Резюме проекта, выполняемого в рамках ФЦП
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы» по этапу № 1

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: 90 (девяносто) млн. руб.

Бюджетные средства 45 (сорок пять) млн. руб.,

Внебюджетные средства 45 (сорок пять) млн. руб.

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

Индустриальный партнер: ООО «35-й Механический завод»

Ключевые слова: электроэнергия, энергосбережение, перекачка природного газа, теплоутили-затор, расширитель, 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 1 этапе выполнены следующие работы:

– проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ, изучено 37 источников за период 2009–2013 гг.;

– выполнены патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96;

– проведен выбор и обоснование направления исследований, принципиальных научно-технических решений по созданию модулей, входящих в технологию производства электроэнергии с использованием тепловых выбросов на газоперекачивающих станциях, химических и металлургических производствах;

– выполнены оценка и сопоставление принципиальных схем и параметров теплоутилизационной установки с сепаратором-парогенератором и воздушным конденсатором (ВК);

– обоснован выбор оптимальных вариантов схемы и оборудования для разработки технологии производства электроэнергии с использованием тепловых выбросов на газоперекачивающих станциях, химических и металлургических производствах;

– проведен анализ и расчет процессов сепарации и вскипания жидкости в расширителе в системе сепаратора-парогенератора;

– выполнен расчет процессов течения и теплообмена в контуре воды высокого давления;

– выполнен расчет течения газа в межтрубном пространстве теплоутилизатора;

– рассчитаны процессы течения смеси конденсата и пара в воздушном конденсаторе;

– разработана оптимальная компоновка теплоутилизационного комплекса;

– проведено математическое 3D моделирование тепловых и массообменных процессов в расши-рителе в системе сепаратора-парогенератора;

– обследованы и испытаны геотермальные энергоустановки с сепараторами-парогенераторами и воздушными конденсаторами Верхне-Мутновской ГеоЭС, и определены фактические характеристики оборудования и выработаны рекомендации по улучшению характеристик разрабатываемых модулей энергетического оборудования;

– обследована и испытана теплоутилизационная установка на КС «Чаплыгин» и проведен сравни-тельный анализ фактических характеристик с расчетными;

– проработаны возможные варианты исполнения теплоутилизатора, расширителя в системе сепаратора-парогенератора, выхлопного патрубка и контура воды высокого давления;

– разработаны частные технические задания на создание стендов для исследований экспериментальных образцов модулей расширителя в системе сепаратора-парогенератора, выхлопного патрубка, контура воды высокого давления;

– разработаны частные технические задания на технологическое усовершенствование стендов для исследований выхлопного тракта с ВК и экспериментального образца модуля теплоутилизатора;

– приобретено оборудование, измерительная аппаратура, материалы и комплектующие для изготовления стенда для исследований модуля расширителя в системе сепаратора-парогенератора;

– приобретено оборудование, измерительная аппаратура, материалы и комплектующие для изготовления стенда для исследований модуля выхлопного патрубка;

– приобретены материалы и комплектующие для изготовления стенда для исследований модуля контура воды высокого давления;

– приобретены материалы для технологического усовершенствования стендов для исследований выхлопного тракта с воздушным конденсатором и модуля теплоутилизатора;

– приобретены материалы и комплектующие на создание модулей теплоутилизатора, расширителя в системе сепаратора-парогенератора, выхлопного патрубка и контура воды высокого давления;

– выполнено обобщение опыта эксплуатации оборудования на электростанциях и утилизационных установках (Верхне-Мутновской ГеоЭС, КС «Чаплыгин» и др.) с целью учета особенностей их работы при расчетах и проектировании аналогичных установок.

По результатам исследований опубликована статья Леонтьев А.И., академик РАН, Мильман О.О., д.т.н., профессор «Гидравлическое сопротивление при течении конденсирующегося пара в трубах» в международном журнале «Теплофизика и аэромеханика», №6 (том 21, стр.795-798), 2014 год.

На этом этапе проводились подготовительные мероприятия с уникальной научной установкой – опытно-натурным образцам секции ВКУ для использования его в последующих исследованиях.

Мероприятия по популяризации результатов проекта:

1) В октябре 2014 года исполнители работ по данному Соглашению принято участие в Шес-той Российской национальной конференции по теплообмену (РНКТ-6), где были представлены доклады, отражающие промежуточные результаты проекта.

В ноябре 2014 года на Всероссийской конференции XXXI «Сибирский теплофизический се-минар» руководитель работ по проекту – Мильман О.О., д.т.н., профессор – представил пленарный доклад на тему: «Особенности работы теплообменных аппаратов с конденсацией пара внутри труб», отражающий предварительные результаты проекта.

Также в ноябре молодые участники проекта на XIII Всероссийской школе-конференции молодых ученых с международным участием «Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики», выступили с докладами, отражающими предварительные результаты работ по проекту.

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

На данном этапе охраноспособных результатов интеллектуальной деятельности (РИД) не получено.

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 при существенно меньших, по сравнению с классическими утилизаторами, капиталовложениях, а также значительном уменьшении вредных выбросов в окружающую среду. Важное преимущество разрабатываемой технологии - существенно меньшие габариты и масса технологического оборудования, возможность его транспортировки и монтажа в полной заводской готовности. Это касается прежде всего компактного теплоутилизатора, который замещает котел-утилизатор со сложной схемой системы управления.

5. Эффекты от внедрения результатов проекта

Создается принципиально новая технология, диапазон использования которой значительно шире, чем традиционной с котлом-утилизатором благодаря меньшей массе и габаритам и, следовательно, меньшей стоимости.

Экологически чистое производство электроэнергии вытесняет "грязные" технологии с выбросом в окружающую среду продуктов сгорания топлива, что имеет важный социальный эффект. Кроме того, экономия топлива (природного газа) 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 при этом загрузку отечественных энергомашиностроительных заводов на перспективу, привлечь в отрасль около 200 млрд.руб., сэкономить около 11 млн.тонн условного топлива в год, увеличить экспортный потенциал ОАО "Газпром".

6. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта

На данном этапе коммерциализация результатов проекта не проводится.

7. Наличие соисполнителей

В 2014 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 профессионального образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ»;

– Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского»;

– Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "35-й Механический завод" (индустриальный партнер).

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
© 2015-2024г. Все права защищены