отзыв_офф_оппонента_сухих_а_а (1024724)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ОТЗЫВ официального оппонента, доктора технических наук, профессора Сухих Андрея Анатольевича на диссертационную работу Семенова Виктора Юрьевича на тему: «Разработка и исследование высокоэффективных малотоннажных установок сжижения природного газа», представленную к защите на заседании диссертационного Совета Д 212.141.16 при Московском государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.04.03 — Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения.

На отзыв представлена докторская диссертация общим объемом ЗЗО страниц основного текста, автореферат объемом 32 страницы. 1. Актуальность темы диссертационной работы В настоящее время все более широкое применение находит производство и использование СПГ (сжиженного природного газа) в малотоннажном масштабе. Интерес к этому обусловлен следующими факторами: необходимостью газоснабжения населенных пунктов и объектов промышленности, удаленных от магистральных газопроводов, что особенно актуально для периферийных районов РФ; использованием СПГ в качестве моторного топлива для: тяжелой карьерной техники, железнодорожного транспорта, сельскохозяйственной техники; водного транспорта; необходимостью сглаживания пиков потребления газа (так называемые реал-зЬеайпд установки); возможностью коммерциализации ранее не востребованного газа малодебитных скважин или месторождений газа с низким содержанием углеводородов (биогаз, шахтный и попутный газ).

Данная тенденция начала проявляться относительно недавно (в США в 90-е годы ХХ века, КНР и РФ в 2000-2010 гг.). Тем не менее, на мировом рынке представлено многообразие конкурентных технологий сжижения ПГ, которое можно классифицировать по способам охлаждения и использованию рабочего тела в процессах производства СПГ. Важным фактором является также учет требований к качеству конечного продукта, на которое существенное влияние оказывает исходный состав ПГ. Поэтому при выборе способов сжижения и на этапе непосредственного проектирования актуально и необходимо применение достоверных методов для оценки и прогнозирования термодинамической эффективности установок малотоннажного производства СПГ. В этой связи диссертационная работа Семенова Виктора Юрьевича па тему: «Разработка и исследование высокоэффективных малотоннажных установок сжижения природного газа» безусловно, актуальна.

2. Научная новизна исследования Представленная на отзыв работа имеет методологическую, технологическую и практическую новизну: апробирована методика энтропийно-статистического анализа термодинамической эффективности и распределения затрат энергии в узлах малотоннажных установок СПГ; - выполнен анализ распределения энергетических потерь в основных существующих и перспективных технологиях малотонна>кного сжижения природного газа. Определено влияние состава исходного газа на термодинамическую эффективность установок СПГ с дроссельным и дроссельно-эжекторным циклом Линде-Хэмпсона; - экспериментальным и расчетным путем показано, что с уменьшением минимальной работы ожижения снижается величина термодинамической эффективности установок СПГ при принятых среднестатистических значениях КПД «машинного» оборудования; - модифицирована схема Линде-Хэмпсона.

Произведена замена дросселя на дроссель-эжектор, что позволило уменьшить затраты на генерацию энтропии в этом узле на 25',4 и снизить удельные затраты на электроэнергию на 12 7о4 на опытна-промышленной установке впервые получены опытные данные о распределении энергетических потерь в ее основных узлах и на основе этих данных произведено сопоставление расчетных и реальных данных о термодинамической эффективности; - расчетным и опытным путем подтверждено, что при характерной для Московского региона концентрации азота в ПГ 0,5 — 1'.4 и совмещении производства СПГ с заправкой автотранспорта сжатым газом, схема технологии высокого давления с дроссель-эжектором становится наиболее эффективной; впервые в мире разработан роторный волновой криогенератор, реализующий принцип волнового энергообмена в области криогенных температур расширяемого газа.

Определены термобарические и расходные характеристики РВКГ с энергообменными каналами постоянного сечения; - на основе метода «распада-разрыва» академика РАН С.К. Годунова разработана математическая модель процесса энергообмена в каналах роторного волнового криодетандера ( РВКГ) учитывающая свойства реального газа (метана); экспериментально показана возможность улучшения рабочих характеристик РВКГ.

3. Научная ценность исследования С позиции современного уровня научных знаний к числу наиболее значимых научных результатов диссертанта следует отнести выявленную зависимость термодинамической эффективности установок СПГ от минимальной работы ожи>кения при принятых среднестатистических значениях КПД «машинного» оборудования и разработанную и экспериментально подтвержденную математическую модель процессов в РВКГ.

4. Практическая ценность исследования - создана методика исследования термодинамической эффективности малотоннажных установок сжижения природного газа. На конкретных примерах показаны возможности расчета распределения затрат энергии по узлам установки с целью внесения корректив уже на стадии проектирования; - разработана и внедрена оригинальная, защищенная патентами РФ, схема цикла высокого давления с предварительным охлаждением на уровне 233 К и дроссель-эжектором; исследовано влияние содержания неконденсирующихся примесей в исходном составе природного газа на термодинамическою эффективность цикла высокого давления с предварительным охлаждением на уровне 233 К.

Определен диапазон концентраций азота в исходном газе, при котором предложенный дроссель-эжекторный цикл высокого давления оказывается эффективнее дроссельного; на основании расчетов, согласно представленной в работе математической модели, разработана конструкция и создан опытный образец РВКГ; разработан и создан экспериментальный стенд, на котором экспериментальным путем выявлены направления повышения эффективности РВКГ и подтверждена устойчивая работа РВКГ в двухфазной области ПГ и в условиях загрязненности примесями (вода, масло, тяжелые углеводороды); разработана оригинальная, защищенная патентом РФ, схема цикла установки среднего давления, использующей РВКГ в качестве источника холода.

Реализация данной схемы позволит уменьшить капитальные затраты на создание ожижителя примерно на 20-25 ',4; — на основании полученных в работе результатов предложена схема установки сжижения природного газа, работающей по циклу высокого давления с предварительным охлаждением на уровне 203 К. Результаты работы нашли внедрение в установках сжижения природного газа, серийно выпускаемых ПАО «Криогенмаш» на экспорт, в учебных процессах кафедры «Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования и жизнеобеспечения» МГТУ им.

Н.Э. Баумана и кафедры «Низких температур» МЭИ. Создание установки на АГНКС №1 в и. Развилка Московской области позволило после 30 летнего перерыва возобновить производство СПГ в Московском регионе и развивать инфраструктуру его потребления. Важным практическим результатом работы является разработка и создание автором криогенной топливной системы газотурбовоза ГТУ-1. 5. Обоснованность и достоверность научных положений диссертационной работы В рамках текста диссертации наблюдается логическая последовательность и необходимость каждого из представленных разделов пяти глав.

Цель работы, приоритетные задачи исследования вытекают из проведенного литературного обзора. Выводы по работе основываются па поставленных задачах и на результатах описанных исследований. Результаты работы адекватны поставленной цели исследования, которая заключается в разработке и создании высокоэффективных установок сжижения природного газа на основе развития методов исследования термодинамической эффективности, анализе и обобщении результатов аналитических и экспериментальных исследований. Достоверность результатов обеспечена использованием современных методов моделирования и совпадением результатов расчетных и экспериментальных исследований. 6.Оценка содержания диссертационного исследования Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы и приложений.

Общий объем работы 330 страниц, включая 246 страниц основного текста, содержащего 132 рисунка, 23 таблицы. Список литературы включает 185 наименований на 22 страницах. Во введении обоснована актуальность работы, изложены цель и задачи исследования, сформулированы научная новизна и практическая ценность работы. Также представлены основное содержание работы и результаты теоретического и прикладного характера, выносимые на защиту. Первая глава носит характер обзора существующих информационных источников. В данной главе соискателем приведено описание и анализ существующих технологий сжижения природного газа и классифицированы циклы ожижения, используемые в малотоннажном масштабе. Автором показано, что все существующее многообразие технологий можно классифицировать по способу получения холода и виду рабочего тела следующим образом: циклы высокого давления с дросселированием и предварительным охлаждением, циклы, использующие смешанный хладагент (СХА), турбодетандерные циклы с внешним азотным охлаждением и дросселированием и турбодетандерные циклы, использующие ПГ в качестве хладагента.

Доминирующим (по количеству функционирующих в мире мини-заводов) является процесс с одним внешним холодильным циклом на СХА. Проведенный анализ установил, что определяющими факторами при выборе технологии являются низкие капитальные затраты, надежность, простота обслуживания, модульность, максимально возможное использование стандартного оборудования. При этом в подавляющем большинстве случаев, эффективность процесса ожижения ПГ определяется только величиной удельных затрат электроэнергии.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации