Паротурбинные технологии

Создание высокоэффективной паровой турбины для технологий переработки жидких и твердых органических отходов при производстве энергии для малой распределенной энергетики

В соответствии с требованиями задания в рамках государственного соглашения о предоставлении субсидии с Минобрнауки России мы публикуем результаты работ на каждом этапе календарного плана.

Результаты 1 этапа

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 27 октября 2015г. № 14.579.21.0123 по теме: «Создание высокоэффективной паровой турбины для технологий переработки жидких и твердых органических отходов при производстве энергии для малой распределенной энергетики» с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 1 в период с 27 октября 2015 г. по 31 декабря 2015 г. выполнялись следующие работы:

За счет субсидии

Проведена сравнительная оценка и определен оптимальный вариант направления исследований проектирования высокоэффективной паровой турбины на основе анализа состояния исследуемой проблемы.

Разработана принципиальная тепловая схема проточной части турбины.

Произведен расчет и выбор конструктивного типа турбины.

За счет софинансирования из внебюджетных источников:

Разработана технологическая схема использования различных источников тепла для разрабатываемой турбины.

Выполнен расчет и выбор парогенерирующей установки для турбины.

Выполнен расчет  диапазона рабочих параметров турбины.

 Результаты

1. Проведенный аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему развития паровых турбин малой мощности. Установлено, что в настоящее время является актуальной проблема развития научной базы создания высокоэффективной паровой турбины малой мощности. В этом направлении известен ряд работ отечественных и зарубежных авторов. Определены тенденции развития конструкции турбины. Так же в результате аналитического обзора определено, что паровых турбин малой мощности работающих на сверхкритических параметрах свежего пара нет.
2. Проведен обзор и анализ существующих технических решений получения пара на основе метода гидротермальной деструкции жидких и твердых органических топлив. Выявлено, что гидротермальная деструкция – это эффективный процесс, позволяющий переработать любое топливо во вторичные энергоносители, высокоэнергетические парогазовые смеси. В результате протекания реакции гидротермальной деструкции на выходе образуется высокоэнергетическая парогазовая смесь со сверхкритическими параметрами (давления до 25 МПа и температуры до 560 ºС). Полученную парогазовую смесь в дальнейшем можно использовать как рабочее тело для паротурбинных генераторов.
3. Произведен расчет и разработана принципиальная тепловая схема проточной части турбины. В результате проведенного расчета была выбрана конструкция проточной части трехступенчатой турбины. Это позволит максимально эффективно использовать номинальные параметры свежего пара и обеспечить выработку 250 кВт электрической мощности.
4. Выполнен расчет конструктивного типа турбины. В результате проведения расчета конструктивного типа турбины, была выбрана активная трехступенчатая осевая турбина.
5. Выполнен расчет определения диапазона параметров рабочего тела и параметров турбины.

Графики полученных результатов

 Рисунок 1 — Процесс расширения пара в активной 3-х ступенчатой турбине в h-s-координатах

 Рисунок 2 — График зависимости изменения мощности, диаметра турбины, температуры, внутреннего КПД от частоты вращения

 Рисунок 3 — График зависимости изменения мощности, температуры, относительного внутреннего и лопаточного КПД от частоты вращения при диаметре ступени 280 мм

Рубрика: Текущие НИР и ОКР