Сергієнко Р. В. Розробка і термодинамічний аналіз теплових схем утилізаційних енергоустановок на низькокиплячих робочих тілах для компресорних станцій

Об'єктом дослідження є теплові схеми установок на низькокиплячих робочих тілах (НРТ), які утилізують скидну теплоту. Мета роботи полягає у розробці і обгрунтуванні застосування безводних парогазових технологій утилізації скидної теплоти компресорних станцій для підвищення ефективності роботи газотранспортної системи за рахунок виробництва додаткової електричної чи механічної енергії. Методами дослідження є моделювання, інженерні розрахунки, енергетичний аналіз. Загальні результати роботи: (а) вдосконалено методику термодинамічного розрахунку силового циклу Ренкіна, яка відрізняється від існуючих методик тим, що дозволяє виконувати розрахунки циклу з врахуванням теплофізичних властивостей робочих тіл в умовах обмеженої теплової потужності скидного джерела; (б) запропоновано введення у схему утилізаційної установки підігрівача НРТ стисненим у нагнітачі природним газом, що дозволить збільшити потужність утилізаційної установки; (в) запропоновано схему комбінованої установки з комплексною системою регулювання початкової температури на вході у турбіну і параметрів підігрівача конденсату, що дозволяє збільшити потужність турбіни і вдвічі розширити експлуатаційний діапазон роботи установки на змінних режимах роботи ГТУ; (г) запропоновано і досліджено модифікований комбінований цикл Ренкіна з ізотермічним стисненням робочого тіла, що дозволяє конденсувати його в повітряних конденсаторах при температурах навколишнього середовища; (д) визначено раціональні параметри робочих процесів утилізаційних установок і характеристики теплообмінного обладнання; (ж) розроблено конкретні теплові схеми і рекомендації при проектуванні нових утилізаційних установок, які дають можливість отримання до 30 % додаткової потужності від базової ГТУ; (з) враховано і оцінено вплив гідравлічного опору теплообмінного обладнання утилізатора на потужність базової енергоустановки. Результати виконаних досліджень впроваджені: (а) на ІК "Машекспорт", ПАТ "Вніпітрансгаз" і "Укртрансгаз" при розробці проектів модернізації та реконструкції компресорних станцій магістральних газопроводів (м. Київ); (б) науково-виробничому підприємстві "Машинобудування" у формі методики розрахунку ефективності паросилової частини робочого циклу енергоустановки при її роботі на змінних режимах (м. Дніпропетровськ).