрессорных установок» и по окончании обучения успешно сдавшим экзамены выдается удостоверение установленного образца о присвоении квалификации. В приеме выпускных экзаменов в учебном центре принимают участие представители Северо-Кавказского управления Ростехнадзора, а в 2012 году получена лицензия Минобрнауки Краснодарского края на осуществление образовательной деятельности (копия прилагается в дополнительных документах).

25 сентября 2012 года ООО «Краснодарский Компрессорный Завод» отметил 4 года своего развития и 60 лет бренда «Краснодарский компрессорный завод» и за это время принял участие более чем в 50 специализированных выставках – в России, СНГ и за рубежом. Продукция ККЗ отмечена более чем двадцатью дипломами, награждена многочисленными призами и медалями [http://www.kkzav.ru/diplomy].

2.2. Головной исполнитель НИОКР

2.2.1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государственный технический университет».

ДГТУ является крупнейшим техническим вузом юга России, осуществляющим много уровневую подготовку инженерных и научных кадров для промышленности, бизнеса и народного хозяйства. В ДГТУ работает около 3000 сотрудников и обучается более 8 тысяч студентов.

В настоящее время в ДГТУ действует 14 научных школ, реализующих проекты в 15 научных, научно-исследовательских, учебно-научных (учебно-научно-производственных) лабораториях. В составе ведущих научных школ 2 академика, 8 заслуженных деятелей науки, 139 доктора наук, 549 кандидатов наук.

Инфраструктура ДГТУ позволяет реализовать весь цикл НИОКТР: исследование, проектирование, рабочее проектирование, изготовление опытных партий, поставку заказчику и сервисное обслуживание, что дало возможность занять определенный сегмент южно-российского рынка инноваций. Основу этого составляют научные исследования университета. Прикладные НИР выполняются практически всеми видами подразделений, включая студенческие группы, работающие в студенческом КБ.

Инновационная система вуза тесно связана с образовательной и научной деятельностью университета. Специалисты инновационной инфраструктуры ведут научные исследования (83% работников университета участвуют в НИР), разрабатывают учебные курсы по программам подготовки и повышения квалификации, являются руководителями проектов, дипломных и научных проектов студентов.

За последние годы в ДГТУ был выполнен ряд проектов, охватывающих весь спектр проведения научных исследований (от проведения фундаментальных исследований до разработки технологии и внедрения оборудования в условиях реального производства).

2.2.2. ДГТУ является ведущим учебным и научно – исследовательским центром Юга России, специализирующемся на подготовке инженерных кадров и взаимодействии и предприятиями транспортного машиностроения (ОАО «ПО «Новочеркасский электровозостроительный завод», г. Новочеркасск), сельскохозяйственного машиностроения (ОАО «КЗ «Ростсельмаш» , г. Ростов-на-Дону), авиастроения (ОАО РВПК «Роствертол»), космического приборостроения (ОАО «КП «Квант», г. Ростов-на-Дону), энергетического машиностроения (ОАО «Калужский турбинный завод», г. Калуга), металлургии (ОАО «Тагмет», г. Таганрог) и многих других.

Научные исследования и разработки в ДГТУ ведутся по 8 отраслям науки (физико-математические, биологические, технические, исторические, экономические, философские, педагогические, филологические). Общий объем финансирования проведенных НИР и НИОКР за 2009 - 2013 годы составил 470,3 млн. руб. и возрастает в среднем на 20% в год.

2.2.3. В ДГТУ, в рамках программы инновационного развития вуза осуществляется комплексный план работы с ведущими промышленными предприятиями машиностроительного комплекса. На настоящий момент в ДГТУ создано 10 корпоративных кафедр, среди них:

- совместно со ОАО РВПК «Роствертол» (Образовательный центр «Авиастроение»)

- совместно с ОАО «ТагАЗ» (Образовательный центр «Автомобилестроение»)

- совместно с ОАО «ПК «НЭВЗ» (Образовательный центр «Транспортное машиностроение»)

- совместно с ФГУ «Ростовский ЦСМ» (Образовательный центр «Промышленная метрология»).

Не исключено, что при выполнении настоящего проекта будет создана ещё одна корпоративная кафедра «Пожарной техники» совместно с Краснодарским компрессорным заводом.

2.2.4. С января 2013 года по настоящее время ДГТУ выполняет НИР для ООО «Краснодарский компрессорный завод» по теме: «Исследованию способов и средств локального тушения модельных очагов пожара генераторами азота» (копия прилагается в дополнительных документах)

2.3. Профильная лаборатория ведущего зарубежного вуза

В 2000 году, в рамках синтеза и исследования материалов со свойствами ВТСП, сотрудниками отдела Донецкого физико-технического института им. А.А. Галкина НАН Украины была разработана технология низкотемпературного спекания порошков для получения анизотропных наноструктурированных материалов, которая была успешно использована при оптимизации параметров водородной обработки сплавов, в т. ч. на основе соединения SmCo5, что позволило получить образцы постоянных магнитов с напряженностью магнитного поля в 45 кЭ.

Поэтому, при создании ТМСВ на постоянных магнитах к выполнению НИОКТР будет привлечена лаборатория отдела теории магнетизма (зав.отделом д.ф.-м.н. Таренков Ю.В) и лаборатория отдела теории магнетизма и фазовых переходов (зав.отделом д.ф.-м.н., Вальков В.И.) ДФТИ (копия протокола о согласии участвовать в проекте прилагается в дополнительных документах).

2.4. Соисполнитель проекта - инновационная структура

В 2010 году, в рамках программы «СТАРТ» участниками настоящего проекта была подана заявка 10-3-Н4.7-0402 «Способ сепарации воздуха и создание пожарных мотопомп на его основе» и на базе университета организовано ООО «Научный производственно-технологический центр Технические Системы» (НПТЦ ТС) для его реализации. Несмотря на то, что указанный проект поддержки не получил, НПТЦ ТС изготовил и успешно испытал «ячейку ТМСВ», а инновационная идея была отмечена в 2010 году сертификатом XI Венчурной ярмарки, благодарственным письмом Администрации Ростовской области и дипломом участника выставки «Инновационные достижения России, проходившей в Мадриде в мае 2011 года, а осенью 2011 года на ТМСВ был получен патент РФ № 2428242 (копии прилагаются в дополнительных документах).

3.1. Научно-техническое описание и обоснование проекта

3.1 Актуальность решаемых задач в процессе реализации комплексного проекта

3.1.1. Реализация проекта будет способствовать достижению установленного ФЗ-123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и ГОСТ 12.1.004 уровня безопасной жизнедеятельности населения, при котором число погибших и травмированных от пожаров в России не должно превышать 150 человек в год (одной миллионной от численности населения), в то время как в настоящее время ежегодно погибает около 13000 человек и столько же травмируется ^[1,2]. При этом материальные потери от пожаров должны уменьшиться на порядок и более, т.к. в отличие от воды, применяемой для тушения пожаров, сепарированный из воздуха азот не повреждает ни электрооборудование, ни предметы быта, ни материалы, ни коммуникации ^[3,4].

С точки зрения рационального природопользования, реализация проекта будет способствовать сохранению и безопасному использованию торфа, который является возобновляемым источником, а Россия – мировым лидером его запасов, т.к. насыщение торфа сепарированным из воздуха и охлажденным азотом, делает торфяники и их эксплуатацию абсолютно безопасными ^[5-7]. Аналогичный эффект возникает при использовании сепараторов воздуха в угольных шахтах ^[8,9] и при добыче нефти и газа ^[10-12].

С точки зрения экологической безопасности и энергосбережения, расширение применения сепараторов воздуха в котельных и ТЭЦ, а также в двигателях внутреннего сгорания транспортных средств (автомобили, трактора, локомотивы, речные и морские суда) дает возможность решить основные проблемы экологической безопасности и ресурсосбережения в транспортно-энергетической инфраструктуре России, т.к. использование в тепловых машинах сепарированного кислорода вместо воздуха позволит, как минимум вдвое сократить потребление углеводородного топлива, а также ликвидировать токсичные выбросы ^[13-17].

3.1.2. Ключевые научно-технические и технологические задачи, решаемые организацией высокотехнологичного производства/созданием высокой технологии.

Научно-технические и технологические задачи проекта можно разделить на основные и вспомогательные, которые в свою очередь делятся на стратегические и тактические.

3.1.2.1. Основные стратегические научно-технические задачи ^[17-21]:

- разработка, сборка и наладка автоматизированного испытательного стенда для исследований и оптимизации режимов сепарации воздуха, а также для проведения приемо-сдаточных испытаний всех модификаций сепараторов;

- разработка и совершенствование конструкции ТМСВ, для применения в кислородных и азотных установках;

- разработка и совершенствование конструкции ММСВ, для выделения азота из воздуха, в т. ч. из его диамагнетиков;

3.1.2.2. Основные стратегические технологические задачи ^[17-25]:

- разработка технологии изготовления ряда единичных витков ТМСВ и элементов сопряжения их в сепараторы требуемых форм и размеров;

- разработка технологии изготовления и монтажа малогабаритных электромагнитов;

- разработка технологии изготовления и монтажа постоянных магнитов, которые позволяют создавать необходимое для сепарации воздуха магнитное поле (3 Тл и более);

- разработка технологии изготовления и монтажа малогабаритных вихревых модулей охлаждения;

- разработка технологии плазменного напыления пористого алюминия для получения из него «наноперегородок» с функцией молекулярных мембран;

- разработка технологии изготовления и монтажа малогабаритного мембранного блока;

3.1.2.3. Основные тактические научно-технические задачи ^[20-29]:

- разработка конструкций сепараторов воздуха (ТМСВ и ММСВ) и схем управления ими, включая сопряжение с ресиверами на выходе и компрессорами на входе, а также с двигателем внутреннего сгорания автомобиля и мотопомпы;

- разработка конструкторской документации на многоцелевой автомобиль «скорой пожарной помощи» (МАСПП) с сепараторами воздуха (ТМСВ и ММСВ),

- разработка конструкторской документации на азотную мотопомпу (АМП) с сепараторами воздуха (ТМСВ и ММСВ).

3.1.2.4. Основные тактические технологические задачи:

- освоение разработанных высокотехнологичных процессов (п.3.1.2.2);

- подготовка производства и выпуск ТМСВ по разработанной конструкторской документации;

- подготовка производства и выпуск ММСВ по разработанной конструкторской документации;

- подготовка производства и выпуск МАСПП по разработанной конструкторской документации;

- подготовка производства и выпуск АМП по разработанной конструкторской документации

3.1.2.5. Вспомогательные научно-технические и технологические задачи, которые будут решаться в ходе выполнения проекта и после его окончания, касаются сепараторов воздуха, предназначенных для использования в котельных и ТЭЦ, в угольных шахтах и торфяниках, на объектах нефте- и газодобычи, и направлены на решение специфических для этих объектов проблем ^{[5,8-13,16-21,30-40]}.

3.1.3. Принимая во внимание, что проект охватывает почти все приоритетные направления из 8-ми, утвержденных указом Президента РФ от 07.11.2011 № 899, представим значение проекта в каждом из них.

Безопасность и противодействие терроризму – реализация проекта будет иметь принципиальное значение в области пожарной безопасности, т.к. позволит переломить тенденцию роста числа пожаров и социально-экономические потерь от них ^{[3,5,8-10,12,20,24,26-32,34-36]}.

Индустрия наносистем – реализация проекта позволит создать новые магнитные материалы и освоить технологию производства «пористого алюминия», в т. ч. со свойством молекулярных мембран ^{[20,22-25,41]}, а также организовать в дальнейшем выпуск отечественных половолоконных мембран.

Перспективные виды вооружения, военной и специальной техники – создание многоцелевых автомобилей скорой пожарной помощи и «азотных мотопомп», что предусматривается настоящим проектом, является перспективным видом специальной техники и пожарно-технического вооружения, которые целесообразно использовать не только в народном хозяйстве, но и для противопожарной защиты военных объектов ^{[4,15,19-21,24-29,34,39]}.

Рациональное природопользование – применение сепараторов воздуха для сохранения и освоения торфяных месторождений, которые являются возобновляемыми источниками энергии [4-7,42], а также в угольных шахтах [8-10,30-36], позволит решить не только проблемы их пожарной и экологической безопасности, но и начать промышленное использование сопутствующих угледобыче газов (шахтного метана и др.) и торфа. Не меньшую значимость, с точки зрения экономии углеводородного топлива для энергетического комплекса России, будет иметь применение сепараторов воздуха в котельных и ТЭЦ, т.к. позволит в 2 раза сократить потребление угля, мазута и газа при их сжигании в кислороде, а не в воздухе [11-14,16,37-40].

Транспортные и космические системы – аналогичное рациональному природопользованию значение может иметь место при применении сепараторов воздуха в транспортной инфраструктуре России (в автомобилях, тракторах и комбайнах, в локомотивах и двигателях речных и морских судов), т.к. вдвое сокращает потребление углеводородного топлива, при сохранении мощности на валу, а с помощью фильтров из пористого алюминия превращает автомобиль в «пылесос-поглотитель» дорожно-транспортного вреда [14-20,25,41,43,44].

Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика – принимая во внимание сокращение в 2 раза потребления углеводородного топлива, при сохранении тепловой и механической мощности объектов, очевиден экономический эффект при применении сепараторов воздуха в энергетической инфраструктуре России ^[4,11-14,16].

3.2. Современное состояние науки, техники и технологии в области организуемого высокотехнологичного производства/создаваемой высокой технологии.

3.2.1. До настоящего времени (и в России, и за рубежом) попытки создания и применения автомобилей «скорой пожарной помощи» («быстрого реагирования» или «первой помощи», как их называют), нельзя назвать успешными, т.к. такие пожарные автомобили (ПА) должны удовлетворять взаимно противоположным требованиям: быстро передвигаться, легко маневрировать, иметь высокую проходимость и в то же время обладать необходимой численностью боевого расчета, иметь достаточный запас огнетушащих средств и нести определенное пожарно-техническое вооружение, что без «бесконечного источника огнетушащего состава» (БИОТС), коим является атмосферный азот – практически невозможно ^[24-29].

Статистика пожаров из года в год неумолимо свидетельствует о том ^[2,3], что более 75% от числа погибших при пожарах умирает до прибытия пожарных подразделений (рис.1). И одной из основных причин этого, помимо позднего обнаружения загораний и несвоевременного сообщения о пожаре, является большое время прибытия к месту пожара из-за низкой скорости следования ПА к месту пожара (около 30 км/ч).

Рис.1 – Причины потерь от пожаров на Юге России в 1995-2006 г.г.

Рис.2 – Зависимости потерь от времени прибытия на пожаров на Юге России в 1995-2006 г.г.

Даже при пожарах в ночное время, на которые приходится 45% всех погибших, когда на дорогах практически отсутствуют автомобили и «желто-мигающие светофоры» свидетельствуют об отключении автоматизированных систем управления дорожным движением (АСУД), существующие ПА не могут развить высокую скорость, из-за опасности опрокидывания или заноса по причине многотонной загрузки огнетушащими составами (ОТС) и пожарно-техническим вооружением ^{[2,13,26,27,45]}.

В настоящее время в разных регионах России более 10 предприятий выпускают различное пожарно-техническое вооружение, которое закупает МЧС России:

ОАО «Пожтехника» (Торжок) – http://www.pozhtechnika.ru/ptv.php,

группа предприятий «Пожтехавтоматика» (Москва), имеющая представительства в Краснодаре, Н-Новогороде и Пскове - http://pozharka.ru/page_pid_180.aspx,

Холдинг УСПТК (Челябинск), включающий Ремонтно-Механический завод (Миасс), ЗАО "Пожгидравлика" (Миасс), ОАО "Пожвинский машиностроительный завод" (Пермская область), ООО "Автолестница" (Миасс), ООО "Посевнинский машиностроительный завод" (Новосибирская область), Научно-технический центр и центр управления «Урало-Сибирская пожарно-техническая компания» (Челябинск), – http://www.usptk.ru/pages/page93.html,

ОАО «Варгашинский завод ППСО» (Курган) – http://www.vargashi.ru/,

ОАО «Ливенский завод противопожарного машиностроения» (Ливны) – http://www.pompa.orel.ru/index.htm) и другие.

В СНГ выпускаются несколько типов автомобилей «быстрого реагирования» (АБР) или «первой помощи» (АПП):

Украина - АПП-2(33023)-001 и АПП-4(2705) на базе ГАЗели,

Белоруссия - АПП -0,5-0,8/400 на шасси "Фольксваген" LT36, АПП-0,5-28/130 и АПП-0,8-4/400 на базе «Бычка»,

Россия - АПП-0,5-2,0, АПП-0,3-2,0 и АБР-3 на базе ГАЗели, АНР(л)-20-300 на базе УАЗ-3909, в т.ч. АГТ-0,25 на базе УАЗ-3303.

Однако указанным выше требованиям не может удовлетворить ни один из них (за исключением 2-х последних, полный вес которых 2,8 т.), т.к. каждый везет с собой в качестве ОТС - воду (от 300 до 1000 л.), в связи с чем, с учетом боевого расчета и ПТВ, их вес превышает 4-х тонны, поэтому ни о каком «быстром реагировании» и речи быть не может (рис.3).

Рис.3 – Автомобиль быстрого реагирования на базе ГАЗели, АГТ на УАЗе и азотного тушения АГТ-400

АНР(л)-20-300, созданный в 2006 году на базе автомобиля УАЗ-3909 в ООО «Каланча» (Сергиев Посад) «вмещает в себя» 4 человека боевого расчета и предназначен для тушения лесоторфяных пожаров. Поэтому ОТС с собой не имеет (за исключением 3-х ранцевых – РЛО и одного порошкового – ОП-4 огнетушителей), а комплектуется полимерным эластичным резервуаром ПЭР-12000, который разворачивается на месте проведения работ и позволяет «накачать откуда-нибудь» в него запас воды объемом 12 тонн.

Автомобиль газового тушения АГТ-0,25 на базе УАЗ-3303 «вмещает в себя» 2 человека боевого расчета и 250 кг жидкого углекислого газа в баллонах, что требует специальных рукавов и стволов, которые он «везет с собой» (2 катушки по 25 м.), в связи с чем его применение ограничено.

Таким образом, ни один из указанных автомобилей не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к автомобилям «скорой пожарной помощи».

Альтернативную конкуренцию ТМСВ для автомобиля СПП может составить малогабаритная мембранная азотная установка, для получения азота из воздуха под давлением более 35 атм. и временем запуска – 20 мин., производство которых начато ЗАО «ГРАСИС» [http://www.grasys.ru/about/news/2006/11/28/91.html]. Однако, для использования её в ПЧ, помимо компоновки на базу какого-нибудь автомобиля, необходимо разработать и изготовить новое ПТВ, т.к. существующее (рукава, стволы и т.д.) - рассчитано на предельное давление 12 атм.

В настоящем проекте предусматривается подобная реализация, но с применением, разработанной инициатором проекта, малогабаритной мембранной установки, имеющей время выхода на рабочий режим несколько минут ^[21] и позволяющей, за счет дросселирования, получить охлажденный газообразный азот с давлением не выше 10 атм.

С точки зрения оснащения Российских ПЧ в городах, конкуренция может возникнуть между выпускаемой и поставляемой в настоящее время пожарной техникой, перечисленной выше, включая новейший автомобиль газового тушения жидким азотом АГТ-4000, стоимостью 10,2 млн. руб. за штуку, разработанный ОКБ «Гранат» совместно с ВНИИПО МЧС РФ (рис.2). Однако, защитить этой техникой село, учитывая сложность её эксплуатации и состояние сельских дорог – невозможно. Поэтому, помимо АСПП, планируется разработать и поставить на производство «азотные мотопомпы» для противопожарной защиты сельских населенных пунктов ^[24-29].

3.2.2. Сведения о современных тенденциях развития науки, техники и технологии в области организуемого высокотехнологичного производства/создаваемой высокой технологии. Оценка соответствия предлагаемого проекта этим тенденциям.

Как известно, атмосферный воздух, используемый автотранспортом для сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), имеет следующий объемно-массовый состав: азот (N2) – 78,08% (28,01 a.e.); кислород (О2) – 20,95% (31,99 a.e.); аргон (Ar) - 0,93% (39,94 a.e.); оксиды углерода (СО2,CO) – 0,03% (28-44 a.e.); водород и гелий (Н2,Не)– 0,01% (2-4 a.e.); остальные компоненты (СnHm, Н2О) – 0,01% (17-18 а.е.). Таким образом, в реакции сгорания топливно-воздушных смесей, около 80% воздуха является «балластом», повышающим вред окружающей среде в результате физико-химических процессов с ним (появление в отработанных газах СО, NOx, СnHm), что подтверждают результаты исследований дорожно-транспортных инфраструктур городов в России и за рубежом ^[43,46].

Актуальность снижения токсичности транспортных выбросов не вызывает сомнений, поэтому в ходе исследований по Межотраслевой программе сотрудничества Минобразования РФ и АО «АВТОВАЗ», используя парамагнитные свойства кислорода и диамагнитные свойства азота и остальных газов, был разработан метод магнитоэлектрической сепарации воздуха ^[47-49] и модель системы подавления «дорожно-транспортного вреда» в автомобиле («БАКСАН»). Модель должна была, во-первых, решить проблему полного сгорания топлива путем подачи в цилиндры ДВС не воздуха, а кислорода, а во-вторых, кардинально снизить вред автотранспортных выбросов, в результате исключения из них наиболее токсичных: окислов азота, окиси углерода и т.д., включая применение на входе и выхлопе «патронов из пористого алюминия», которые «забирали в себя» бензопирены, окислы серы, сажу и остальной «дорожно-транспортный вред», с помощью хемосорбции и окклюзии в развитой системе пор ^[41,44,46].

В ходе дальнейших исследований, помимо расширения области применения сепаратора воздуха на железнодорожном и водном транспорте, а также в теплоэнергетике ^[4,13-18], выяснился еще один важный аспект возможного использования: применения «азотной компоненты» - для целей пожаротушения ^[19]. Дело в том, что аргон, гелий, углекислый газ и вода в парогазовой фазе, составляющие около 1% в отделяемой азотной компоненте, также используются в установках пожаротушения ^[50], и оставалось только «убрать» водород и предельные углеводороды, составляющие всего 0,01% в ней, что достаточно технологично и надежно можно было решить с помощью мембран ^[34,51].

Таким образом, возникла идея создания в пожарном автомобиле и в мотопомпе - «бесконечного источника огнетушащего состава» (БИОТС) – атмосферного азота что, также как и сам сепаратор, его реализующий, и является новой высокотехнологичной продукцией ^[20,24-29].

ТМСВ для целей пожаротушения разработан в Ростовском университете, совместно с ООО «НПТЦ ТС» (по аналогии со своим прототипом в «БАКСАНе») на принципе разделения воздуха на молекулы парамагнетика (О2) и молекулы диамагнетиков (N2 и других атмосферных газов, включая пары воды), поперечным потоку воздуха неоднородным магнитным полем (рис.4).

Рис. 4 – Схема метода термомагнитной сепарации воздуха

Однако, в отличие от прототипа, в сепараторе для пожаротушения вдоль всего прямоугольного канала, изготовленного из алюминиевого сплава и закрученного в виток окружности с определенным шагом (рис.5), формирующим «трубу» («тор с шагом» и т.д.), установлена «наноперегородка» (из «пористого алюминия»), которая разделяет канал на «кислородный отсек» (вдоль которого установлены электромагниты) и «азотный отсек», вдоль которого вместо термоэлементов Пельтье, установлены модули вихревого охлаждения Азарова ^{[44,47-49,52]}.

Рис.5- ТМСВ для отделения кислорода и инертных газов

Указанная наноперегородка ^[22], толщиной около 2 мм, имеет размер пор от 0,1 до 0,8 мм, которые со стороны «кислородного отсека» уменьшены до 8-15 ангстрем методом плазменного напыления в емкостном поперечном ВЧ-разряде ^[23]. Такое решение, с помощью кнудсеновской диффузии (по аналогии с мембранами) ускоряет процесс «выдавливания лёгких молекул» (водорода, гелия, метана, водяных паров и азота) в «азотный отсек», но одновременно задерживает обратный процесс нормальной диффузии, восстанавливающей концентрации парамагнетиков и диамагнетиков без указанной перегородки. Технология производства пористого алюминия разработана при выполнении гранта Минобразования РФ ^[43], а технология его «превращения в наноперегородку – в НИИ физики ЮФУ ^[44].

Характеристики продукции и технологии (способа) мембранного газоразделения хорошо известны, т.к. имеют и зарубежные, и отечественные аналоги. Однако все выпускаемые мембранные установки сепарации азота из воздуха едва помещаются на МАЗах и КАМАЗах (рис.6) и имеют время выхода на рабочий режим несколько десятков минут.

Рис.6- Мобильная мембранная азотная станция ККЗ

Тем не менее, в настоящем проекте будет разработан малогабаритный мембранный сепаратор воздуха (ММСВ) на основе патента РФ № 02450857 ^[21], принадлежащего ООО «Краснодарский компрессорный завод», и установка с инновационными решениями ^{[12,33-35,53]}, у которой время запуска должно не превысить нескольких минут, а массогабаритные характеристики позволят «вписать» его во внедорожник или в новый УАЗ-T-REX [http://www.videolandia.ru/?rasd=video&act=show&id=3251].

Не секрет, что сельскохозяйственные объекты и населенные пункты России (после распада СССР и ликвидации ДПД) остались практически беззащитны в пожарно-техническом отношении, т.к. весь сельский район охраняется, как правило, одной ПЧ МЧС России, расположенной в райцентре, радиус выезда от которой до границы района составляет от 30 до 60 км. (рис.7). Если при этом учесть, что практически ни один населенный пункт сельского района не имеет противопожарного водопровода (в лучшем случае есть башня «Рожновского» или водоём), то пожарная автоцистерна, добравшись до места пожара через час (а то и больше), сможет своим запасом воды только «дотушить завалы». Даже «скорая пожарная помощь» в таких условиях прибудет уже к «пожарным руинам» ^[3,57].

Рис.7 - Гистограммы радиусов выезда боевых расчетов на пожар в 1995-2006 г.г.

Рис.8 - Гистограммы времён свободного развития пожаров в 1995-2006 г.г.

Исследования подтвердили тот факт ^[57,58], что наибольшее количество пожаров и ущерб от них находятся за пределами оперативно-тактических возможностей районных гарнизонов государственной пожарной службы (ГПС): из-за отсутствия сигнализации и связи ГПС не выезжает на каждый 3-й пожар, на котором происходит гибель каждого 2-го пострадавшего от пожара сельского жителя (рис.8). Тем самым, подтверждается необходимость, возрождения добровольных противопожарных формирований (ДПФ) объектов и населенных пунктов в сельской местности ^[59], с оснащением их эффективными средствами тушения пожара на местах, например, такими, как «азотные мото помпы» ^[28,29,36], т.к. МЧС не в состоянии обеспечить противопожарную защиту сельских районов, в то время как эффективность деятельности добровольных пожарных дружин (ДПД) - доказывалась неоднократно ^[60].

3.3. Перечень планируемых при реализации проекта важнейших научно-технических и технологических результатов

Как следует из основных стратегических и тактических задач (п.2.1.1.), важнейшими научно-техническими и технологическими результатами НИОКТР являются следующие:

- создание и испытания образцов термомагнитных сепараторов воздуха (ТМСВ),

- создание и испытания образцов малогабаритных мембранных сепараторов воздуха (ММСВ),

- создание и испытания образцов «азотных мотопомп» (АМП) с ТМСВ (АМП-ТМСВ) и с ММСВ (АМП-ММСВ) и получение на них патентов на полезную модель,

- создание и испытания образцов многоцелевых автомобилей «скорой пожарной помощи» (МАСПП) с ТМСВ (МАСПП-ТМСВ) и с ММСВ (МАСПП-ММСВ).

4. Продукция (технология), создаваемая в рамках реализации комплексного проекта

4.1. Назначение и область применения планируемой к производству новой наукоёмкой продукции/высокой технологии

4.1.1.Описание планируемой к производству продукции/создаваемой высокой технологии, её назначения, области и условий применения.

Как следует из научно-технических и технологических задач (п.3.1.2), проектом предусматривается разработка и производство следующей, не имеющей зарубежных и отечественных аналогов, наукоёмкой продукции:

- термомагнитных сепараторов воздуха,

- малогабаритных мембранных сепараторов воздуха,

- азотных мотопомп (АМП) с использованием термомагнитных и мембранных сепараторов воздуха, для тушения пожаров,

- многоцелевых автомобилей «скорой пожарной помощи» (МАСПП) с использованием термомагнитных и мембранных/сепараторов воздуха.

Назначение, области и условия применения указанной наукоёмкой продукции, а также её значение для потребителей описаны выше (п.3.1.1 и п.3.1.3)

4.1.2. Характеристики продукции/технологии:

Характеристики указанной выше продукции, в частности на основе термомагнитной сепарации воздуха, формулируются впервые, т.к. не имеют зарубежных и отечественных аналогов.

4.1.2.1. Способ термомагнитной сепарации реализуется воздействием на поток воздуха, проходящий по прямоугольному каналу, градиентами магнитного и температурного полей перпендикулярными этому потоку, в результате чего происходит разделение атмосферных газов на молекулы парамагнетиков (О2), которые втягиваются в область сильного магнитного поля и выходятся из «парамагнитного подканала», и диамагнетики (N2 и др. газы), которые выталкиваются в противоположную сторону и выходятся из «диамагнитного подканала», в соответствии с уравнением Эйлера (1), из которого, используя уравнение состояния идеального газа , и выражая плотность газа через его давление , получается выражение (2) в виде распределения Больцмана ^[61]:

(1)

(2)

Таким образом, основными характеристиками способа ТМСВ и сепаратора на его основе, как продукта, являются:

напряженность магнитного поля в «парамагнитном подканале» - Н ,

температура в «диамагнитном подканале» - Т,

скорость потока воздуха – v,

плотности разделяемых газов (или % содержание) на выходе «парамагнитного и диамагнитного подканалов» - ρп и ρд

4.1.2.2. Характеристики продукции и технологии (способа) мембранной сепарации воздуха хорошо известны, т.к. имеют и зарубежные и отечественные аналоги. Однако в настоящем проекте будет разработан малогабаритный мембранный сепаратор воздуха (ММСВ) на основе патента ^[13] и других инноваций, принадлежащего ООО «Краснодарский компрессорный завод» [33-35,52,62].

В ММСВ использован принцип кнудсеновской диффузии, в соответствии с которым компоненты разделяемой смеси проникают через поры мембраны с различными скоростями, в связи с чем, коэффициент разделения смеси зависит от молекулярных масс:

К_р = n₁/n₂ = - (М₂/М₁)^0,5, (3)

где n₁ и n₂ -числа молей компонентов соответственно, с молекулярными массами М₁ и М₂.

Таким образом, основными характеристиками способа ММСВ и сепаратора на его основе, как продукта, являются:

СО₂/N₂ - величина селективности мембраны,

ПO₂ - величина проницаемости мембраны,

Рвх и Рвых - величины давлений по обе стороны мембраны,

Рвх/Рвых - отношение давлений на мембране,

∆Р - перепад давления на мембране,

Т - температура процесса разделения,

Vвх/Vо₂ - соотношение величин потоков процесса разделения.

4.1.3.Как следует из вышеизложенного (п.4.1.1), наукоемкость продукции определяется физическими принципами ТМСВ и ММСВ (п.4.1.2), а технико-экономические характеристики - модификациями установок с ТМСВ и ММСВ: азотными мотопомпами (АМП) и многоцелевыми автомобилями «скорой пожарной помощи» (МАСПП) на основе ТМСВ и ММСВ.

4.1.3.1. АМП-ТМСВ планируется разработать и выпускать по аналогии с пожарной мотопомпой «Гейзер» с бензиновым двигателем ВАЗ 21083 (50-60 кВт) с водяным охлаждением (ёмкость бака -20л, расход топлива - 8 л/час, тип запуска – электростартер, габариты - 1100х700х1100 мм., масса – 216 кг. на 2-х колесной тележке. Стоимость мотопомпы составляет 250-300.0 тыс. руб., в зависимости от комплектации. Если водяной насос заменить на соответствующий компрессор (например, компрессор ВК-55М, весом без электродвигателя 250 кг. и стоимостью 150,0 тыс. руб.) и состыковать его с ТМСВ (ориентировочные вес и стоимость - 100 кг. и 900,0 тыс. руб.), то получим АМП со следующими характеристиками ^[25,29,63]:

Максимальная производительность (азотной компоненты) - 80 литров/сек.

Тип двигателя - 4-х тактный бензиновый карбюраторный ВАЗ 2114

Система запуска - электростартёрная

Система охлаждения - водяная (тосол)

Ёмкость съёмного топливного бака - 20 литров

Расход топлива - 7 литров/час

Габаритные размеры, мм. 1260x700x920

Масса (сухая) - 600 кг.

Цена – 1500,0 тыс. руб.

4.1.3.2. МАСПП-ТМСВ планируется разработать и выпускать на базе внедорожника (например, УАЗ 3163 «Патриот» или ВАЗ «НИВА 2131»), имеющие полный привод с бензиновым двигателем (мощностью до 95 кВт), массой не более 2 т. и грузоподъемностью не менее 600 кг, средней стоимостью 600,0 тыс. руб. ^[64,65].

При монтаже на привод двигателя того же компрессора и ТМСВ, получим МАСПП-ТМСВ со следующими характеристиками ^{[15,26,64,65]}:

Экипаж – 5 человек

Скорость движения – до 150 км/час.

Максимальная производительность (азотной компоненты) - 80 литров/сек.

Ёмкость топливного бака - 70 литров

Расход топлива - 14 литров/час

Масса (снаряженная) - 2700 кг.

Цена – 2000,0 тыс. руб.

4.1.3.3. АМП-ММСВ планируется разработать и выпускать по аналогии с пожарной мото помпой (например,«Гейзер-1600») с бензиновым двигателем (ВАЗ 21083 мощностью 50-60 кВт) с водяным охлаждением (ёмкость бака -20л, расход топлива - 8 л/час, тип запуска – электростартер, габариты - 1100х700х1100 мм., массой – 216 кг. на 2-х колесной тележке с ПТВ на базе грузового прицепа ЗиЛ массой 1500 кг.). Если водяной насос мото помпы заменить на поршневой воздушный компрессор (собственной разработки ККЗ весом 350 кг) и состыковать его с ММСВ, вес которого не должен превышать 300 кг., то в результате АМП-ММСВ будет иметь следующие характеристики ^[25,29,63]:

Максимальная производительность (азотной компоненты) - 80 литров/сек.

Тип двигателя - 4-х тактный бензиновый

Система запуска – электростартёрная

Система охлаждения - водяная (тосол)

Ёмкость съёмного топливного бака - 20 литров

Расход топлива - 7 литров/час

Габаритные размеры, мм. 1360x700x1220

Масса (сухая) - 1500 кг.

Цена – 2000,0 тыс. руб.

4.1.3.4. МАСПП-ММСВ планируется разработать и выпускать на базе внедорожника (например, УАЗ 39094» или УАЗ-T-REX), имеющего полный привод с бензиновыми двигателями мощностью 95 кВт, массой до 3 т. и грузоподъемностью не менее 1500 кг. При монтаже на привод двигателя компрессора и ММСВ, МАСПП-ММСВ будет иметь следующие характеристики ^[15,26,64]:

Экипаж - до 5 человек

Скорость движения - до 130 км/час.

Максимальная производительность (азотной компоненты) - до 80 литров/сек.

Емкость топливного бака - 2Х56 литров

Расход топлива - 14 литров/час

Масса (снаряженная) - 3000 кг.

Цена - 3000,0 тыс.руб.

4.1.4. Атмосферный азот находится вне конкуренции по возможностям тушения любых пожаров, т.к. не повреждает ни здания, ни металлические конструкции, ни электрическое и радиоэлектронное оборудование, ни книги, ни мебель, ни остальные культурные ценности и предметы быта, а также не вредит живым организмам (человеку, сельскохозяйственным животным и т.д.), в связи с чем, он давно применяется в газовых системах объемного пожаротушения ^{[11,25,30,34,66]}. Однако пожарной тактики локального тушения пожаров газообразным азотом не существует ни в России, ни за рубежом, и ряд НИОКТР настоящего проекта, в т. ч. которые уже начались выполняться (рис.9) совместно с ООО ККЗ (копия договора прилагается в дополнительных документах), должны решить эту задачу ^[5,9,24-29].

Рис.9 – Локальное тушение сепарированным азотом модельных очагов пожаров

Принимая во внимание, что обеспеченность пресной водой (в новой концепции ФАО ООН по управлению водными ресурсами) является основным в обеспечении продовольственной безопасности всех стран ^[67], а также требует огромных капитальных затрат на строительство и эксплуатацию систем водоснабжения, в т.ч. противопожарных, можно сделать вывод - за сепарированным из воздуха азотом «противопожарное будущее» ^[62,68]!

На этих выводах и на положениях 69-ФЗ «О пожарной безопасности», основывается нижеприведенный прогноз по потенциальным потребителям планируемой к производству продукции ^[69,70].

Сепараторы воздуха (ТМСВ и ММСВ) найдут применение в автомобилях «скорой пожарной помощи» в качестве «бесконечного источника огнетушащего состава» (БИОТС), используя сепарированный азот вместо воды, что позволяет установить его на небольших и маневренных автомобилях (например, на УАЗах, «Нивах» и т.д.) и обеспечить прибытие к месту пожара в 1,5-2 раза быстрее многотонных пожарных автоцистерн, чем сократить время свободного развития пожара, его локализацию и ликвидацию, а, следовательно, социально-экономические потери от пожаров, а аналогичное решение для ДПФ с «азотными мотопомпами» сократит прибытие к месту пожара в сельской местности в 10 раз и более, т.к. радиусы выезда многих районных ПЧ превышают 30 км. ^{[3,26-29,56-59]}.

Сепараторы воздуха (ТМСВ и ММСВ) - найдут применение на транспортных средствах с двигателями внутреннего сгорания (автомобили, локомотивы, суда) и приводом от них, ликвидируя полностью наиболее токсичные выбросы (окислы азота и окись углерода), из-за перехода с топливно-воздушного на топливно-кислородный впрыск, что снижает практически вдвое потребление топлива, при сохранении мощности на валу, т.к. поднимает температуру и давление в цилиндрах, требуя, конечно, применения более тугоплавких сплавов, при этом сепарированный азот может накапливаться и использоваться для обеспечения их пожарной безопасности, в т. ч. для тушения пожара ^{[15,17,41,44]}.

Стационарные установки сепарации воздуха (с ТМСВ и ММСВ) - найдут применение в котельных и ТЭЦ, использующих паровые котлы (на газе, мазуте или угле), ликвидируя полностью наиболее токсичные выбросы (окислы азота и окись углерода), из-за перехода с воздушного наддува на кислородный, что снизит практически вдвое потребление углеводородного топлива, при сохранении производительности котлов, при этом сепарированный азот может накапливаться и использоваться для обеспечения их пожарной безопасности, в т. ч. для предупреждения пожара и его тушения ^[14,16,71].

4.1.5. Перечень стандартов и норм, которым должна соответствовать продукция/технология.

Как следует из 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» ^[72] и Комментария к нему ^[73], пожарная техника классифицируется в соответствии со ст.,ст. 42-45 и производится в соответствии со ст., ст. 101, 102, 104, 108, 110, 112, 115, 117, 119, 123, а также ст., ст. 146 и 147, регламентирующих её сертификацию.

Разработка продукции и постановка её на производство должны осуществляться в соответствии с ГОСТ Р 15.201, ЕСКД и ЕСТД.

4.2. Обоснование уровня новизны планируемой к производству новой наукоёмкой продукции/создаваемой высокой технологии

4.2.1. Как следует из описания (п.4.1.2) способа ТМСВ и сепаратора, его реализующего ^[61] ни зарубежных, ни отечественных аналогов им нет, поэтому вся продукция на его основе является уникальной, включая пожарную тактику локального тушения пожаров газообразным азотом, которой не существует ни в России, ни за рубежом.

4.2.2. Альтернативой ТМСВ является мембранный способ разделения атмосферных газов, включая выпуск инициатором настоящего проекта – ООО «Краснодарский компрессорный завод» ^{[12,30,31,37-40]}, ЗАО «ГРАСИС» ^[51] и другими производителями различных установок выделяющих азот из воздуха, в т. ч. для целей пожаротушения ^[34,51], однако их вес, энергопотребление и стоимость не позволяют пока их использовать в мобильных технических средствах для тушения пожаров.

Существенным недостатком при реализации мембранных технологий является то, что, несмотря на создание в СССР в 1986 году межотраслевого научно-технического комплекса "Мембраны", отечественная промышленность их не выпускает и их приходится закупать за рубежом (США, Япония и т.д.), в связи с чем, себестоимость получения 1 куб. м. азота в установках мембранного типа на порядок выше, чем ТМСВ, а криогенный метод получения азота на три порядка дороже ^[4,20,25,38].

Тем не менее, несмотря на указанные недостатки, НИОКТР настоящего проекта предусматривают работы по созданию усовершенствованных малогабаритных мембранных блоков, а также развертывание после окончания проекта собственного производства отечественных мембран ^[12,21,30].

Сравнение продукции на основе ТМСВ по основным параметрам с лучшими мировыми аналогами, включая как зарубежные, так и имеющиеся отечественные аналоги, показано выше (п.3.1.2).

4.2.3.Публикации по теме проекта, отражающие уровень разработки, в том числе авторами которых являются сотрудники организации-инициатора, головного исполнителя НИОКТР и соисполнителей приведены в списке литератруы.

4.2.4 Анализ конкурентных преимуществ продукции/технологии перед известными отечественными и зарубежными аналогами.

В связи с отсутствием отечественных и зарубежных аналогов, сравнивать получаемые параметры сепарированного кислорода и «огнетушащего состава, а также пожарной техники на основе ТМСВ можно только по приведенным данным себестоимости получения азота и кислорода (п.4.2.2).

Сравнение параметров ММСВ целесообразно проводить не по чистоте получаемого азота, т.к. для целей пожаротушения его концентрация должна быть не ниже 90%, а по энергозатратам на 1 литр. И здесь ММСВ в должен оказаться в несколько раз экономичнее существующих и зарубежных азотных установок ^[12,21,30].

4.3. Дополнительная информация о продукции/технологии

ТМСВ и планируемая к производству новая наукоёмкая продукция (АМП, МАСПП и др.), обладают не конкурируемым качеством в сравнении с лучшими мировыми образцами пожарной техники, как с точки зрения эффективности применения (не наносят ущерба объекту, как вода), так и с точки зрения экологической безопасности ^[68,69].

5. Создание высокотехнологичного производства (производства, использующего созданную высокую технологию).

5.1. Общие сведения об организуемом высокотехнологичном производстве

5.1.1. Информация о планируемом технологическом оснащении производства.

Как следует из характеристики продукции и технологии (способов) сепарации воздуха (п.4.1), для серийного выпуска необходимо освоить, как минимум шесть новых технологических процессов ^{[5,12,21,23,25,42,52,61,76-78]}:

первый – изготовление малогабаритных мембранных блоков газоразделения для ММСВ;

второй - изготовление электромагнитных модулей и модулей постоянных магнитов для ТМСВ, если технологию производства самих постоянных магнитов разместить на каком-либо заводе постоянных магнитов (например, на Новочеркасском);

третий - изготовление молекулярной перегородки из пористого алюминия методом плазменного напыления в ёмкостном поперечном ВЧ-разряде, если технологию производства самого пористого алюминия разместить на каком-либо алюминиевом заводе (например, на Белокалитвинском);

четвертый – изготовление модулей вихревого охлаждения;

пятый – изготовление и использование специального стенда (например, с дистанционным спектральным газоанализатором - ДСГА) при приемо-сдаточных испытаниях ТМСВ и ММСВ ^[77], а также стенда огневых испытаний выпускаемой пожарной техники (АМП и МАСПП с ТМСВ и ММСВ) с измерением скорости подачи огнетушащего состава;

шестой – изготовление отечественных половолоконных мембран.

5.1.2. Как было изложено выше, альтернативным решением при сепарации и кислорода, и азота, в т. ч. для целей пожаротушения, являются мембранные установки и технологии изготовления мембран (п.4.2.2), а также установки и технологии короткоцикловой адсорбции (КАЦ). Однако с точки зрения быстродействия, массогабаритных, энергетических и пожарно-технических характеристик они пока не удовлетворяют требованиям к мобильным установкам локального тушения пожаров ^[5,32].

5.1.3. Основные этапы и планируемые виды работ по созданию высокотехнологичного производства/внедрению высокой технологии. Перечень и краткое описание основных технологических операций (переделов), которые будут использованы в процессе производства продукции. Сроки выполнения этапов.

1 этап: Организация участка по изготовлению термомагнитных сепараторов воздуха (ТМСВ) - 01.06 -31.12.2014.

2 этап: Обучение специалистов предприятия на специализированных курсах компании-поставщика технологического оборудования. Строительно-монтажные работы по реконструкции и подготовке производственных помещений – 10.01 – 30.06.2015.

3 этап: Приобретение материалов и комплектующих для изготовления опытных образцов сепараторов воздуха (ТМСВ и ММСВ) и азотных мотопомп (АМП). Приобретение материалов и комплектующих для изготовления опытных образцов сепараторов воздуха (ТМСВ и ММСВ) и МАСПП. Приобретение, пуско-наладочные работы и ввод в эксплуатацию технологического оборудования для изготовления ТМСВ и ММСВ – 01.07 – 31.12.2015.

4 этап: Приобретение, пуско-наладочные работы и ввод в эксплуатацию технологического оборудования для изготовления, сборки и испытаний изделий (АМП и МАСПП) с использованием сепараторов воздуха (ТМСВ и ММСВ). Сборка, наладка и предварительные испытания опытных образцов АМП и МАСПП с ТМСВ и ММСВ. Доработка опытных образцов и КД по результатам испытаний опытных образцов АМП и МАСПП – 10.01 – 30.06.2016.

5 этап: Приобретение материалов и комплектующих для изготовления установочных серий ТМСВ и ММСВ для АМП и МАСПП. Изготовление нестандартного оборудования и оснастки для проведения квалификационных испытаний ТМСВ и ММСВ для АМП и МАСПП. Изготовление установочной серии ТМСВ и ММСВ для АМП и МАСПП. Проведение квалификационных испытаний установочной серии ТМСВ и ММСВ для АМП и МАСПП. Проведение сертификационных испытаний ТМСВ и ММСВ для АМП и МАСПП. Проведение натурных испытаний АМП и МАСПП – 01.07-25.12.2016

5.1.4. Наличие научно-технического задела по проекту у организации-инициатора.

Как следует из раздела 2.1, ООО «Краснодарский Компрессорный завод» уже более 60 лет разрабатывает и производит компрессорное оборудование, а в последние годы освоил и выпускает высокотехнологичную продукцию газоразделения воздуха – установки короткоцикловой адсорбции и мембранные системы.

В основе процесса адсорбционного разделения газовых сред лежит явление связывания твердым веществом, называемым адсорбентом, отдельных компонентов газовой смеси. Это явление обусловлено силами взаимодействия молекул газа и адсорбента. Работа адсорбционных газоразделительных систем основана на том, что поглощение компонента газовой смеси сильно зависит от температуры и парциального давления, т.е. регулирование процесса поглощения газов и регенерации адсорбента происходит изменением давления и/или температуры.

На сегодняшний день широкое распространение для производства азота получил хорошо зарекомендовавший себя процесс безнагревной короткоцикловой адсорбции (КЦА - метод). Принцип работы генератора работающего по этой схеме основан на селективном поглощении молекул кислорода (а также некоторых примесных газов), содержащихся в атмосферном воздухе в зависимости от давления. При этом азот адсорбентом не поглощается и выводится потребителю (рис. 7), а процесс поглощения кислорода и регенерации адсорбента осуществляется путем цикличного переключения между двумя адсорберами - колоннами, особой конструкции, наполненными адсорбентом.

Рис.10 – Схема установки безнагревной короткоцикловой адсорбции

Основу установок использующих мембранный метод газоразделения составляет мембранный газоразделительный блок. Мембрана представляет собой тонкую трубку толщиной в несколько долей микрометра, обеспечивающую газоразделение. Сотни метров мембран размещаются в унифицированных мембранных модулях (рис.11), которые собираются в компактную систему ^[8,10,12].

Таким образом, более половины оборудования и технологий, необходимых для сборки и выпуска АМП и МАСПП ООО «Краснодарский Компрессорный завод» уже имеет и освоил. И настоящий проект позволит разработать, освоить и выпускать инновационные средства противопожарной защиты, в т. ч. с использованием выпускаемых компрессоров и мембранных модулей.

Рис. 11 - Половолоконная мембрана и мембранный модуль

5.1.5. Полная стоимость проекта по разработке и постановке на производство сепараторов воздуха (ТМСВ и ММСВ), освоению высоких технологий их производства и выпуска на их основе многоцелевых автомобилей «скорой пожарной помощи» и «азотных мотопомп» оценивается в 150-200 млн. руб. При этом предусматриваются не только «стартовые работы» (НИОКТР – 45.0 млн. руб. за счет субсидии и затраты на подготовку производства в сумме 45,0 млн. руб. за счет собственных средств), в т. ч. реконструкция и перепланировка цехов, но и продолжение НИОКР по расширению применения ТМСВ и ММСВ в угольных шахтах, ТЭЦ и т.д., включая строительство собственного производства по выпуску отечественных половолоконных мембран.

5.2. Обоснование уровня технологической новизны производства

5.2.1. Сведения об уникальности (новизне) технологий (технологических операций), которые будет использованы в создаваемом высокотехнологичном производстве.

Если взять перечень новых технологий, которые будет использованы в создаваемом высокотехнологичном производстве (п.5.1.1), то уникальными являются три технологии:

- изготовления постоянных магнитов с напряженностью магнитного поля более 30 кЭ;

- изготовления пористого алюминия;

- изготовления молекулярной перегородки из пористого алюминия методом плазменного напыления в ёмкостном поперечном ВЧ-разряде;

Не меньшей новизной обладают и остальные осваиваемые технологии:

- изготовления малогабаритных электромагнитов с напряженностью магнитного поля более 30 кЭ;

- изготовления модулей вихревого охлаждения;

- изготовления термомагнитных сепараторов воздуха,

- изготовления малогабаритных мембранных блоков газоразделения,

- изготовления и использования при приемо-сдаточных испытаниях сепараторов воздуха (ТМСВ и ММСВ) специального стенда (например, с дистанционным спектральным газоанализатором – ДСГА), а также стенда огневых испытаний выпускаемой пожарной техники с сепараторами воздуха (АМП и МАСПП), в т. ч. измеряющего скорость огнетушащего газового состава.

5.2.2. Как уже отмечалось в п.п.3.1 и 4.3, не конкурируемое качество средств противопожарной защиты на основе ТМСВ и ММСВ заключается в том, что огнетушащий состав они «производят» из атмосферы в месте пожара, в том количестве, которое необходимо для его локализации и ликвидации, и этот состав позволяет тушить пожары любого класса, не повреждая при этом ни коммуникации, ни оборудование, ни здания и сооружения, ни приборы и вещи ^[68,69].

5.2.3. Наименование и краткие сведения о производителях, использующих технологии, выбранные для сравнения.

Термомагнитный метод выделения кислорода из воздуха, и получения, таким образом, огнетушащего газового состава для противопожарной защиты, как это показано выше (п.3.2.2), является уникальной отечественной разработкой и его пока не использует никто.

Производителей мембранных установок (п. п. 3.2.2 и 5.1.4.) очень много ^{[8,10,51,74,75]}, и есть попытки применения мембранных систем (ЗАО «ГРАСИС» и др.) для тушения пожаров, в т. ч. и с помощью установок ООО «Краснодарский Компрессорный завод» - инициатора проекта ^{[12,34,51,66]}. Однако малогабаритной мобильной установки, позволяющей быстро приехать к месту пожара и в течении десятков секунд приступить к его тушению без водоисточников – нет.

5.3. Дополнительная информация об организуемом высокотехнологичном производстве

Уместно отметить, что освоение новых технологий, в частности вихревых модулей охлаждения, может «убрать» дополнительное холодильное оборудование ^[52], а применение фильтров из пористого алюминия может кардинально изменить ситуацию в области экологической безопасности ^[41,44]. Освоение выпуска и применения постоянных магнитов, помимо снижения энергопотребления ТМСВ для пожарной техники, позволит приступить к решению задачи создания средств индивидуальной защиты органов дыхания и зрения (СИЗОДЗ) горняков и пожарных на основе микро-ТМСВ ^[32].

6. Маркетинговый анализ и сбыт продукции

6.1. Потребители продукции.

Как следует из раздела 4.1.4, потребителями «азотных мотопомп» (АМП) будут сельские населенные пункты (добровольные пожарные формирования в них), которых в Ростовской области -2347, в Краснодарском крае – 1717, а в России – более 150000, а также подразделения лесоохраны – около 1500 [24-29,79].

Потребителями многоцелевых автомобилей «скорой пожарной помощи» (на внедорожниках «Нива» или УАЗ) будут районные пожарные части МЧС России (~15000) и объектовые пожарные части градообразующих предприятий, например, ВАЗ, Ростсельмаш и др., которых в России около 1000, включая пожарные части предприятий повышенной опасности - АЭС, аэропорты, газонефтехимические объекты, шахты, количество которых составляет более 500 ^[4,20-23].

Оценка потребителей стационарных и мобильных установок по сепарированию из воздуха кислорода, «оставлены на будущее» по следующим причинам.

Для достижения полного сгорания топлива, т.е. для 100% стехиометрии жидких топливно-кислородных смесей была разработана подсистема ультразвукового впрыска, позволяющая распылить топливо и перевести его в парогазовую фазу с помощью ультразвукового карбюратора (УЗК) в карбюраторных ДВС, и с помощью ультразвуковых форсунок (УЗФ) - в инжекторных и дизельных ДВС, а также подсистема электростатической обработки кислорода и топлива, с контролем его октанового (цетанового) числа, как перед впрыском, так и при заливке топлива в бак автомобиля. Однако трудности, связанные с доработкой серийно выпускаемых ДВС под сепараторы воздуха, могут стать непреодолимыми в сроки работы над проектом, т.к. известно, что «кислородный наддув» не только обеспечивает полное сгорание топлива, но и значительно повышает температуру пламени (по некоторым оценкам – в 1,5 раза для карбюраторных и инжекторных ДВС, и в 2 раза – для дизельных). При этом пропорционально температуре возрастает давление, что потребует замены материалов вкладышей цилиндров и поршневых групп на более тугоплавкие, а также модернизации системы охлаждения ДВС и т.д. ^[44,80].

С ещё более сложными проблемами сталкиваешься при «системной реализации» сепараторов воздуха для паровых и водогрейных котлов котельных и ТЭЦ, т.к. возникает задача смены рабочего тела в котлах (воды на элегаз), модернизации паровинтовых машин для производства электроэнергии и т.д. ^[4,9,13,71].

6.2. Зарубежный рынок по своей структуре практически не отличается от Российского, а в количественном выражении больше отечественного на порядок ^[53].

6.3. Барьеры для выхода на рынок.

Первым основным барьером для выхода, как на отечественный, так и на зарубежный рынки является отсутствие теории и практики локального тушения пожаров газообразным азотом ^[2,28,31], что уже выполняется в рамках Договора № К/2513/09 от 14.01.2013 между ДГТУ и ООО «Краснодарский компрессорный завод», и планируется завершить в НИОКТР настоящего проекта ^[81].

Вторым основным барьером является отсутствие мобильных технических средств для сепарации воздуха сопрягаемым с ПТВ в месте пожара ^[4,32,45], что также планируется решить в НИОКТР настоящего проекта.

Барьером для применения экономичных ТМСВ является отсутствие малогабаритных постоянных магнитов, способных создавать магнитное поле напряженностью более 30000 Гаусс.

НИОКТР настоящего проекта должны снять указанные выше барьеры.

6.4. Экспортный потенциал разрабатываемой продукции необычайно высок, т.к. первое успешное применение АСПП и АМП в намеченных регионах (Ростовская область и Краснодарский край), кардинально изменит не только отечественный, но и мировой рынок пожарно-технического вооружения, сформировав новый «атмосферно-азотный сектор».

6.5. Планы рекламы и маркетинга для продвижения продукции

В связи с тем, что ст.26 69-ФЗ «О пожарной безопасности» требует, чтобы СМИ «незамедлительно и на безвозмездной основе публиковали информацию, направленную на обеспечение пожарной безопасности населения» ^[82], то никаких специальных планов рекламы и маркетинга для продвижения продукции проекта не требуется – достаточно снять и «раздать по регионам» видеосюжет об огневых испытаниях АМП и МАСПП.

Тем не менее, в ходе выполнения НИОКТР, помимо публикаций и участия в международных и региональных научных и практических конференциях и инновационных форумах, ООО «Краснодарский компрессорный завод» планирует изготовить по одному экземпляру АМП и МАСПП, чтобы демонстрировать их в ходе указанных мероприятий и на специализированных выставках.

6.6. Стратегия развития продаж продукции.

Если поставить по одной азотной мотопомпе в каждый населенный пункт Краснодарского края и Ростовской области (4000), то потребуется 10 лет при сборке и выпуске по одной АМП в день. В связи с этим, Промышленная Группа «ТЕГАС», куда входит ООО ККЗ, планирует создание своих филиалов по сборке АМП и МАСПП вначале в Ростовской области – в Новочеркасске (при Заводе постоянных магнитов) и в Белой Калитве (при Белокалитвинском металлургическом производственном объединении), а затем во всех регионах России.

6.7. Прогноз продаж до 2021 года

При реализации указанной выше стратегии развития мощностей по сборке АМП и МАСПП, получим следующий прогноз продаж АМП:

2017 - 50 шт. на сумму 80,0 млн. руб.; 2018 - 100 шт. на сумму 150,0 млн. руб.; 2019 - 150 шт. на сумму 250,0 млн. руб.; 2020 - 200 шт. на сумму 300,0 млн. руб.; 2021 - 500 шт. на сумму 1,0 млрд. руб.;

Аналогично по сборке МАСПП, получим следующий прогноз продаж АМП:

2017 - 12 шт. на сумму 25,0 млн. руб.; 2018 - 24 шт. на сумму 50,0 млн. руб.; 2019 - 50 шт. на сумму 100,0 млн. руб.; 2020 - 150 шт. на сумму 400,0 млн. руб.; 2021 - 200 шт. на сумму 500,0 млн. руб.

7. Производственная реализуемость проекта

7.1. Техническая и технологическая реализуемость создания высокотехнологичного производства/внедрения высокой технологии

7.1.1 Обоснование выбора места реализации проекта с точки зрения обеспеченности транспортной, инженерной, социальной инфраструктурами, наличия и состояния производственных площадей, а также других факторов.

ООО «Краснодарский компрессорный завод» располагается в Южном федеральном округе, в котором сосредоточены крупные предприятия - производители продукции машиностроения России. Разрабатываемая высокотехнологичная продукция, помимо «самоходного вывоза», благодаря развитой дорожно-транспортной инфраструктуре, может быть транспортирована заказчику любым видом транспорта, в т. ч. и железнодорожным, что определяет целесообразность размещения производства рядом с таким крупным транспортным узлом, как Краснодар.

Размещение высокотехнологичного производства в непосредственной близости с крупнейшим городом Юга России, имеющим большое число технических ВУЗов и колледжей, позволит эффективно решить проблему кадрового обеспечения.

Наличие существующих производственных площадей около 5000 кв. м., а также более 10,0 тыс. кв. м. территории под развитие, позволяют утверждать, что ООО «Краснодарский компрессорный завод» может успешно решить задачи по освоению и планомерному наращиванию выпуска высокотехнологичной продукции, коей являются средства противопожарной защиты, основанные на сепарации воздуха.

7.1.2 Производственные предпосылки, необходимые для организации выпуска продукции (услуг) с использованием ожидаемых результатов НИОКТР (создание новых производственных объектов/реконструкция существующих/создание новых производственных мощностей на имеющихся площадях, модернизация действующего производства, принятие организационно-технических решений не инвестиционного характера, прочее).

ООО «Краснодарский компрессорный завод» разработал и уже выпускает высокотехнологичную продукцию в области газоразделения, которая пользуется спросом и в России, и за рубежом.

В его структуре функционирует опытное производство, коллектив которого обладает значительным опытом по постановке на производство высокотехнологичной продукции и оборудования общего машиностроения.

ООО «Краснодарский компрессорный завод» обладает достаточными энергетическими и кадровыми ресурсами для организации высокотехнологичного производства.

В тоже время, для развёртывания серийного производства АМП и МАСПП необходимо будет построить новый цех, приобрести металлорежущее и прессовое оборудование, выбор и уточнение характеристик которых будет произведено в ходе выполнения проекта.

7.1.3 Сведения о технологическом, производственном, испытательном и ином оборудовании, а также материальных ресурсах, имеющихся в наличии для организации высокотехнологичного производства.

ООО «Краснодарский Компрессорный завод» располагает сборочными и испытательными цехами, обширным парком металлообрабатывающего оборудования (в том числе обрабатывающие центры). Перечень основного оборудования приведен в таблице.

Для испытаний используются современные приборы неразрушающего контроля, а также необходимая радиоизмерительная техника и контрольно-измерительные приборы.

7.1.4 Наличие опыта в организации высокотехнологичных производств/внедрении высоких технологий.

Использование высоких технологий в производстве продукции и постоянное внедрение новых высоких технологий являются нормальным для деятельности ООО «Краснодарский компрессорный завод», прописанной в его Уставе.

Краснодарский Компрессорный завод более 60 лет занимается решением задач по организации и обеспечению высокотехнологичного производства в области компрессоростроения, а также использует в производстве современные технологии разделения газов, такие как метод короткоцикловой адсорбции и метод газоразделения на половолоконных мембранах.

7.1.5 Обеспеченность квалифицированным персоналом (численность, необходимая структура персонала, соответствие системы оплаты труда).

Как следует из анкеты, численность персонала ООО «Краснодарский компрессорный завод» растет из года в год, как и объем продукции, который он выпускает.

Структура управления предприятием, персонал и система оплаты труда сформированы оптимально, о чем свидетельствует сертификат ИСО-9001 ^[83], копия которого прилагается в дополнительных документах.

7.1.6 Дополнительные условия, необходимые для организации выпуска продукции (услуг) с использованием ожидаемых результатов НИОКТР (развитие инженерной и транспортной инфраструктуры, подготовка и переподготовка кадров, снятие или введение внеэкономических факторов, правовых и социальных ограничений, обуславливаемых характером производства и реализации продукции, расширение сырьевой базы и пр.).

Достаточным условием успешного выпуска АМП и МАСПП, как и всей пожарной техники в стране, по нашему мнению, стало бы возвращение «освобождения её от НДС», которое было упразднено из 69-ФЗ «О пожарной безопасности» при введении Налогового Кодекса РФ ^[82].

7.1.7 Экологические аспекты производства и потребления продукции (услуг) с использованием ожидаемых результатов НИОКТР.

Как это отмечено выше (п.3.1.3), применение сепараторов воздуха не только решит ключевые проблемы пожарной безопасности жизнедеятельности, но и создаст основу, при повсеместном их использовании на транспорте и ТЭЦ, для решения одной из основных экологических проблем – проблемы чистого воздуха в городах и населенных пунктах.

7.1.8 Дополнительные сведения, подтверждающие производственно-техническую реализуемость проекта.

В качестве дополнительных сведений, подтверждающие производственно-техническую реализуемость проекта, можно отметить результаты работ по Договору между ДГТУ и ООО «Краснодарский компрессорный завод» ^[84], которые позволили сформировать и подать совместную заявку на изобретение «Способ предотвращения или обнаружения и тушения торфяных пожаров и установка для реализации способа» ^[85].

7.2. Производственный план проекта

7.2.1. Анализ себестоимости единицы продукции (таблица по годам).

7.2.2. Стоимость НИОКР, проектирования и общая структура распределения инвестиций на НИОКР представлена в плане-графике проекта (форма 7).

7.2.3. Стоимость патентования и сертификации оценивается в 5,0 млн. руб. и будет уточнена в ходе выполнения проекта.

7.2.4. Стоимость строительства и монтажа, а также испытаний и сертификации продукции оценивается в 20,0 млн. руб. и будет уточняться по мере выполнения проекта.

7.2.5. Годовые затраты на выпуск продукции на период до 2021 года можно оценить сложением колонок «сумма» таблицы п.7 2 1.

7.2.6. Оценка рентабельности производства, как это следует из таб. п.7.2.1. составляет около 15%.

7.2.7. Планируемая производственная программа, обеспечивающая требуемую экономическую эффективность проекта и динамика объема производства по годам до 2021 г. представлена в таб.7.2.1.

7.3. План-график работ по созданию высокотехнологичного производства

Состав работ и объемы финансирования создания высокотехнологичного производства/внедрения высокой технологии представлены в форме 7.

Срок завершения работ по организации высокотехнологичного производства/внедрению высокой технологии – не позднее 31 декабря 2016 года.

8. Финансово-экономическое обоснование реализуемости проекта

8.1. Отсутствие рисков субсидирования проекта и надежности источников финансирования проекта подтверждается копиями баланса ООО ККЗ за 2010, 2011, 2012 и 2013 годы.

8.2 Расчеты окупаемости и эффективности проекта.

Планируемая рыночная цена единицы продукции: АМП-ТМСВ – 1,0 млн. руб., МАСПП-ТМСВ-1,5 млн. руб., АМП-ММСВ – 2,0 млн. руб., МАСПП-ММСВ – 3,0 млн.руб.

План финансовых потоков в соответствии с программой выпуска: 2017 г (доходы -27,5 млн.руб., расходы – 23,4 млн.руб.); 2018 г. (доходы -50,0 млн.руб., расходы – 42,5 млн.руб.); 2019 г (доходы -100,0 млн.руб., расходы – 85,0 млн.руб.); 2020 г. (доходы -212,5 млн.руб., расходы – 180,7 млн.руб.); 2021 г. (доходы -500,0 млн.руб., расходы – 425,0 млн.руб.);

Балансовая прибыль, в т. ч. чистая прибыль: 2017 г. – 4,1 млн.руб. (1,4 млн.руб.); 2018 г. – 7,5 млн.руб. (2,5 млн.руб.); 2019 г. – 15,0 млн.руб. (5,0 млн.руб.); 2020 г. – 31,8 млн.руб. (10,6 млн.руб.); 2021 г. – 75,0 млн.руб. (25,0 млн.руб.);

Предполагаемые источники финансирования проекта: из прибыли ООО ККЗ

Фонды и программы, финансирующие проекты данного типа (по возможности): ФЦП Пожарная безопасность.

Использование модели оценки экономической эффективности окупаемости капитальных вложений показало, что проект окупается за счет чистой прибыли к 2021 году, т.е. за 5 лет с момента окончания субсидии.

8.3. Анализ рисков проекта и пути их преодоления.

Основным риском проекта является отсутствие теории и практики локального тушения пожаров газообразным азотом ^[2,28,31], что уже выполняется в рамках Договора № К/2513/09 от 14.01.2013 между ДГТУ и ООО «Краснодарский компрессорный завод», и планируется завершить в НИОКТР настоящего проекта ^[81].

8.4. Социально-экономический эффект проекта .

Как показали проведенные исследования [3-5,20,24,25,27-29], уменьшая время прибытия на пожар при использовании МАСПП в городах и АМП в сельской местности, можно сократить число погибших, в среднем на 10%, а прямой и косвенный материальный ущерб до 50%, т.к. азот в отличие от воды – не повреждает здания, сооружения, оборудование, электроприборы и предметы быта. В стоимостном выражении это составит ориентировочно около 150,0 млрд. руб. ежегодно, если использовать статистику пожаров ^[2], и разработанную методику оценки социально-экономических потерь от пожаров ^[3].

9. Характеристика потенциала влияния проекта на развитие научной кооперации.

9.1. Научно-технический задел, используемый для выполнения НИОКТР при реализации проекта

Сведения, характеризующие научно-технический уровень результатов исследований и разработок, выполненных образовательной организацией высшего образования и/или государственной научной организацией, обеспечивающим успешное выполнение НИОКТР при реализации проекта, включая сведения об охраняемых результатах интеллектуальной деятельности (РИД) по профилю проекта, созданных образовательной организацией высшего образования и/или государственной научной организацией за последние 5 лет.

Сведения о совместных с организацией-инициатором проекта результатах исследований и разработок, которые будут использованы при реализации проекта.

Научные исследования и разработки в ДГТУ ведутся по 8 отраслям науки (физико-математические, биологические, технические, исторические, экономические, философские, педагогические, филологические). Общий объем финансирования проведенных НИР и НИОКР за 2009 - 2013 годы составил 470,3 млн. руб. и возрастает в среднем на 20% в год.

В настоящее время в ДГТУ действует 14 научных школ, реализующих проекты в 15 научных, научно-исследовательских, учебно-научных (учебно-научно-производственных) лабораториях. В составе ведущих научных школ 2 академика, 8 заслуженных деятелей науки, 139 доктора наук, 549 кандидатов наук.

Научно – технический задел, как это следует из вышеизложенного (п.3.2.2), обеспечивающий возможность реализации проекта, определяется многолетней работой Ростовских ученых и специалистов (ДГТУ, РГУ и ИПЛ) в области пожарной безопасности. Так за последние 5 лет в предметной области проекта участниками было выполнено 7 проектов на общую сумму 30,4 млн. руб.

Cведения об охраняемых результатах интеллектуальной деятельности (РИД) по профилю проекта, созданных образовательной организацией высшего образования и государственной научной организацией за последние 5 лет представлены в списке цитируемых источников, а у инициатора проекта размещены на сайте - http://www.kkzav.ru

9.2. Схема управления проектом

9.2.1. Сведения о ДГТУ.

В структуре ООО ККЗ имеется Инжиниринговый центр, возглавляемый к.ф.-м.н. Мальцевым Г.И., который проводит собственные и координирует сторонние НИОКТР, а также выполняет проектно-изыскательские работы, включая интеграцию оборудования проекта и средств управления в корпоративную информационную сеть предприятия.

Инновационная система ДГТУ тесно связана с образовательной и научной деятельностью университета. Специалисты инновационной инфраструктуры ведут научные исследования (83 % работников университета участвуют в НИР), разрабатывают учебные курсы по программам подготовки и повышения квалификации, являются руководителями проектов, дипломных и научных проектов студентов.

Общую организацию и координацию работ по НИОКР осуществляет Управление научных исследований ДГТУ. Структурным подразделением, на базе которого будет выполняться проект, определены факультет «Безопасность жизнедеятельности и инженерная экология» и Институт энергетики и машиностроения ДГТУ.

Кроме того, в ходе выполнения проекта планируется взаимодействовать со следующими структурными подразделениями:

- научно – образовательный центр функциональных градиентных материалов (НОЦ «Материалы»)

- научно – образовательный центр «Структурный анализ и экспертиза материалов» (НОЦ «Экспертиза»)

- научно образовательный центр системной интеграции и высоких технологий (НОЦ СиВТ)

- межкафедральная проблемно – ориентированная лаборатория систем управления на основе промышленных контроллеров;

- учебно – инженерная лаборатория «Камоцци - пневматик»;

Техническую и ресурсную поддержку процесса разработок осуществляют следующие подразделения:

- экспериментально – опытный полигон (промышленный технопарк)

- ресурсный центр робототехники

- южный центр модернизации машиностроения,

на базе и оборудовании которых производится изготовление опытных образцов оборудования. Для выполнения работ в рамках хозрасчетной деятельности в ДГТУ создан ряд хозяйственных обществ, осуществляющих содействие выполнению НИР и НИОКР на хозрасчетной основе:

- производственный участок ЭОП «Металлообработка»;

- производственный участок ЭОП «Окраска»;

- производственный участок ЭОП «Конструкторско-технологический»;

- производственный участок ЭОП «Металлообработка»;

- малое инновационное предприятие «ДГТУ- принт сервис»;

Для привлечения к научно – технической работе студентов организовано студенческое конструкторское бюро (СКБ ДГТУ). В ДГТУ также функционирует Совет молодых ученых, тесно взаимодействующий с региональным советом молодых ученых Ростовской области.

Руководителем проекта со стороны ДГТУ - головного исполнителя НИОКТР является Главный научный сотрудник УНИ ДГТУ, д.т.н., доцент, профессор РАЕ, академик ВАНКБ Белозеров В.В. В состав научно - технического коллектива головного исполнителя будут включены сотрудники кафедры БЖД во главе с зав. кафедрой д.т.н., профессором Месхи Б.Ч.-Ректором ДГТУ и кафедры «Промышленная безопасность», во главе с зав. кафедрой д.т.н., профессором Гапоновым В.Л.-Директором института энергетики и машиностроения ДГТУ, в числе которых 4 доктора наук, 6 кандидатов наук, 4 аспиранта и до 10 студентов, что определяет основное кадровое обеспечение НИОКТР проекта. Большинство членов команды имеет опыт участия в НИР и проектах по разработке технических систем и технологического оборудования, участвовало в качестве руководителей или исполнителей НИР и НИОКТР.

9.2.2. Сведения о ККЗ

Руководителем проекта со стороны организации-инициатора является Генеральный директор ООО «Краснодарский компрессорный завод» к.ф.-м.н. Ворошилов И.В., а ответственным исполнителем технический директор, к.ф.-м.н. Мальцев Г.И. В команду организации-инициатора входит конструкторско-технологический отдел и испытательный центр под руководством Главного конструктора Кошакова А.Ю., а также практически вся производственная структура под руководством зам. генерального директора – Морозова А.В.

Основными характеристиками потенциала проектной команды, привлекаемой к исполнению проекта со стороны организации-инициатора проекта, являются параметры кооперации промышленного предприятия и науки, а именно:

- интеллектуальность деятельности, как наукоёмкость и защищенность выпускаемой продукции плюс оснащенность конструкторско-технологических и производственно-экономических служб предприятия информационно-коммуникационными технологиями (в т.ч. САПР, АСУТП и АСУП), включая участие в научной, образовательной и выставочной деятельности;

- производственно-экономическая динамика, как тренды номенклатуры продукции, услуг и объемов их реализации, а также изменений производственных площадей и энергопотребления;

- структурно-кадровая динамика, как интенсивность структурно-территориального и кадрового развития предприятия, а также изменений количественных. экономических и квалификационных данных персонала;

- социальная динамика, как тренды соотношений частных, публичных и коллективных благ производимых и потребляемых предприятием.

Прилагаемые бухгалтерские балансы предприятия свидетельствуют о высочайших показателях производственно-экономической динамики.

Структура промышленной группы «ТЕГАС», в которую входит ООО «Краснодарский компрессорный завод», как это следует из характеристики инициатора проекта (п.2.1) и сайта компании (http://tegas.ru/), имеет высокую интенсивность структурно-кадровой динамики.

Высокие показатели интеллектуальной деятельности подтверждаются числом публикаций, конференций и выставок, в которых предприятие участвовало (п.п.3.5,4.4,5.4,6.4), включая наличие лицензии на обучение (см. дополнительные документы), а наукоёмкость и защищенность - числом патентов (на изобретения и полезные модели - http://www.kkzav.ru/patenty).

Единственно невысокие показатели имеет социальная динамика предприятия, что может быть объяснено стадией роста основных фондов, т.е. большими объемами вложений в научно-техническое развитие, капитальное строительство и реконструкцию.

9.3. Характеристика ключевых исполнителей НИОКТР

В связи с тем, что все участвующие в проекте организации выполняют части НИОКТР представим по организациям ключевых исполнителей проекта, начиная с головного исполнителя, на чью долю падает 60% объема субсидии.

9.3.1. Руководитель проекта от ДГТУ д.т.н., доцент, профессор РАЕ, академик ВАНКБ Белозерова В.В. опубликовал более 200 научных работ (51 в РИНЦ) в области пожарной безопасности, является лауреатом премии Национальной академии наук пожарной безопасности в 2012 году в номинациях «Изобретение» и «Монография», а также членом редколлегии журнала «Технологии техносферной безопасности», который входит в перечень ВАК,.

Основной коллектив головного исполнителя составляют ученые и специалисты кафедры "Безопасности жизнедеятельности и инженерной экологии" под руководством зав. кафедрой д.т.н., профессора Месхи Б.Ч. – ректора ДГТУ, имеющего более 100 научных публикаций в области промышленной и пожарной безопасности и охраны труда, являющегося Главным редактором журнала «Вестник ДГТУ», который входит в перечень ВАК, возглавляющим диссертационный совет Д208231-02 (ДГТУ), где под его руководством защищены 5 кандидатских и одна докторская диссертации.

В основной коллектив войдут также сотрудники Института энергетики и механизации ДГТУ, кафедры «Промышленная безопасность» в частности, под руководством Директора ИЭМ - зав. кафедрой д.т.н., профессора Гапонова В.Л., имеющего более 150 научных публикаций в области промышленной и пожарной безопасности и охраны труда, являющегося членом редколлегии межвузовского сборника научных трудов «Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда и окружающей среды», члена диссертационного совета Д212.205.01 (ДГТУ).

9.3.2. Ключевыми исполнителями организации-инициатора в настоящем проекте, помимо Генерального директора ООО «Краснодарский компрессорный завод» - к.ф.-м.н., Ворошилова И.В., имеющего более 70 научных публикаций и 40 патентов (на изобретения и полезные модели) в области газоразделения и компрессорной техники (один из авторов патента на мембранную систему с ускоренным запуском, который используется в настоящем проекте), являются:

Прилуцкий А.И. – д.т.н., доцент, научный консультант ТЕГАС, имеет более 150 научных публикаций и патентов, один из ведущих специалистов в области компрессорных и расширительных машин объёмного действия;

Мальцев Г.И. – к.ф.-м.н., технический директор, имеет более 50 научных публикаций и 10 патентов (на изобретения и полезные модели) в области газоразделения, в т. ч. является одним из авторов патента на ММС с ускоренным запуском, который используется в настоящем проекте.

Кошаков А.Ю. – главный конструктор ООО «Краснодарский компрессорный завод», имеет 20 научных публикаций и 9 патентов в области компрессорной техники и мембранных систем газоразделения, в т. ч. является одним из авторов патента на ММС с ускоренным запуском, который используется в настоящем проекте;

Самсонов Д.О. – зам. генерального директора ООО «Краснодарский компрессорный завод» по ИТ, имеет 10 научных публикаций в области АСУП и АСУТП, под руководством которого функционирует САПР «Конструктор» и САПР «Технолог» ООО ККЗ.

9.3.3. Ключевыми исполнителями в настоящем проекте от инновационной инфраструктуры, созданной в рамках программы «СТАРТ-10», помимо Директора ООО «Научный производственно-технологический центр Технические системы» - Плахотникова Ю.Г., радиофизика, имеющего 10 научных публикаций (4 в РИНЦ), в т. ч. 2 авторских свидетельства и 3 заявки на изобретения в предметной области проекта, являются:

Прус Ю.В. – д.ф.-м.н., профессор, директор Научно-образовательного центра «Диагностика материалов» ООО НПТЦ ТС и один из учредителей, имеет более 150 научных публикаций, в числе которых 2 патента РФ и 3 заявки на изобретения в области физики конденсированных сред, пожарной безопасности материалов и автоматизированных систем безопасности, главный редактор Интернет-журнала «Технологии техносферной безопасности», входящего в перечень ВАК, член диссертационного совета Д205.002.01 (при Академии ГПС МЧС России), где под его руководством защищено 3 кандидатских и одна докторская диссертации;

Буйло С.И. – д.ф.-м.н., с.н.с., один из учредителей НПТЦ ТС, имеет около 200 научных публикаций, в числе которых 4 монографии, 3 авторских свидетельства и 3 патента РФ на изобретения в области неразрушающего контроля и диагностики изменений физико-химических свойств твердых, жидких и газообразных сред;

Новакович А.А. – к.ф.-м.н., с.н.с., работает доцентом кафедры теоретической и вычислительной физики ЮФУ, имеет более 100 научных публикаций, один из авторов патента РФ на способ термомагнитной сепарации воздуха, используемого в настоящем проекте;

Босый С.И. – к.т.н., академик Международной оптической академии, заслуженный машиностроитель РФ, один из учредителей НПТЦ, имеет 15 публикаций в области приборостроения, в числе которых 3 патента РФ на изобретения, в т. ч. на способ термомагнитной сепарации воздуха, используемый в настоящем проекте.

Как следует из анкет, все исполнители НИОКТР обеспечены приборами и оборудованием (в том числе научным), необходимыми для выполнения НИОКТР.

9.3.4. Ключевыми исполнителями в настоящем проекте от зарубежной лаборатории, как это следует из прилагаемого протокола намерений, являются сотрудники Донецкого физико-технического института им. А.А. Галкина НАН Украины:

- отдела комплексных исследований в экстремальных условиях под руководством зав. отделом д.ф.-м.н., с.н.с. Таренкова В.Ю.,

- отдела теории магнетизма и фазовых переходов под руководством в.н.с., д.ф.-м.н. Заворотнева Ю.Д.

9.4. Характеристика опыта коммерциализации научно-технических разработок в ВУЗе

ДГТУ является ведущим машиностроительным вузом Юга России, и широко участвует в научно – технических проектах с предприятиями реального сектора экономики. Наиболее прочные научно – производственные связи у ДГТУ сложились со следующими производственными предприятиями - ОАО РВПК «Ростовертол», ОАО «Калужский турбинный завод», ОАО КЗ «Ростсельмаш», ОАО «ТагМЕТ», ОАО ПК «НЭВЗ».

Как правило, опыт внедрения разработок, наиболее перспективным является два направления сотрудничества с организациями реального сектора экономики – внедрение разработок, полученных в ходе выполнения фундаментальных и поисковых НИР, реализуемых при государственной поддержке (в этом случае ВУЗ выступает инициатором работы) и выполнение работ по прямым заказам предприятий, необходимым для постановки на производство новой продукции или поддержании существующего производства.

За последние 6 лет ДГТУ выполнил более 10 проектов в интересах предприятий реального сектора экономики на общую сумму более 10 млн. руб., в т.ч. в с ООО «Краснодарский компрессорный завод» с 2013 года выполняется Договор на сумму 0,5 млн. .руб. по теме проекта: «Исследование способов и средств локального тушения модельных очагов пожара генераторами азота», результаты которого будут использованы в настоящем проекте.

9.5. Характеристика дополнительных работ образовательной организации высшего образования (государственного научного учреждения), направленных на развитие инновационной инфраструктуры, и специализацию учебной и научно-исследовательской деятельности

С 2012 года в Донском государственном техническом университете реализуется программа инновационного развития. Целью Программы развития инновационной инфраструктуры Донского государственного технического университета является создание эффективного инфраструктурного комплекса - Инновационного Интерфейса, формирующего набор правил и средств взаимодействия между основными элементами региональной инновационной системы, и являющегося преобразователем инновационных импульсов в поток инноваций в экономику Юга России. При этом наукоемкость Программы определяется:

• позиционированием приоритетных направлений стратегического развития ДГТУ, базирующихся на научном, образовательном и инновационном потенциале учебно-научно-инновационного комплекса университета;

• постановкой актуальных НИОКТР, основанных на долгосрочных прогнозах развития науки и технологий, реализуемых с помощью развиваемой инновационной инфраструктуры ДГТУ;

• развитой инфраструктурой науки в ДГТУ (16 научных, научно-исследовательских, учебно-научных (учебно-научно-производственных) лабораторий, 2 НИИ, 10 НОЦ, Учебно-опытный полигон (УОП - Агротехнопарк), Экспериментально-опытное производство (ЭОП – Технопарк); 9 базовых кафедр и один базовый факультет совместно с промышленными предприятиями и объединениями региона);

• значительным объемом научно-инновационной деятельности, госбюджетных и хоздоговорных НИОКР;

• достижениями профессорско-преподавательского состава университета по приоритетным направлениям развития: трансдисциплинарные исследования и надотраслевые наукоемкие технологии; информационные телекоммуникационные и когнитивные технологии, интеллектуальные системы; прикладные инженерно-экономические и социогуманитарные технологии (инженерный маркетинг; проектный менеджмент; прикладная социология).

Перспективный объем научно-исследовательских и научно-конструкторских работ, выполняемых в вузе, к 2017 году составит 290 млн. руб. в год, что позволит довести долю средств, полученных за счет выполнения НИОКТР в общих доходах вуза до 26 %. Степень высокотехнологичного оборудования в общем объеме инструментально-приборного парка университета составляет 24 %.

Для достижения указанных целей университет в Программе решает следующие задачи:

- Осуществление технологического форсайта по направлениям развития университета;

- Формирование теоретических и практических основ инфраструктурного комплекса Инновационного Интерфейса;

- Оснащение объектов инновационной инфраструктуры современным оборудованием и программным обеспечением, необходимым для внедрения в реальный сектор экономики результатов научно-технической деятельности университета и его партнеров;

- Развитие объектов региональной инновационной инфраструктуры в необходимой последовательности и динамике;

- Развитие взаимодействия с ведущими российскими и зарубежными исследовательскими коллективами, в том числе и ведущими научными школами страны и мира по направлениям развития университета;

- Развитие взаимодействия с промышленными предприятиями на долгосрочной основе;

- Осуществление правовой охраны и оценки результатов интеллектуальной деятельности, права на которые принадлежат университету;

- Разработка и реализация программ подготовки и повышения квалификации кадров в сфере инновационного менеджмента, малого инновационного предпринимательства, защиты интеллектуальной собственности;

- Разработка учебно-методологического и научно-методического обеспечения субъектов и процессов инновационного предпринимательства;

- Организация стажировок и повышения квалификации в сфере инновационного предпринимательства и трансфера технологий сотрудников, как университета, так и предприятий региональной инновационной инфраструктуры.

- Оказание консалтинговых услуг, с привлечением российских и иностранных экспертов в сфере инноваций.

Инновационный характер Программы обеспечивается:

• разработкой и внедрением принципиально новых подходов к организации региональной инновационной инфраструктуры, основанных на современных идеях в области организации инновационного процесса (формирование инновационного интерфейса ДГТУ);

• созданием инновационных разработок, технологий и продуктов в выбранных приоритетных направлениях развития, рыночно-ориентированных и направленных на модернизацию предприятий высокотехнологичных отраслей экономики;

• увеличением числа «прорывных» инноваций, предлагаемых ДГТУ на высокотехнологичных рынках;

• развитием организаций и структур университета, целевым образом направленных на обеспечение инновационного процесса как непосредственно в университете, так и в регионе;

• подготовкой в инфраструктурном комплексе университета целевым образом инновационно-мотивированных кадров для предприятий региональной инновационной экономики, готовых взять на себя функции модернизации и развития производства;

• применением современных принципов и инструментов управления инновационными проектами.

Следствием реализации программы является модернизация инфраструктуры с целью обеспечения ускоренной динамики инноваций в региональной инновационной системе, развиваемой на базе ДГТУ. На современный и более качественный уровень запланировано вывести:

• механизмы управления научными и инновационными проектами,

• механизмы взаимодействия с бизнес-сообществом и институтами РАН в части эффективной коммерциализации перспективных технологий и разработок;

• механизмы вывода на российские и международные рынки РИД как сотрудников университета, так и привлеченных из научно-образовательного сообщества;

• информационное обеспечение участников регионального инновационного процесса в целом и сотрудников ДГТУ, в частности.

В качестве итогов реализации Программы (2011 – 2017 гг.) представится возможным ежегодно реализовывать до 117 научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ сотрудников вуза и его партнеров, включая гранты и международные контракты на российские и международные высокотехнологичные рынки, создать до 7 новых инновационных проектов, и довести количество охранных документов, подтверждающих права университета и его партнеров на РИД до 330. При этом количество студентов, аспирантов и представителей профессорско-преподавательского состава, участвующих в работе хозяйственных обществ и использующих элементы инновационной инфраструктуры, достигнет 85 - 90 % от общей численности обучающихся и НПР ДГТУ.

9.6. Перспективы сотрудничества организации-инициатора проекта ВУЗом после завершения проекта

Перспективы сотрудничества ООО «Краснодарский компрессорный завод» с ДГТУ связаны с выполнением разработок, касающихся применения сепараторов воздуха в котельных и ТЭЦ, в угольных шахтах и торфяниках, на объектах нефте- и газодобычи.

В частности, планируется разработка подвесной платформы-контейнера, которая будет представлять собой модернизированную контейнерную азотную станцию НДА-10/251 (рис.12), использующую мембранную систему газоразделения воздуха, установленной на платформу, представляющую собой «ресивер-батарею из сопел Лаваля», предназначенных для синхронной и сверхзвуковой подачи сепарированного из воздуха азота в очаг пожара под ней на расстоянии до 50 метров при подвесе её к вертолету Ми-26 Т.

Это может принципиально по-новому решить проблему тушения лесных и степных пожаров.

Рис.11 – Подвесная контейнерная азотная станция НДА-10/251