Регистрация / Вход
Прислать материал

14.578.21.0127

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.578.21.0127
Тематическое направление
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого"
Название доклада
Разработка и создание турбогенераторных установок электрической мощностью 1 и 30 кВт, использующих энергию сжатого природного газа газотранспортной системы России
Докладчик
Рассохин Виктор Александрович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Целью работы является разработка и создание нового класса турбогенераторов, использующих энергию сжатого природного газа для выработки электрической энергии для газотранспортной системы России. Экономичность, массогабаритные характеристики и надёжность турбогенераторов должны превышать лучшие аналоги зарубежной и отечественной техники.
Основные задачи: выбор и обоснование режимных параметров, геометрических характеристик и типов турбогенераторов для обеспечения электрической энергией основных составляющих газотранспортной системы России , компрессорные станции (КС), газораспределительные станции (ГПС), газораспределительные пункты (ГРП) и щиты (ГРЩ), внешние потребители (ВП)). Разработка методического обеспечения, проведение вариантных и оптимизационных расчётов, построение схем проточных частей и 3-х мерных моделей, натурной и модельной расширительных турбин и экспериментальных образцов турбогенераторных установок электрической мощностью 1 и 30 кВт. Разработка и создание экспериментально-исследовательской базы, разработка программы и методик испытаний, проведение экспериментальных испытаний экспериментальных расширительных турбин и экспериментальных образцов турбогенераторных установок электрической мощностью 1 и 30 кВт.
Создание турбогенераторов электрической энергии для автономного обеспечения газотранспортной системы, с экономичностью и массогабаритными характеристиками, не имеющими аналогов в зарубежной и отечественной технике, чрезвычайно востребовано, поэтому, выполненные исследования и разработки являются чрезвычайно актуальными, особенно в условиях курса, принятого руководством страны на импортозамещение.
Актуальность и новизна исследования
Устойчивая тенденция снижения надежности электроснабжения от внешних сетей являлась одним из основных факторов при принятии решения в ОАО «Газпром» о развитии собственной энергетической базы на основе применения собственных источников электрической энергии.
В работе предлагается использования энергии сжатого природного газа для выработки электрической энергии в турбогенераторах на нужды газотранспортной системы.
При подаче природного газа конечному потребителю также необходимо снижать давление газа на газораспределительных станциях, компрессорных станциях, газораспределительных пункта и щитах, то есть редуцировать газ от давления в магистральном газопроводе до давления потребителя (0,15…3,0 МПа). При этом по ныне существующей технологии, энергия давления газа также полностью теряется, то есть теряется та энергия, которая была передана газу на предыдущих КС.
Создания турбогенераторов , использующих энергию сжатого газа, позволяет создавать экологически чистые источники, генерирующие электрическую энергию, без сжигания при этом дополнительного топлива. Внедрение результатов работы позволит решить задачи повышения энергоэффективности работы газотранспортной системы, эффективности использования потенциала органических источников тепловой энергии – природного газа. Создание турбогенераторов электрической энергии для автономного обеспечения газотранспортной системы, с экономичностью и массогабаритными характеристиками, не имеющими аналогов в зарубежной и отечественной технике, чрезвычайно актуально.
Описание исследования

Научно-техническими задачами, подлежащими решению в ходе предлагаемой работы, являются:
- проведение аналитического обзора и патентных исследований;
- разработка математических моделей натурной и модельной расширительных турбин и
экспериментального образца турбогенераторной установки электрической мощностью 1 и 30 кВт;
- разработка алгоритма и программы расчета характеристик натурной и модельной
расширительных турбин и экспериментального образца турбогенераторной установки
электрической мощностью 1 и 30 кВт;
- проведение вариантных и оптимизационных расчётов характеристик натурной и модельной
расширительных турбин и экспериментального образца турбогенераторной установки
электрической мощностью 1 и 30 кВт;
- построение схем проточных частей характеристик натурной и модельной расширительных
турбин и экспериментального образца турбогенераторной установки электрической мощностью 1
и 30 кВт;
- разработка 3D моделей натурной и модельной расширительных турбин и экспериментального
образца турбогенераторной установки электрической мощностью 1 и 30 кВт;
- разработка теоретических чертежей натурной и модельной расширительных турбин и
экспериментального образца турбогенераторной установки электрической мощностью 1 и 30 кВт;
- моделирование параметров натурной и модельной расширительных турбин и
экспериментального образца турбогенераторной установки электрической мощностью 1 и 30 кВт
для испытания на воздухе;
- разработка конструкторской документации натурной и модельной расширительных турбин и

экспериментального образца турбогенераторной установки электрической мощностью 1 и 30 кВт;
-изготовление натурной и модельной расширительных турбин и экспериментального образца
турбогенераторной установки электрической мощностью 1 и 30 кВт;
-разработка КД на модернизацию двух экспериментальных стендов для испытаний на воздухе;
-закупка оборудования для модернизации двух стендов;
-выполнение работы по модернизации двух стендов;
- разработка программ и методик испытаний натурной и модельной расширительных турбин и
экспериментального образца турбогенераторной установки электрической мощностью 1 и 30 кВт;
- проведение экспериментальных испытаний натурной и модельной расширительных турбин и
экспериментального образца турбогенераторной установки электрической мощностью 1 и 30 кВт;
-обработка результатов испытаний экспериментальных образцов натурной и модельной
расширительных турбин и экспериментального образца турбогенераторной установки
электрической мощностью 1 и 30 кВт
-корректировка математической модели натурной и модельной расширительных турбин и
экспериментального образца турбогенераторной установки электрической мощностью 1 и 30 кВт.

Результаты исследования

2.1 Была разработана эскизная конструкторская документация натурной расширительной турбины турбогенератора электрической мощностью 1 кВт.

2.2 Была разработана эскизная конструкторская документация натурной расширительной турбины турбогенератора электрической мощностью 30 кВт.

2.3 Проведены расчеты геометрических и режимных параметров экспериментального образца расширительной турбины турбогенератора электрической мощностью 1 кВт для проведения исследовательских испытаний на воздухе.

2.4  Проведены расчеты геометрических и режимных параметров экспериментального образца расширительной турбины турбогенератора электрической мощностью 30 кВт для проведения исследовательских испытаний на воздухе.

2.5 Разработана 3-х мерная модель экспериментального образца расширительной турбины турбогенераторной установки электрической мощностью 1 кВт для исследовательских испытаний на воздухе.

2.6 Разработана 3-х мерная модель экспериментального образца расширительной турбины турбогенераторной установки электрической мощностью 30 кВт для исследовательских испытаний на воздухе.

2.7 Разработана эскизная конструкторская документация экспериментального образца расширительной турбины турбогенераторной установки электрической мощностью 1 кВт.

2.8 Разработана эскизная конструкторская документация экспериментального образца расширительной турбины турбогенераторной установки электрической мощностью 30 кВт.

2.9 Разработана эскизная конструкторская документация и выполнен монтаж модернизированного экспериментального стенда ТДГ-1.0
для исследовательских испытаний экспериментального образца расширительной турбины турбогенераторной установки мощностью 1 кВт на воздухе.

2.10 Разработана эскизная конструкторская документация и выполнен монтаж модернизированного экспериментального стенда ЭУ-20
для исследовательских испытаний экспериментального образца расширительной турбины турбогенераторной установки мощностью 30 кВт на воздухе.

2.11 Закуплено и смонтировано оборудование для модернизации системы управления и измерения экспериментальных стендов для исследовательских испытаний экспериментальных образцов расширительных турбин турбогенераторных установок мощностью 1 и 30 кВт на воздухе: ЭУ -20 и ТДГ-1.0.

Практическая значимость исследования
Созданные экспериментальные модели и экспериментальные стенды для их исследования позволят получить достоверные характеристики экспериментальных образцов турбогенераторных установок электрической мощностью 1 и 30 кВт и создать научно-техническую основу для их широкого внедрения.
Постер

постер 2016.ppt