1. Национальный исследовательский университет
«МЭИ»
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА БАЗЕ
РАЗРАБОТОК НИУ «МЭИ»
Заведующий кафедрой паровых и газовых турбин
НИУ «МЭИ» д.т.н., профессор Грибин Владимир
Георгиевич
2. Московский энергетический институт – базовый
университет России по подготовке специалистов
энергетического комплекса Российской Федерации
В 2010 году получил статус
«Национальный исследовательский университет»
3. НИУ «МЭИ» сегодня это:
ПОДГОТОВКА СПЕЦИАЛИСТОВ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ
Институт тепловой и атомной энергетики
Институт энергомашиностроения и механики
Институт проблем энергетической эффективности
Институт электроэнергетики
Институт электротехники
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЕ СПЕЦИАЛЬНОСТИ
Институт автоматики и вычислительной техники
Институт радиотехники и электроники
ГУМАНИТАРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ СПЕЦИАЛЬНОСТИ
Гуманитарно-прикладной институт
Институт технологий, экономики и предпринимательства
4. Учебно-экспериментальная ТЭЦ
единственная в системе российского высшего образования
Производство тепла и энергии для
нужд города
Экспериментальная база
Обучение студентов на
работающем оборудовании
5. В МИРЕ СУЩЕСТВУЕТ ДВЕ УЧЕБНО-
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ:
РОССИИ,
в Московском энергетическом институте.
Теплоэлектроцентраль с установленной
электрической мощностью 10 мВт.
В ГЕРМАНИИ,
в Штутгартском энергетическом институте.
Парогазовая установка с установленной
электрической мощностью 15 мВт.
4
6. УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС НА ТЭЦ
МЭИ
Одна из девяти учебно-исследовательских работ сделана.
Начальник смены ТЭЦ
МЭИ инструктирует
студентов о порядке
выхода «на режим».
Расчет гарантийных
показателей ...
Тема учебно-исследовательской работы: «Определение
гарантийных показателей турбоустановки во время
приемо-сдаточных испытаний» по методике РФ - ОРГЭС,
европейского стандарта ISO и стандарта США - ASME.
14
7. УЧЕБНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЭЦ МЭИ, ЧТО ЭТО
?
Это производственное обучение на
действующем оборудовании.
Это научно-исследовательская работа
студентов.
Это отраслевые научно-
исследовательские работы.
Это более 50 экспериментальных
стендов.
Здание учебно-экспериментальной ТЭЦ МЭИ
Это более 20 открытых и закрытых Государственных премий СССР и РФ
в разных областях науки и техники.
Это специально обученный и подобранный персонал ТЭЦ МЭИ.
Это уникальное учебно-производственное предприятие – кузнеца кадров
отечественной энергетики.
12
8. Подготовка кадров с новыми профессиональными компетенциями для
энергетики на базе учебно- методического комплекса «Технический университет -
генерирующее предприятие», Программа развития НИУ «МЭИ»
Реализация инновационного проекта, программы
развития НИУ «МЭИ»
позволило существенным образом обновить
оборудование и создать новые
исследовательские лаборатории университета для
проведения экспериментальных исследований по
совершенствованию энергетического оборудования
11. . Система лазерной диагностики «ПОЛИС» двухфазных потоков моделей проточных
частей турбомашин
12. НАНОЦЕНТР МЭИ
участник Российской национальной нанотехнологической сети
Создан в 2003 году, в 2008 году преобразован в Центр Коллективного пользования
Проводит исследования по направлениям: ЭНЕРГЕТИКА РАДИОТЕХНИКА
ЭЛЕКТРОНИКА МЕХАНИКА МАШИНОСТРОЕНИЕ МЕДИЦИНА
Оснащен уникальным оборудованием
электронный просвечивающий
оборудование для определения толщины покрытия Calotest
микроскоп TECNEI-20G
13. Инновационный кластер «Эффективные покрытия в энергетике»
разработка нанокомпозитных ионно-вакуумных покрытий и наноуровневой
модификации функциональных поверхностей энергетического оборудования
Элементы запорно-регулирующей арматуры с
универсальными износостойкими покрытиями
Состояние поверхностей трубопроводов
разводящих сетей ГВС
Оборудование для наноуровневой модификации
до после функциональных поверхностей
применения ПАВ-технологии
14. Опытный завод МЭИ
основной производственно-технологический объект инновационной
инфраструктуры университета
обеспечивает эффективную взаимосвязь
процесса обучения
научно-исследовательской работы
экспериментального производства
коммерческого освоения результатов
инновационной деятельности
оснащен современным станочным
парком и оборудованием с ЧПУ
15. Технологический комплекс для формирования
нанокомпозитных покрытий
с уникальными свойствами
Формирование эрозионно-стойких
покрытий на рабочих лопатках Упрочнение запорной арматуры
турбины К-500-240 высокого давления
Формирование жаростойких Упрочнение элементов систем
покрытий на диске Кертиса регулирования турбины Т-250-240
16. Направления НИР
Создание нового и совершенствование функционирующего
оборудования:
Тепловые электростанции
Паровые и газовые турбины
Теплоизоляционные покрытия
Котельное оборудование
Электротехническое
оборудование
Насосы, в том числе
тепловые
Интеллектуальные
электрические сети
Запорно-регулирующая
арматура
Аккумулирование тепловой и
электрической энергии
Системы централизованного
теплоснабжения
Экологические аспекты
энергетики
Системы диагностики
17. Промплощадка. Цех 5. ГПА-16 (5 шт.)
Принципиальная №1 №2 №3 №4 №5
ВТУ ВТУ ВТУ
схема утилизации ВТУ ВТУ
теплоты
выхлопов ГПА-16
и производства
электроэнергии
высоконапорная вода
Параметры пара К-4 К-4 К-4
Др
Давление – 0,9 МПа РП
Состояние пара – сухой С
насыщенный пар
Давление в конденсаторе - 10
кПа
Расход = 2,8 кг/с БР ВКУ ВКУ ВКУ
Число оборотов – 3000 об/мин
НД
Габариты – 7700х2000х3500
Масса на раме – 36 т
ЦН
КН СК
высоконапорная
вода ГЗ
пар
конденсат ГТУ-16, мощность 16 МВт, Тух газов = 4350С,
Цех ПТУ. К-4 (3 шт.)
расход 68 кг/с, Кпп = 30%
18. Особенности
проекта
Теплоутилизатор – комплектный ТО аппарат, давление 3,0
– 6 Мпа, возможен перегрев пара
Паровая турбина – мощность … - 12 ÷ 15 МВт, блочная
компоновка, 100% заводская готовность
Воздушный конденсатор - Gк= 29 т/час, pк=10 кПа,
tов= 100С количество секций – 4,
блочная заводская готовность.
Расширитель сепаратор – х=0,995, р= 0,9 МПа, T=1760С,
масса=12,3 т, габариты
2980х2400х4940
Турбогенератор- -100% заводская готовность
Насосное оборудование - КС-60-1550; или КС-50-155, Цн-400-210
19. ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
Секция воздушного конденсатора на сборке
Блочная паротурбинная установка
с электрогенератором
Расширитель-сепаратор
20. ТЕПЛОУТИЛИЗАЦИОННЫХ
ПАРОТУРБИНЫХ УСТАНОВОК С ВОДОЙ И
ПЕНТАНОМ
ПЕНТАН ВОДА
Достоинства: Достоинства:
1. Пониженная металлоёмкость;
2. Отсутствие замерзания. 1. Более высокая энергоэффективность
3. Низкая начальная температура ~200°С за счёт высокой начальной (350°С)
рабочей среды температуры рабочей среды;
Недостатки: 2. Наличие в России производителей
1. Пожаро- и взрывоопасность; энергетического оборудования.
2. Ядовитость;
3. Независимая от температуры
3. Высокая текучесть;
окружающей среды мощность
4. Отсутствие в России производителя
энергетического оборудования; паротурбинной установки.
5. Отсутствие ответственности у иностранного
поставщика оборудования за энергоустановку в
целом; Недостатки:
6. Высокая стоимость иностранного 1. Возможность замерзания.
энергетического оборудования (1800÷2500
$/кВт).
21. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
ПРОЕКТОВ
ГКС «Мальнов» ГКС (США) ГКС «Мышкин»
(Германия)
∑ NГТУ + NПТУ
η=
Коэффициент полезного действия ЭУ ∑ NГТУ ηГТУ
48.5% 43.8% 45.7%
Коэффициент полезного действия ГТУ
38.6% 37% 35%
Коэффициент полезного действия ПТУ в составе ПГУ
N ПТУ
η ПТУ =
( N ГТУ η ГТУ ) − N ГТУ
16% 13.5% 15.6%
22. Заключение
1. Оборудование лабораторий Национального исследовательского
университета «МЭИ» не уступает по возможностям ведущим
исследовательским центрам и позволяет проводить измерения
динамических и статических характеристик с определением
показателей надежности и экономичности энергетического
оборудования для ТЭС и АЭС.
2. Опыт эксплуатации показывает, что разработанные и
экспериментально отработанные в НИУ МЭИ технические
решения позволяют до 10…12% увеличить мощность ПТУ и
обоснованно продлить срок эксплуатации.
3. Полученные результаты применяются для разработки
экспериментально обоснованных методов проектирования, а также
инновационных технологий в энергетике, направленных на
повышение надежности и снижение эксплуатационных затрат.
