Резюме проекта, выполняемого в рамках ФЦП
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы» по этапу № 2

Номер Соглашения о предоставлении субсидии: 14.579.21.0031

Тема: «Разработка нового типа экологически чистой технологии производства электроэнергии с использованием тепловых выбросов на газоперекачивающих станциях магистральных газопроводов, химического и металлургического производства с изготовлением, исследованием и испытанием типовых модулей энергетического оборудования»

Приоритетное направление: Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная техника

Критическая технология: Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и использования энергии

Период выполнения: 5.06.2014г. – 31.12.2016г.

Плановое финансирование проекта: 88 500 000 (восемьдесят восемь миллионов пятьсот тысяч) рублей.

Бюджетные средства 43 500 000 (сорок три миллиона пятьсот тысяч) рублей.

Внебюджетные средства 45 000 000 (сорок пять миллионов) рублей.

Исполнитель: Закрытое акционерное общество Научно-производственное внедренческое предприятие «Турбокон».

Индустриальный партнер: ООО «35-й Механический завод»

Ключевые слова: электроэнергия, энергосбережение, теплоутилизатор, расширитель,сепаратор, парогенератор, воздушный конденсатор, типовой модуль.

1. Цель прикладного научного исследования и экспериментальной разработки

Научно-техническая задача состоит в разработке нового типа системы утилизации тепла с использованием воды высокого давления и исследовании типовых модулей энергетического оборудования, входящих в технологию производства электроэнергии.

Разрабатываются и исследуются высокоэффективные элементы схемы:

– теплоутилизатор;

– расширитель в системе сепаратора-парогенератора;

– выхлопной тракт с воздушным конденсатором (ВК);

– контур воды высокого давления (ВВД).

Цель работы:

Разработка, изготовление и исследование типовых модулей энергетического оборудования в обеспечение создания новой экологически чистой технологии производства электроэнергии с использованием тепловых выбросов, обеспечивающей снижение массы и габаритов теплоутилизатора в 4-5 раз и повышение КПД газоперекачивающих установок на 25?30% (относительных).

2. Основные результаты проекта

На 2 этапе выполнены следующие работы:

– разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец модулятеплоутилизатора;

– разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец модуля расширителя в системе сепаратора-парогенератора;

– разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец модулявыхлопного патрубка;

– разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец модуля контура воды высокого давления;

– разработана математическая модель для математического 3D-моделирования тепловых и массообменных процессов в элементах теплоутилизационной установки;

– проведен анализ теплогидравлических процессов в элементах установки на основе математического 3D-моделирования с оптимизацией их конструкции;

– разработана эскизная конструкторская документация на технологическое усовершенствование стенда для исследований экспериментального образца модуля теплоутилизатора;

– разработана эскизная конструкторская документация на стенд для исследований экспериментального образца модуля расширителя в системе сепаратора-парогенератора;

– разработана эскизная конструкторская документация на стенд для исследований экспериментального образца модуля выхлопного патрубка;

– разработана эскизная конструкторская документация на стенд для исследований экспериментального образца модуля контура воды высокого давления;

– разработана эскизная конструкторская документация на технологическое усовершенствование стенда для исследований выхлопного тракта с ВК;

– выполнена поверка контрольно-измерительных приборов и оборудования, ревизия стендового оборудования;

– разработана схема функциональная системы поддержания давления в модуле контура воды высокого давления;

– разработаны, изготовлены и налажены системы регистрации параметров на стенд для исследований экспериментального образца модуля расширителя в системе сепаратора-парогенератора;

– разработаны, изготовлены и налажены системы регистрации параметров на стенд для исследований экспериментального образца модуля теплоутилизатора;

– разработаны, изготовлены и налажены системы регистрации параметров на стенд для исследований экспериментального образца модуля выхлопного патрубка;

– разработаны, изготовлены и налажены системы регистрации параметров на стенд для исследований экспериментального образца модуля контура воды высокого давления;

– разработана методика обработки результатов экспериментальных исследований экспериментального образца модуля расширителя в системе сепаратора-парагенератора;

– разработана методика обработки результатов экспериментальных исследований экспериментального образца модуля теплоутилизатора;

– разработана методика обработки результатов экспериментальных исследований экспериментального образца модуля выхлопного патрубка;

– разработана методика обработки результатов экспериментальных исследований экспериментального образца модуля контура воды высокого давления.

Проведены дополнительные патентные исследования № ТУБН.560072.00.148-15, на основании которых подана заявка на изобретение «Воздушно-конденсационная установка».

По результатам исследований опубликована статья Мильман О.О. д.т.н., профессор, Федоров В.А., д.т.н., профессор, Кондратьев А.В., аспирант, Птахин А.В., «Особенности конденсации пара внутри труб и каналов» в международном журнале «Теплоэнергетика» №4 2015 г.

Проведенные прикладные исследования базируются на новаторских разработках, защищенных патентами на объекты интеллектуальной собственности.

В процессе работы использованы современные методы исследований: математическое 3D-моделирование, компьютерные системы сбора и обработки информации. Научные результаты, полученные на разработанных модулях теплоутилизатора, расширителя в системе сепаратора-парогенератора, выхлопного патрубка, контура воды высокого давления, будут вполне оригинальными в научном плане.

Прикладная направленность исследований позволит использовать их результаты для проектирования натурных элементов экологически чистой технологии производства электроэнергии с использованием тепловых выбросов. Предлагаемая технология позволит обеспечить широкое внедрение установок такого типа в ОАО «Газпром» и создаст серию устройств экологически чистых распределенных источников энергии.

Экспериментальные образцы модуля расширителя в системе сепаратора-парогенератора и контура воды высокого давления не имеют аналогов и разработаны впервые. Методика газодинамического расчета модуля расширителя в системе сепаратора-парогенератора и 3D-моделирования процесса также не имеют аналогов и разработаны впервые.

Финансирование работ производилось за счет средств субсидий – 6,75 млн. руб., за счет привлеченных, собственных средств – 7,8 млн. руб.

Объем выполненных работ соответствует техническому заданию и второму этапу Плана-графика Соглашения о предоставлении субсидий № 14.579.21.0031 от 05.06.2014 г.

3. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки

Изобретение, заявка № 2015116132 от 29.04.2015 г. «Воздушно-конденсационная установка», РФ.

4. Назначение и область применения результатов проекта

Предлагаемые технические решения предназначены для использования на уже существующих и проектируемых газоперекачивающих станциях, а также в металлургических и химических производствах для выработки электроэнергии. Важное преимущество разрабатываемой технологии - существенно меньшие габариты и масса технологического оборудования, возможность его транспортировки и монтажа в полной заводской готовности.

5. Эффекты от внедрения результатов проекта

Создается принципиально новая технология, обеспечивающая общее КПД не менее 42%, диапазон использования которой значительно шире, чем традиционной с котлом-утилизатором.

Экологически чистое производство электроэнергии вытесняет "грязные" технологии с выбросом в окружающую среду продуктов сгорания топлива, что имеет важный социальный эффект, а экономия топлива существенно увеличивает экспортный потенциал России.

Наиболее эффективным будет внедрение результатов работ по проекту в систему ОАО "Газпром", что отражено в «Стратегии развития электроэнергетики ОАО «Газпром». Оно также актуально для химической и металлургической промышленности. Только в ОАО «Газпром» с внедрением проекта может быть создано 5 млн.кВт дополнительных электрогенерирующих мощностей, обеспечив загрузку отечественных энергомашиностроительных заводов на перспективу, сэкономив около 11 млн.тонн условного топлива в год, увеличив экспортный потенциал ОАО "Газпром".

6. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта

Индустриальным партнером ЗАО НПВП «Турбокон» по данному проекту является ООО «Научно-производственное предприятие «35-й Механический завод»– поставщик энергетического оборудования для нужд предприятий нефтегазовой отрасли.

По окончании проекта Индустриальный партнер намерен организовать на своем предприятии выпуск инновационной продукции, созданной в рамках проекта. Предприятие имеет возможность выпускать ежегодно продукции до 2 млрд.руб.

7. Наличие соисполнителей

На втором этапе в 2015 году к работам над проектом привлекались следующие соисполнители:

– Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (Калужский филиал);

– Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ»;

– Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук.

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

Наверх

ЗАО НПВП "Турбокон"
Россия, 248010, г.Калуга, ул.Комсомольская роща, д.43, E-mail: turbocon@kaluga.ru
© 2015-2023г. Все права защищены