0742-2-opreview (Безлопаточные центробежные ступени для турбодетандеров малой мощности)

официального ошюнен щ кл.п. Лыком Алексем Викторовича о диссертационной работе Смирнова Максима Викторовича «Везлонаточные центробежньге ступени длн турбодегяндеров малой мощиоетнн, прслсгавлениой на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности — 05.04.12 — ИТурбомашнны и комбинированные установки».

Па рассмотрение (отзыв) представлены: -;нгссер ~ апня. изложенная на 161 стр. н содержащая?5 рис.. 15 табл. и список литсра~уры из 111 позиций; - ав горсферат. изложенный на 18 стр, Аь|уяльносзь работы. Использование вторичных энергетических ресурсов на объскгах единой ~ азотранспортной системы 1ЕСГ) России является одной из важнейших задачеЙ. Россия Ооладает ~амоЙ крупной газотранспортной системой в мире.

Протяженное~к ГС! России сос гавляет 171,2 тыс. км и включает 250 газоперекачнвакнцих компрессорных сзапцнй, а установленная мощность газоперекачивающих агрегатов составляет 46,2 ГВт, Транспортирование газа по системе магистральных газопроводов осущестгщяется под высоким давлением От 5,4 до 10 МПа. На процесс сжатия газа затрачивается значительное количество энергии. В среднем от 6 до 7'Ъ транспортируемого газа расходуется на работу газоперекачивающих агрегатов. Конечные потребители используют газ давлений в диапазоне от 0,11 до 3,0 МПа.

При этом давление газа последователыю снижается на газораспределительных станциях, газораспределнтельных пунктах и газораспрсделительных щитах. Происходит последовательное дросселирсеанне газа от давления в магистральном газопроводе до давления конечного потребителя, а полезная работа при агом не производится н потенциальная энергия газа высокого давления безвозвратно утрачивается. В гоже время потенциальная энергия газа может быгь использована для выработки электроэнергии с помощью детандер-генераторных сирс~ а 1ов ЯГА)„новы~лая таким Ооразом эффективность всей газотранспортноЙ системы.

Однако .гсхннчсские, экономические сложности, возникающие прн создании и эксплуагацин подобных установок с лопаточнымн турбомащннамн и долгие сроки их ОкупаемОстн серьезно препятствуют их широкому прнменени10. Автор предлагает варианты применения бсзлопаточных турбомашнн с низкой нх стоимостью и производственной доступностью. Таким образом, тема представленной диссертационной работы нвляетев весьма В~~Ш~НВИ. Во введении представлено обоснование актуальности темы диссертационной работы.

сформулированы цель и задачи работы„представлены основные положения выносимые на защиту. научная н практическая ценность. В первой главе обоснована актуальность применения ДГА малой мощности. Выполнена оценка мирового потенциала утилизации давления газа на объектах газораспределительных систем. Определено распределение потенциалов генерируемой мощнОсти ИО газораспределитсльным сзанциям. характе1зное для всех систем газораспределения.

Показана востребованность ДГА малой мощности. Выделены основные факторы. ограничивающие развитие и внедрение ДГА. Представлены схемы по интеграции ДГА малой мощности в системы нетрадиционной и возобновляемой энергетики. Проведен анализ различных типов безлопаточных гурбин 1ЦбРТ). Определена предпочтительная конструкция ДГА. Во второй пиве представлено описание разработанной методики расчетного исследования и предварительного определения геометрических н режимных параметров установки ЦбРТ.

Определен подход к разработке одномерной геометрической модели ЦбРТ. Разработана методика численного моделирования ЦбРТ н проведена ес валидация. В третъей главе проведена численная апробация применения 1)бРТ в составе ДГА. Получены характеристики 116Р1 и описаны их особенности. Для выбора возможных направлений совершенствования Цбр!' проведен анализ основных источников потерь. Предзюжеиы мероприятия по увеличению эффектишюстн ЦбРТ. В чегвертой главе проведена численная апробация осевого диффузора для ЦбРТ.

Описаны факторы, оказывающие влияние на эффективность диффузора. Предложены несколько вариантов диффуюров и выбрана оптимальная конструкция для Цбр'1'. Проведен обзор конструкций и параметров современных контактных уплотнений. Обоснована целесообразность применения бесконтактного ступенчатого лабиринтного типа уплотнений в Цбр!. В заключении представлены основные выводы н результаты проведенной работы. Паз*чная нввизна работы заключается в следующем; 1. Впервые системггизирована информацги по потенциалу генерации электрической энергии на ДГЛ в газотранспортных системах разных стран.

Обоснована актуальность применения ДГА малой мощности. Систематизированы современные решения по интеграции ДГА в системы с возобновляемыми источниками энергии для организации подогрева газа, 2. Предложена безлопаточная центробежно-реактивная турбина, превосходящая по эффективности все известные на текущий момент типы безлопаточиых турбин при их применении в ДГЛ, и обладающая приемлемыми эксплуатационными характе1)нстиками.

3. Разработаны и валидированы одномерная н трехмерная расчетные модели центробежно-реактивной турбины с учетом термодинамических параметров реально~ о газа. 4. Впервые проведена апробация пспользоваиия центробежно-реактивной турбины в составе ДГА пупам численного эксперимента. 5. Предложены и обоснованы мероприятия по совершенствованию центробежно- реактивных турбин направленные на повышение их эффективности прн работе в составе ДГЛ. Тев гическяя и и актическая значимость абптш. Внесен су!пественный вклад в систематизацию информации по перспективиостп применения ДГА малой мощности в газо гранспортных системах. Разработаны инженерные методики выбора геометрических и режимных параметров ЦбРТ для ДГЛ, одномерная математическая модель ЦбР1 с учетом термодннамических свойс гв реального газа.

Мего ы нссле овации. Работа проведена с использованием математического и численно-экспериментальных мегодов исследования. дщум ущр~д ~ а~~ 1. Проведении обзора и систематизации информации по потенциалу генерации электрической энергии па ДГА и целесообразным источникам подогрева газа для ДГА малой мощности. 2. Обосновании предпочтительно~о конструктивного облика ДГА и типа применяемой турбины. 3.

Создании и валидации одномсршэй и.грехмерной моделей расчета турбины ДГЛ. 4. Проведении апробации предложенной безлопаточной турбины в ДГЛ путем проведения численного эксперимента. 5. Разработке и обосновании мероприятий по дальнейшему совершенствованию исследований ращпиритсльиой машины. ' остпве ность и обоснованность иол ченных езкльтатнв обеспечена и~польз~ванием в процессе выполнения работы апробв1эованного численного эксперимента„ показавшего удовлетворительную точность и сходимость с 1эсзультатамн физических экспериментов. Ап оба пи )аботь) и из блина) ип. Выносимые на защиту положения диссертации опубликованы в 5 рецензируемых журналах, включенных в перечень ВАК РФ и индексируемых в ВСОР!. 8 и доложены ца 4 отечественных и международных конференциях.

По работе нмеютеи следующие воп осы и замечании: 1. В тексте диссертации встречаю)тся неточности и о))сч))тки. 2. Какие примеси в составе транспортируемого Газа оказывают эрозионное воздейсз вие на злемеиты Цбр'1', каковы методы борьбы с данным явленнем7 3. Какие по мисник) автора на))равчения по лалы)ейц)ему соверщенствованию Д1 Л наиболее актуссп.,ны7 4.

Какова ориентировочная стоимость и каков период окупаемости ДГЛ7 5. Возможно ли провести количественную оценку переменных режимов ДГЛ в зависимости от меняющихся в течении Года давления и расхода Гране)!ОртируемоГО Ггс)ау 6.

Для какого )аза построена 1-в диаграмма представленная на рисунке 1.4 в диссертации7 7. !'де на рисунке 1.7 в диссертации отображен топливный злемент7 8, Из текста диссертации не ясно существук)т ли реализованные проекты на основе рассматриваемой автором схемы с применением тепловою насоса7 9, Проводилась ли автором оценка ресурса ДГА. если да, то каковы ее результаты7 10. Оправдано ли применение суперкластерной ЭВМ для расчета течения потока через ступень турбодетандера в данной работе' ? 11. Каково количество конечных злементов в модели ДГЛ разработанной автором.

каковь) количество рассмотренных режимов и среднее время счета одного режима' ) 12. Планируется ли автором проведение модещ ного экспериме)кта оптимального вариан)'а ПОРТ, ес)! и да. То Гле и КОГда: Лыков Алексей Викторович Официальный оппонент. кандидат технических наук. инженер-конь-груктор 1 категории ПЛО «Силовые маапиныв, ЛМЗ, СКБ «Турбина» Адрес: Россия, 195009, Санкт-Петербург, ул.

Ва'Гутина дЗ, Лит, Л Раб. телефон: (812! 326-75-62 В-п)а!1: ! у!сок а)~Я~'вр1).ро~еег-п) г Подпись раоотинкй заверя)о Началы)нк отдела администрирования персонала Отмеченные замечания пс снижают качество исследований и не влияют на главные теоретические и практические результаты диссертации. Работа выполнена на современном научно-техническом и методическом уровне, Все основные результаты соответствуют современным физическим и техническим представлениям, и их следует признать правильными. Лвтореферат соответствует содержанщо диссертации.

Основные результаты диссерпщии опубликованы в рецензируемых журналах ВАК РФ. Диссертация Смирнова Максима Внкторови Га выполненная на тему: «Ьезлонаточные центробежные ступени длп турбодетандеров чалой мо)пноетп», является законченной квалификационной работой, полностью соответствует требованиям ВАК. ))редьявляемым к кандидатским диссертациям, а ее авто заел )кивает и пс * енпп вченой степени кан и,ата техппчеекнм паз)п по специальности 05.04.12 — «Турбомашнны н комбинированные турбоустановкив. .