Выполнено исследование особенностей транспорта электрической энергии в системах электроснабжения филиала ПАО «Россети Волга» – «Оренбургэнерго» за период 2020 – 2023 гг. Рассмотрена структура компании, дана характеристика основных элементов исследуемых электрических сетей, произведена оценка баланса по передаче электрической энергии в сети и из сетей компании. На основе опубликованной в открытой печати информации произведена аналитическая оценка уровня аварийности в электрических сетях компании по месяцам каждого года исследуемого периода. Рассмотрено влияние сезонной составляющей на количество аварийных ситуаций за исследуемый период. Оценены последствия аварийных отключений в виде величины недоотпущенной электрической энергии потребителям. На основе предложенной классификации произведен анализ интенсивности отказов, установлено процентное соотношение отказов различной интенсивности. На основе данных за первое полугодие 2020 и 2023 гг. произведен подробный анализ основных причин повреждаемости элементов электрических сетей. Установлено процентное соотношение количества отказов по наиболее характерным причинам к общему количеству отключений за исследуемый период. Выполнено сравнение полученных данных по причинам возникновения аварийных отключений с аналогичными показателями в электрических сетях других филиалов ПАО «Россети Волга». При проведении исследования использованы общенаучные методы, а также методы численного анализа. Визуализация полученных результатов анализа представлена на основе использования технических возможностей графического редактора MATLAB. Полученные результаты исследования могут представлять интерес для руководителей электросетевых компаний, а также научных работников и инженеров, занимающихся исследованиями в области надежности электроснабжения при передачи электрической энергии по воздушным линиям электропередачи.

Рассматриваются общие вопросы обеспечения вибронадежности паровых турбин, различные факторы способные вызывать повышенную вибрацию турбоагрегатов: конструктивные, технологические, эксплуатационные. Особый интерес вызывают скрытые факторы, которые можно обнаружить только аналитически, исследуя сложную систему турбоагрегат – фундамент – основание (ТФО). Например, могут быть обнаружены повышенные напряжения в конструкции и соответственно зоны вероятного развития трещин из-за сейсмических просадок опор или высоких вибраций. Такие дефекты могут быть предметом изучения так называемой предиктивной аналитики. Показано, что обеспечение вибронадежности требует системного подхода. Из множества причин вибрации всегда необходимо найти наиглавнейшие первичные причины. Сформулированы требования по обеспечению надежности на разных стадиях создания и эксплуатации турбоагрегата. Приведена диаграмма устойчивости турбоагрегата. В ней границы устойчивости впервые представлены как функции от основного параметра: расхода рабочего тела через турбоагрегат. Показано, что требования к фундаментам в РД 34 15.078-91 на сегодня устарели и не отвечают современным представлениям о надежности турбоагрегата. Перечислены основные дефекты сборки валопровода и сформулированы основные требования к сборке роторов по полумуфтам. Сформулирована необходимость в обработке вкладышей подшипников на станке для создания цилиндрической поверхности расточки и не рекомендуется для этой цели шабрение поверхности. Впервые указано о необходимости шлифовки торцов полумуфт после их деформации в результате затяжки болтов до половины предела текучести, так как после выемки болтов на торцах полумуфт выявляются остаточные деформации, которые препятствуют качественной спаровке полумуфт.

Атомная отрасль является одной из важнейших для обеспечения энергетической безопасности и экономического развития страны, а значит и ведущей. Между тем, в настоящее время она переживает поистине сложный период из-за международных санкций. Среди очень серьёзных вызовов — практически полная потеря доступа к технологиям и сотрудничества с традиционными партнёрами. Взамен государство разработало различные программы поддержки и стимулирует развитие отечественных технологий.
Важнейшими мерами поддержки стали программы импортозамещения и инновационные разработки. Высокотехнологичные решения начинают создавать сами компании по примеру «Росатома». Важное направление — малые модульные реакторы, позволяющие решить вопрос энергоснабжения отдаленных территорий и повышения независимости энергетической инфраструктуры.
Государство предоставляет налоговые льготы и субсидии на приобретение инновационных технологий, включая цифровые решения и искусственный интеллект, что повышает управленческую эффективность и сокращает расходы атомных электростанций. Международное сотрудничество с Китаем, Индией и Турцией укрепляет позиции России на мировом ядерном рынке. Несмотря на санкции, страна продолжает расширять свое влияние в секторе атомной энергетики. Строительство атомных станций в Турции и Бангладеш подтверждает экспортный потенциал отрасли.
Развитие атомной отрасли России будет зависеть от способности внедрять инновационные технологии, продолжать международное сотрудничество и адаптироваться к санкционным вызовам. Государственная поддержка играет важную роль в создании условий для технологической независимости, модернизации отрасли и укрепления её конкурентоспособности на мировом рынке.

Радиолокационное зондирование — система для экспериментального исследования разнообразных физических объектов и сред, широко используемая как в объектах большой дальности (например, в дистанционном зондировании Земли, атмосферы и космических объектов), так и в объектах малой дальности: в средствах неразрушающего контроля, медицинской диагностики и т. д. Принцип действия основан на эффекте Доплера. Он позволяет фиксировать перемещение участков поверхности в интервале скоростей от нескольких нанометров в секунду до околозвуковых, с регистрацией частотного спектра колебаний. Главные достоинства метода — бесконтактный невозмущающий характер измерений, их непрерывность, позволяющая проводить диагностику в реальном времени, высокая потенциальная точность, а также возможность определения внутренней структуры объектов и сред, прозрачных для зондирующего излучения. Разработанный ООО «ВтБИС» на основе системы измерительный комплекс позволяет определить положение лопаток относительно друг друга в работающей турбине при частоте вращения до 15000 оборотов в минуту, что позволяет измерять частоты собственных колебаний лопаток турбин и амплитуд вынужденных колебаний лопаток, а также измерение амплитудно-частотных характеристик вынужденных колебаний лопатки, колеблющейся во внешнем переменном магнитном поле. Работоспособность и надежность такой измерительной аппаратуры подтверждается экспериментальными данными. Это дает возможность для применения его в качестве инструмента исследования состояния лопаточного аппарата в системах измерения зазоров или для дискретно-фазового метода с целью повышения эффективности его работы.

Традиционная технология изготовления закрытых рабочих колес центробежных компрессоров характеризуется как многоэтапный процесс, включающий в себя закрепление лопаток на рабочем колесе и приварку покрывающего диска к лопаткам. Несмотря на большой опыт традиционных методов изготовления, включающих в себя лазерную сварку, переход к использованию технологии аддитивного производства дает значительные преимущества: получение конструкции закрытого рабочего колеса как единой детали, где нет никаких соединений и мала вероятность наличия дефектов. Рассмотрено напряженное и деформированное состояние закрытого рабочего колеса центробежного компрессора при высоком числе оборотов (60400 об/мин). Для прочностного расчета рабочего колеса была построена трехмерная модель и выполнен прочностной анализ. Расчеты выполнялись в пакете ANSYS Workbench 2019. В результате расчетов было определено расположение области максимальной концентрации напряжений. Указанные области расположены на расстоянии 30…40% длины лопаток и в области входных кромок сплитеров. В областях концентрации напряжений учитывалась пластичность материала колеса. Были заданы основные механические свойства аддитивных материалов, используемых для рабочего колеса — нержавеющей стали марки 316, алюминиевого сплава AlSi10Mg, титанового сплава Ti-6Al-4V, мартенситной стали 17-4PH. Выполненные расчеты показали, что титановой сплав Ti-6Al-4V наилучшим образом удовлетворяет как прочностным, так и технологическим требованиям. Проведенный анализ позволил подобрать материал для вращающихся компонентов высокооборотной турбомашины.

С каждым годом все большее внимание уделяется использованию нетрадиционных и возобновляемых источников энергии для теплоснабжения. Перспективными источниками теплоснабжения являются парокомпрессионные тепловые насосы, для которых в качестве низкопотенциальных источников тепла используются грунт, атмосферный воздух, грунтовые воды, вентиляционные выбросы и др. В силу своей легкодоступности воздух является одним из наиболее распространенных источников теплоты для таких установок. Эффективность работы воздушных тепловых насосов существенно зависит от климатических условий, и на практике их применяют совместно с дополнительным источником энергии. В исследовании на примере системы теплоснабжения жилого дома для различных климатических условий России выполнена оценка эффективности работы такой комбинированной системы. Коэффициент трансформации теплового насоса рассматривается как основной показатель эффективности его работы. Нагрузка на систему отопления для каждого региона определялась методом теплового баланса. В ходе исследования были использованы значения коэффициентов трансформации тепловых насосов, полученные в результате испытаний. Установлено, что среднегодовой коэффициент трансформации теплового насоса для рассматриваемых климатических условий находится в диапазоне от 1,76 до 1,98 при работе системы теплоснабжения с температурным графиком 80/60 и эффективно функционирует при данном температурном графике до температуры наружного воздуха, не ниже – 16°С, при более низких температурах нагрузка покрывается за счет дополнительного источника. Кроме этого, рассчитаны годовые затраты энергии для работы системы теплоснабжения, определено распределение данной составляющей между тепловым насосом (48% – 97,6%) и дополнительным источником. Целесообразность использования тепловых насосов в негазифицированных районах определяется тарифом на электроэнергию.

Рассмотрен вопрос применения смешения мазута с водой, т. е. эмульгоравание. Эмульгированное топливо типа «вода мазут» является перспективным альтернативным топливом, вызывая вскипание воды при высокой температуре, что может улучшить распыление топливного спрея. Процесс нагрева и испарения капли эмульгированного топлива зависит от диффузии и коалесценции мельчайших частиц воды в мазуте, которые происходят во время нагревания. Представлена модель, которая позволяет учесть процесс диффузии воды в каплях эмульгированных топлив, а также физические свойства всей среды. Модель учитывает эти важные физические явления и предлагает эффективный способ расчёта соотношения компонентов эмульсии. Она предназначена для описания нагрева и испарения капель эмульгированного топлива, такого как «вода-мазут». Процесс коалесценции воды упрощается тем, что диспергированные капли воды мгновенно объединяются в одну единственную водную субкаплю в центре капли мазута. В процессе расчёта учитываются доли содержания каждого компонента, помимо горения углеродной части мазута необходимо принять во внимание тепловыделение водяных паров, выделение водорода, диссоциацию воды и тепловой эффект от горения водорода. Эти процессы происходят в тех же соотношениях, что и в водомазутной эмульсии. Для решения поставленных задач выбран модуль ANSYS CFX, который позволяет моделировать химические реакции и процессы горения, связанные с течением жидкости. Это даст возможность детально изучить происходящие явления и определить оптимальные параметры водомазутной эмульсии, что позволит повысить эффективность работы. На основе предложенной модели проанализирован процесс горения в топочном объеме от содержания воды в эмульгированном топливе.

Рассматриваются возможности снижения энерго- и материалоемкости городских систем снабжения жилых, общественных и производственных объектов тепловой и электрической энергией, газом. Показано, что это непосредственно способствует решению глобальных задач, связанных с сохранением приемлемого климата на планете. Пока основная доля энергогенерации осуществляется за счет органического топлива, повышение энергоэффективности городских систем энергоснабжения на 3% будет равносильно 1% декарбонизации производства. Одними из крупногабаритных и материалоемких устройств, используемых в производственных процессах энергогенерации, газораспределения, на предприятиях химической, пищевой промышленности, ряде других предприятий городского хозяйства, являются комплексные воздухоочистительные устройства (КВОУ). В последние десятилетия в связи с наполнением рынка России множеством разновидностей фильтров зарубежных компаний создавались конструкции КВОУ с пористыми фильтрами на обеих ступенях очистки, а циклонные ступени были искусственно перемещены в категорию устаревшей и несовершенной технологии. Показано, что ступени циклонирования в КВОУ имеют достаточный потенциал совершенствования эффективности очистки и позволяют существенно сократить габариты и материалоемкость воздухоочистных систем. Предложен комбинированный (2d – 3d) метод численного исследования блоков циклонных элементов, упрощающий процесс исследования и снижающий его ресурсозатратность. Создана и испытана численная модель циклонного элемента с фильтрующей вставкой, показывающая возможность достижения воздухоочистными устройствами такого типа классов очистки E7 и выше.

Представлена коммуникационная модель интеграции блокчейн-технологии в российскую энергетическую систему, учитывающая сдерживающие факторы, ограничения для развития блокчейна, правовую среду, а также отечественный и зарубежный опыт. Модель направлена на улучшение управления ресурсами, повышение безопасности и эффективности в энергетике и создание преимуществ для всех заинтересованных сторон. В основе модели лежат принципы PR концепции интегрированных стратегических коммуникаций (ИСК), что обеспечивает комплексный подход к взаимодействию с различными группами интересов и эффективному решению проблем, возникающих при внедрении новых технологий в энергетическую отрасль.

В ходе исследования был проведен анализ теоретических источников и практического опыта российских и зарубежных компаний, использующих блокчейн в энергетике. Особое внимание уделено анализу коммуникаций ПАО «Газпром нефть» по треку блокчейн-технологии в различных проектах.

Результаты исследования могут быть использованы для улучшения репутации и оптимизации процессов в российских энергетических компаниях, а также для внедрения инноваций государственными структурами. Разработка коммуникационной модели интеграции блокчейна с учетом отраслевой специфики и принципов ИСК открывает перспективы для дальнейших исследований и практических шагов в энергетической сфере.