45 ефимов юргту
TRANSCRIPT
ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ РАБОТАпо теме :
«Разработка влажно-паровой микротурбинной установки электрической мощностью 5 кВт для
систем малой распределенной энергетики на основе комбинированного использования
традиционных и возобновляемых источников энергии»
- Южно Российский государственный технический университет( )Новочеркасский политехнический институт
ООО НПП «Донские технологии»
Докладчик: Ефимов Николай Николаевич, г.н.с., профессор, д.т.н.
Основное приоритетное направление: «Энергоэффективность, энергосбережение»
Микроэнергокомплекс на базе высокоэффективной влажно-паровой турбины
Разработка влажно-паровой микротурбинной установки
с электрической мощностью от 5 кВт, и тепловой
мощностью от 20 до 60 кВт для систем автономного
энергоснабжения на основе комбинированного
использования традиционных и возобновляемых
источников энергии.
Цель ОКР:
1. Солнечные коллекторы2. Аккумулятор-
парогенератор3. Трехходовой клапан4. Влажно-паровая
турбина5. Конденсатор6. Электрогенератор7. Бойлер
8. Контур отопления9. Контур ГВС 10.Циркуляционный насос11.Конденсатный насос12.Котел13.Циркуляционные
насосы
Принципиальная схема МЭК
Микроэнергокомплекс на базе высокоэффективной влажно-паровой турбины
Конструктивная схема микротурбинной установки 5 кВт
Влажно-паровая микротурбинная установка
Микроэнергокомплекс на базе высокоэффективной влажно-паровой турбины
В результате анализа конструкторско-технологических решений выбрана схема микротурбинной установки с вертикальной компоновкой силовых агрегатов.
Габаритные размеры: высота – 980 ммдиаметр – 472 мм
Отличительной особенностью разработанного конденсатора заключается в том, что он конструктивно совмещен с турбоагрегатом. Единая, корпусная конструкция позволяет обеспечить компактность и герметичность микротурбинной установки.
Конденсатор влажно-паровой микротурбинной установки
Микроэнергокомплекс на базе высокоэффективной влажно-паровой турбины
Электрогенератор
расположен ротор электрогенератора (2) и диск датчика положения ротора (5), и внешнего корпуса. В нём расположен статор генератора (1) с обмотками (3), газовые подшипники (4) и плата датчика положения (5). Жидкостное охлаждение агрегата осуществляется с помощью рубашки, расположенной вокруг греющих частей агрегата – генератора и газовых подшипников. Для обеспечения симметрии вала по жесткости применены две диаметрально расположенные шпонки 7.
Высокая частота вращения (до 35000 об/мин), повышенные требования к жесткости единого ротора стали определяющими факторами при выборе типа электрической машины влажнопаровой микротурбины. В результате анализа и сопоставления основных типов генераторов, удовлетворяющих требованиям ТЗ, был выбран вентильный индукторный генератор. Электрогенератор влажно-паровой микротурбинной установки представляет собой устройство, состоящее из микротурбины, на валу которой
Микроэнергокомплекс на базе высокоэффективной влажно-паровой турбины
1 – вакуумный солнечный коллектор, 2 – циркуляционный насос солнечного коллектора, 3 – аккумулятор-парогенератор, 4 – теплообменник солнечного контура парогенератора, 5 – теплообменник резервного контура котла-парогенератора, 6 – циркуляционный насос резервного котла-парогенератора, 7 – нагреватель на органическом топливе, 8 – теплообменник подогрева питательной воды, 9 – трехходовой клапан теплообменника подогрева питательной воды
Система пароприготовления
В системе паро-приготовления с целью оптимизации используемого оборудования, было принято техническое решение, заключающееся в разработке и применении агрегата - котла парогенератора выполня-ющего функции аккумулятора пара и парогенератора.
Микроэнергокомплекс на базе высокоэффективной влажно-паровой турбины
Оборудования для системы пароприготовления
Вакуумированный солнечный коллектор
Vitosol 300-TSP3A – 3 м2
Наименование Ед. изм.Числ. значение
Количество трубок шт. 30Площадь брутто м2 4,32Площадь поглотителя м2 3,02Площадь апертуры м2 3,23
Размеры:Ширина аВысота bГлубина c
мммммм
21292040143
Масса кг 87
Объем жидкости (теплоносителя)
л 1,65
Допустимое рабочее давление бар 6
Макс. температура в состоянии простоя
°С 273
Паропроизводительность Вт/м2 100
Микроэнергокомплекс на базе высокоэффективной влажно-паровой турбины
Функциональная схема автоматизации МЭК
Микроэнергокомплекс на базе высокоэффективной влажно-паровой турбины
Конструкция корпуса проточной части определяется геометрией профиля соплового аппарата, профиля рабочих лопаток, конструкцией рабочего колеса и конструкцией ротора, расчет и габаритные размеры которых представлены в Эскизном проекте.
Профили соплового аппарата и рабочих лопаток выбраны из атласа решеток паровых турбин в соответствии с выполненным тепловым расчетом микротурбины.
Рабочее колесо жестко закреплено на роторе микротурбины и имеет внешний диаметр 163 мм с установленными на нем рабочими лопатками.
Ротор микротурбины является единым элементом, на котором жестко крепятся рабочее колесо и якорь электрогенератора. В роторе имеются шейки под газодинамические подшипники. Для правильной работы ротора необходима динамическая балансировка в сборе с рабочим колесом.
Обоснование и выбор проточной части влажно-паровой микротурбины
Микроэнергокомплекс на базе высокоэффективной влажно-паровой турбины
Микроэнергокомплекс на базе высокоэффективной влажно-паровой турбины
Сборочный чертеж (разрез) микротурбинной установки
1 2
5
3
4
6
7
1 – корпус электрогенератора;
2 – газодинамические подшипники;
3 – вал микротурбины;
4 – рабочее колесо микротурбины;
5 – сопловой аппарат;
6 – конденсатор;
7 – конденсатосборник
Влажно-паровая микротурбинная установка
Микроэнергокомплекс на базе высокоэффективной влажно-паровой турбины
Сборочный чертеж (разрез) микротурбинной установки
1
2
5
3
4
6
7
1 – корпус электрогенератора;
2 – газодинамические
подшипники;
3 – вал микротурбины;
4 – опорно – упорный подшипник;
5 – сопловой аппарат;
6 – рабочее колесо;
7 – направляющая камера
влажного пара.
Влажно-паровая микротурбинная установка
Электрическая мощность турбины, кВт 5
Тепловая мощность конденсатора, кВт 20-60
Количество солнечных панелей (марка VITOSOL 300T) при S1 = 3 м2, шт.
(лето/зима)
20-30/30-60
Давление пара перед турбиной, МПа 0,6
Расход пара в турбину, кг/с 0,03
Температура пара перед турбиной, 0С 160
Давление в конденсаторе, МПа 0,03 - 0,06
Температура в конденсаторе, 0С 55-85
Температура в отопительном контуре, 0С 30-70
Микроэнергокомплекс на базе высокоэффективной влажно-паровой турбины
Расчетные характеристики микроэнергокомплекса
Микроэнергокомплекс на базе высокоэффективной влажно-паровой турбины
Результаты работ полученные на 1 этапе ОКР являются непосредственным заделом при создании эффективного, автономного, комплекса энергоснабжения с системой распределения электроэнергии, ее комплексного учета, контроля и управления в сетях энергообеспечения. Областью применения микроэнергокомплекса является малоэтажный сектор строительства, удаленный от центрального энергообеспечения .
Назначение и область применения результатов проекта:
Эффекты от внедрения результатов проекта:Применение энергосберегающих технологий позволит:
снизить эксплуатационные затраты на 30%; обеспечить экологически чистое энергоснабжение.
Спасибо за внимание!
« »ООО НПП Донские технологии
346400, , ., . , . 3Россия Ростовская обл г Новочеркасск ул Целинная
.Тел / (8635)22-76-06, факс email: [email protected], web site : www.don-
tech.ru
Микроэнергокомплекс на базе высокоэффективной влажнопаровой турбины