Регистрация / Вход
Прислать материал

Универсальная энергетическая установка с турбодетандером

Сведения об участнике
ФИО
Гурьев Эжен Евгеньевич
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования национальный исследовательский университет «Московский авиационный институт»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Машиностроение. Энергетика
Раздел области наук
Альтернативная и возобновляемая энергетика
Тема
Универсальная энергетическая установка с турбодетандером
Резюме
Проект, посвященный актуальной задаче – разработке универсальной энергетической установки с турбодетандером , выполнен на высоком техническом уровне.
Интересной является часть, где рассмотрен вопрос обоснования выбора типа турбины для турбодетандера и описание использование турбодетандеров на ГРС для выработки электроэнергии.

Следует отметить проведенный самостоятельно анализ мировых аналогов, сравнение характеристик и заключение вывода о целесообразности их применения.

Полученные результаты могут быть использованы при разработке энергетической установки с турбодетандером.

Научный руководитель — доцент, к.т.н. Зинчук А.А. МАИ, каф. 203
Ключевые слова
Энергетика, газ, тебодетандер, турбина, сопло, теплообменник, метан, ГРС, газопровод, дроссели, экология, экономия, универсальность.
Цели и задачи
Подобные работы полностью отвечают необходимости реализации федерального закона от 23.11.2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности…»
Введение

В настоящей работе представляются результаты расчетов и предварительного конструкторского поиска облика универсальной турбодетандерной установки  (УТДУ). Установка, работая на магистральном природном газе, не затрачивая  его, должна обеспечивать получение электроэнергии.

При подготовке работы был выполнен краткий обзор публикаций, в которых содержаться сведения по разработке и промышленной эксплуатации некоторых типов установок, вырабатывающих  дополнительную электроэнергию. При выполнении теоретических и расчетных исследований,  использовались современные методики по теории и проектированию турбин, работающих на природных газах или продуктах сгорания  углеводородных топлив. 

Методы и материалы

 

1) Проанализирована ситуация в россии и за рубежем.

2) Продумана концепция и схеме установки

3) Произведены многочисленные расчеты

Основные параметры рассчитаны по методике Б.В. Овсянников, Б.И. Боровкий "Теория и расчет агрегатов питания жидкостных ракетных двигателей". Издательство "Машинострение" Москва 1971 г..

Прочносные в программе Solid Works 

Описание и обсуждение результатов

Опубликованные прогнозы свидетельствуют, что к 2030 году потребление газа в мире может удвоиться, а межрегиональные поставки утроиться. В России за 20 лет планируется увеличение добычи природного газа на 27 %, и общий объем добываемого газа будет достигать 750 млрд. куб. м в год. Доля природного газа в мировом топливно-энергетическом комплексе, как ожидается, в первой половине XXI века возрастет до 30 %, а в России к 2017 году составит 58 %. Для решения проблемы энергосбережения в транспортных системах все шире используются системы утилизации энергии, одной из которых является турбодетандер.

В настоящей работе представляются результаты расчетов и предварительного конструкторского поиска облика универсальной турбодетандерной установки (УТДУ). Установка, работая на магистральном природном газе, не затрачивая его, должна обеспечивать получение электроэнергии.

При подготовке научной работы был выполнен краткий обзор публикаций, в которых содержаться сведения по разработке и промышленной эксплуатации некоторых типов установок, вырабатывающих дополнительную электроэнергию. При выполнении теоретических и расчетных исследований, использовались современные методики по теории и проектированию турбин, работающих на природных газах или продуктах сгорания углеводородных топлив. Конструкторские проработки выполнялись, в основном, ориентируясь на типовые конструкторские решения, применяемые в ракетной технике.

В данной работе описывается использование турбодетандерной установки в газовой промышленности, её преимущества, а также требование к участку ГРС. Описаны принципиальные схемы зарубежных и отечественных турбодетандеров и турбопривода.

  1. Проведены расчетные и конструкторские работы по созданию турбодетандерной установки для понижения давления магистрального природного газа с одновременной выработкой электроэнергии.
  2. Описано использование и преимущество турбодетандерной установки в газовой промышленности, а также требование к участку ГРС
  3. Анализируются принципиальные схемы зарубежных и отечественных турбодетендоров и турбоприводов.
  4. Разработана технологическая схема универсальной турбодетандерной установки без подогрева природного газа.
  5. Проведено расчетное исследование по обоснованию применения осевой активной турбины в качестве силового агрегата для вращения электрогенератора переменного тока.
  6. Разработана конструктивная схема универсальной турбодетандерной установки с активной турбиной эффективной мощности от 50 до 600 кВт.
  7. Для некоторых основных деталей турбопривода рассмотрены варианты изготовления различными методами и из различных материалов. Для экспериментальной модели диск активной турбины рекомендуется изготавливать из алюминиевого сплава методом механической обработки.
  8.  Проведены расчеты на прочность диска.
  9.  Результаты работы докладывались на двух научно-технических конференциях.

          

Используемые источники
1. Н.Н. Быков, О.Н. Емин. Выбор параметров и расчет маломощных турбин для привода агрегатов. М. «Машиностроение», 135.
2. Е.Н.Беляев, В.К.Чванов, В.В.Черваков. Математическое моделлирование рабочего процесса ЖРД.М. Изд. МАИ 1999г., 126.
3 Б.В. Овсянников, Б.И. Боровской Теория и расчет агрегатов питания жидкостных ракетных двигателей, «Мащиностроение», М., 1971, 540
4. Е.Ю. Марчуков, И.И. Онищик и др. Испытания и обеспечение надежности авиационных двигателей и энергетических установок, МАИ, 2004
5. А. Прерис Solid Works 2005/2006, Учебный курс, «Питер», 2006, 527
6. А.А. Алямовский Solid Works (Cosmos Works), ДМК, 2004, 431

Information about the project
Surname Name
Guryev Eugène
Project title
Universal power plant with turbo expander
Summary of the project
Development of a universal power plant with turbo expander
Keywords
Energy, gas, tebodetander, turbine nozzle, a heat exchanger, methane, gas pipeline, chokes, ecology, economy, versatility.