.

Водородная энергетика объединяет комплекс технологий производства, транспортировки, аккумулирования и использования универсального вторичного энергоносителя — водорода. Энергетическое использование водорода формируется из возможностей экологически чистого получения электроэнергии и длительного хранения без потерь, в том числе крупномасштабного. Вопросы, связанные с потреблением водорода как перспективного экологически чистого и универсального энергоносителя и аккумулятора энергии в различных отраслях народного хозяйства, были сформулированы в начале 70-х годов прошлого столетия после первого нефтяного топливного кризиса. Стало очевидно, что необходима разработка новых, оптимальных с экологической точки зрения энергетических технологий, основанных на использовании возобновляемых энергоисточников, атомной энергии, угля и универсальных экологически чистых энергоносителей, дающих возможность заменить невозобновляемые энергоресурсы по мере их истощения и удорожания. Водород в качестве вторичного энергоносителя раскрывает свой потенциал в глобальной стратегии устойчивого энергетического развития в 21-м веке, которая противостоит вызовам необратимого изменения климата, неустойчивого производства нефти и усиливающегося загрязнения окружающей среды. Водород может играть ключевую роль в магистральных перевозках автомобильным и железнодорожным транспортом, в прибрежном и международном судоходстве, в авиационных перевозках, а также в долгосрочном и сезонном хранении электроэнергии в сетях, опирающиеся в основном на локальные возобновляемые источники энергии и местное сырье. Решающим звеном коммерциализации технологий водородного топлива в России на текущем этапе является формирование экономически эффективных водородно-транспортно-энергетических комплексов, в том числе в составе электрогенерирующих объектов.

Для решения задачи повышения эффективности и надёжности твёрдотопливной генерации в России необходимо решить ряд главных проблем: обеспечение экологической безопасности, экспортно-ориентированный характер угольной отрасли, низкие показатели надёжности, экономичности, высокие выбросы NOx , SO2 действующего устаревшего оборудования. В современных условиях указанные проблемы во многих случаях могут быть в комплексе решены при использовании сравнительно малозатратных методов в случае использовании высокореакционных углей, которые в то же время обладают повышенной взрывоопасностью (угли 3 и 4 группы взрываемости). По этой причине в настоящее время на большом количестве пылеугольных ТЭС (в основном Сибири, а также Урала) происходит глобальный переход на сжигание высокореакционных взрывоопасных кузнецких каменных углей марок Д, Г, ГД. В представленной статье проведён анализ методов и технологий обеспечения взрывопожаробезопасности систем подготовки топлива к сжиганию на пылеугольных ТЭС при переходе на эти виды топлив, так как большинство этих ТЭС в проектном исполнении были рассчитаны на взрывобезопасные виды углей (Т, 1СС, АШ). Разработан ряд дополнительных рекомендаций к действующим «правилам взрывобезопасности» по объёму блокировок, защит и регулирования пылесистем, учитывающих специфику технологических схем и эксплуатации большого количества указанных ТЭС; представлен ряд конструктивных решений по оборудованию, обеспечивающих повышение взрывобезопасности их пылеприготовительных установок. Для систем подготовки мелкодробленого топлива (5–15 мм), перспективных для Российской энергетики котельных установок с циркулирующим кипящим слоем, и использования сушильных установок на ТЭС для обеспечения дробления поступающего на ТЭС рядового топлива высокой влажности, предложен ряд мероприятий, повышающих пожаробезопасность таких установок.

Транспортировка теплоносителя в системах теплоснабжения является областью со значительным потенциалом энергосбережения, который может быть достигнут за счет применения термогидравлического распределителя (ТГР). ТГР конструктивно представляет собой вертикальную перемычку большого диаметра, которая имеет малое гидравлическое сопротивление относительно сопротивлений подключенных к нему контуров. Совместная установка ТГР и насосов с частотно-регулируемым приводом (ЧРП) позволяет снизить или полностью устранить потери электрической мощности при дросселировании избыточного напора в системах теплоснабжения. Это приводит к уменьшению давления в тепловых сетях, что положительно сказывается на надежности эксплуатации трубопроводов. Однако возможности дальнейшего рационального применения ТГР в системах централизованного теплоснабжения ограничиваются недостаточным количеством теоретических и экспериментальных исследований. В статье представлены результаты экспериментальных исследований режимов работы ТГР. Были проверены и подтверждены уже известные особенности работы ТГР, а также обнаружены новые закономерности при работе ТГР в перепускном и смесительном режимах, при различных типах подключения первичного контура — при работе с конденсационным и неконденсационным котлом. Предложены упрощенные модели для описания перепускного и смесительного режимов работы ТГР. С помощью модели перепускного режима можно оценить температуру в обратном патрубке первичного контура с погрешностью не более 1%, а с помощью модели смесительного режима можно находить значения температур в подающих патрубках вторичных контуров с погрешностью не более 2%.

Результаты исследований могут быть использованы для дальнейшего совершенствования на основе ТГР как традиционных систем теплоснабжения, так и перспективных (низкотемпературных низконапорных систем теплоснабжения). 

Впервые в практике натурных исследований в районе плотины Чиркейской ГЭС применялся метод дипольного электрического зондирования. Целью являлось исследование геодинамических процессов в массиве горных пород, расположенных в бортах высотной плотины для разработки новых методов контроля опасных геологических процессов природного и техногенного характера. Основанием для изучения деформационных процессов в большом объеме правого берега плотины послужили результаты электрического зондирования пород небольшой четырехэлектродной установкой в скважине за период 2010–2015 гг., которые показали, что изменение уровня водохранилища вызывает сезонную деформацию пород. Применение дипольного зондирования позволяет существенно увеличить размеры исследуемого объекта. Объем зондируемых пород правого берега плотины составляет 6×106 м3, т. е. в 2000 раз увеличился по сравнению с четырехэлектродной установкой в скважине. Особенностью применяемой аппаратуры является непрерывность и высокая точность измерений кажущегося сопротивления массива, которая позволяет регистрировать происходящие в нем динамические процессы. Результаты наблюдений методом дипольного зондирования за небольшой период 2018 г. позволяют сделать вывод о техногенном воздействии гидроагрегатов Чиркейской ГЭС на напряженно-деформированное состояние скальных пород, прилегающих к правому борту плотины. Для отдельных периодов наблюдений обнаружены вариации кажущегося сопротивления большой амплитуды, позволяющие предположить, что исследуемый массив находится в условиях неустойчивого равновесия, т. е. время от времени по имеющимся трещинам происходят сдвиги. Триггерами подвижек могут являться пуски гидроагрегатов. Подвижки по крупным тектоническим трещинам скального массива в районе правого борта плотины могут привести к обвальным процессам и раскрытию трещин в приконтактной зоне с плотиной. Метод непрерывного дипольного электрического зондирования может найти практическое применение для мониторинга опасных геологических процессов в районах ГЭС.

Рассмотрена модифицированная схема теплоснабжения жилых зданий с зависимым присоединением к наружным теплосетям, обеспечивающая надежность теплоподачи и необходимую комфортность в помещениях за счет подмешивания части воды после подогревателей горячего водоснабжения (ГВС) при наружной температуре, превышающей точку излома температурного графика. Проанализированы основные уравнения, описывающие зависимость температуры воды в подающей магистрали от температуры наружного воздуха, и выполнен обзор возможных способов регулирования теплоподачи и предотвращения «перетопов» вблизи начала и конца отопительного периода с учетом требований действующих нормативных документов Российской Федерации. Проведены расчеты, позволяющие определить требуемую долю в смеси для расхода воды после подогревателей ГВС в условиях применения рассматриваемой схемы присоединения зданий к теплосети. Дан анализ полученных результатов и сделаны выводы относительно целесообразности применения рассматриваемой схемы. Установлено, что с энергетической точки зрения подмешивание воды после подогревателей ГВС в рассчитанном количестве позволит обеспечить надежность теплоснабжения основной группы жилых зданий и безопасность жизнедеятельности людей при высоких температурах наружного воздуха. Показано, что при этом значение доли воды в смеси тем больше, чем выше текущая наружная температура, причем соответствующая зависимость близка к линейной, а ее числовые коэффициенты связаны только с расчетной температурой наружного воздуха в районе строительства для холодного периода года. Отмечено, что внедрение предлагаемой схемы возможно с минимальной реконструкцией существующих узлов и сооружений без значительных капитальных затрат, а также дает общесистемный эффект в виде повышения выработки электроэнергии в ТЭЦ на тепловом потреблении.

Рассматриваются проблемы и обсуждаются результаты численного моделирования топочных процессов бытовых теплогенерирующих устройств. Конструкции бытовых генераторов, предназначенных для размещения непосредственно в помещениях, в последние десятилетия стремятся создавать все более и более компактными, что повышает коммерческую привлекательность продукции, но ведет к снижению размеров топки и ухудшению условий развития в нем факела. На основе методов вычислительной гидродинамики проведено исследование топочных процессов в теплогенераторах Unimat UT-L18 «Bosch», «FEG» Beata 2 и Vitodens 100- W «Viessmann». Рассмотрено горение смесей метана с воздухом и кислородом. Разработаны геометрические модели топок, соответствующие их конструктивным особенностям. Определены необходимые граничные условия процессов сжигания газового топлива, представлены температурные, скоростные и концентрационные поля в них. Уделено особое внимание получению физически адекватных распределений аэродинамических и теплотехнических характеристик пламенной зоны для каждой из составленных моделей. Теплотехническая и аэродинамическая корректность численных расчетов являются необходимым условием адекватности расчетов окисления метана. Очевидно, без этого принципиально невозможно обсуждение совершенства топочных процессов в исследованных аппаратах, а в данном случае имеет дополнительное значение, так как взаимодействие реагирующих компонентов рассчитывается по одностадийной схеме окисления. Поэтому продукты химического недожога отсутствуют, а полноту использования топлива можно установить только по концентрациям исходных и конечных реагентов. По результатам расчетов с подтвержденной корректностью выполнено сопоставление полноты завершения процесса окисления горючих компонентов топливовоздушной смеси в топках, различающихся между собой степенью стесненности факела. Созданные модели обеспечили возможность количественного анализа работы топочных и горелочных устройств данных теплогенераторов. Оценка совершенства топочных и горелочных устройств, произведенная на основе полученных результатов, позволит использовать в проектах систем децентрализованного и индивидуального теплоснабжения зданий наиболее совершенные типы теплогенераторов с повышенной эффективностью.

Статья посвящена актуальной проблеме повышения качества и надежности рабочих лопаток паровых турбин. Это вызвано тем, что количество отказов рабочих лопаток находится в пределах от 20 до 60% всех отказов паровых турбин, находящихся в эксплуатации. В дополнение к существующему методу контроля качества рабочих лопаток паровых турбин, предлагается ввести разработанный метод контроля стабильности параметров и уровня надежности рабочих лопаток при их изготовлении и испытаниях. Подробно описаны методы контроля качества рабочих лопаток в процессе их изготовления и испытаний по существующей нормативной документации. В дополнение к нормативной документации разработана форма 1 «Перечень дефектов, неисправностей и отказов, выявленных при изготовлении и испытаниях» и форма 2 «Карта контроля стабильности параметров». Представлены расчетные формулы для оценки стабильности параметров технологических процессов и уровня надежности. Разработана методика определения предельного отклонения параметров и границ регулирования по заданным допускам. Приведен пример контроля стабильности частоты собственных колебаний рабочих лопаток. Представленная методика реализована на предприятиях промышленности специального назначения. В целях сбора статистической информации на заводе-изготовителе на каждый комплект рабочих лопаток оформляется внутренний паспорт, который разрабатывается предприятием-изготовителем и в который заносятся сведения о сертификате материала, результаты контроля, проведенного в процессе изготовления и испытаний с указанием отклонений от чертежа, технических условий при испытаниях, описание технологического процесса термообработки заготовок и т. п.

.

.

.

.