Исследователи из Пермского Политеха (входит в НОЦ «Рациональное недропользование») предложили новый способ управления газотурбинными установками (ГТУ) в нефтегазовой отрасли, который может сократить выбросы угарного газа, повысить срок службы оборудования и экономичность его работы.
Основной причиной выбросов угарного газа и несгоревших углеводородов при работе турбин является низкая полнота сгорания топлива в газотурбинных двигателях. От этих характеристик зависит экономичность установки. Проблема особенно актуальна в зимний сезон.
В отличие от других попыток решить эту задачу, разработка ученых из Пермского Политеха предложили предполагает подогрев топливного газа с замерами выделения вредных веществ. При этом расходные и конструктивные характеристики камеры сгорания не меняются.
– Сейчас для увеличения полноты сгорания измененяют температуры или количества воздуха, который подают в горючую смесь. Но они могут привести к нежелательным последствиям, например, к снижению эффективности газотурбинной установки и уменьшению ресурса ее «горячей части», – рассказывает один из разработчиков, старший преподаватель кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» Пермского Политеха Олег Матюнин.
Подогрев воздуха, как делали ранее, требует крупногабаритных теплообменных аппаратов. Они не всегда удобны в использовании. Ученые предложили повышать температуру топливного газа перед его подачей в камеру сгорания. Из-за небольших расходов топливного газа можно будет использовать теплообменный аппарат меньших размеров. Разработчики провели эксперименты в лаборатории горения кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» Пермского Политеха. Они провели испытания без подогрева топлива и с увеличением температуры до максимально возможной для оборудования величины, а затем сравнили результаты.
– Нам удалось установить, что внешний подогрев топливного газа влияет на выбросы угарного газа, при этом газодинамические характеристики горения остаются практически без изменений. В этом случае можно использовать упрощенную по конструкции камеру сгорания, – поясняет доцент кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» Пермского Политеха, кандидат технических наук Николай Бачев.
По мнению ученых, разработка будет полезна для внедрения на предприятиях нефтегазовой промышленности. Новый способ управления газотурбинными установками подойдет для наземных систем открытого, замкнутого и комбинированного типа.
Результаты исследования ученые опубликовали в журнале Problemele energeticii regionale (Problems of the Regional Energetics). Сейчас исследователи находятся в поисках финансирования проекта.
