Наименование проекта: «Разработка и исследование новых фронтовых устройств камер сгорания ГТУ для повышения экологической безопасности и эффективности работы газотурбинных установок в Казахстане».

Приоритетное направление: «Энергетика и машиностроение»

цель проекта: на основе научных исследований, направленных на снижение вредных выбросов и оптимизацию конструктивных решений новых горелочных устройств разработать интегрированные решения по повышению эффективности и экологической безопасности работы газотурбинных установок, рекомендации по выбору технологий снижения вредных выбросов при реконструкции и модернизации ГТУ РК с использованием малозатратных технологий и мероприятий.

Описание проекта

Основная направленность проекта состоит в разработке и исследовании новых эффективных и экологичных горелочных устройств ГТУ, а также изучения вопросов снижения выбросов парниковых газов. Энергоэффективность и ресурсосбережение являются всё более востребованными для всех существующих конструкций действующих ГТУ, предприятий и других профильных организаций. Основная идея проекта разработка и исследование фронтовых устройств камер сгорания ГТУ новых конструкций, обеспечивающих самые жесткие требования по выбросам вредных веществ, с целью повышения экологической безопасности и эффективности работы газотурбинных установок в Казахстане. Данный проект – это продолжение проекта №АР05134025 и включает более углубленное исследование трех выбранных конструкций фронтового устройства современных КС ГТУ и исследование возможностей добавления водорода к газообразному топливу, для снижения выбросов парниковых газов. Работы предполагаются на базе проведения теоретических исследований, а также экспериментальных исследований на натурных моделях. Дополнительным эффектом при разработке новых конструкций должна стать экономия топлива, за счет разработки рекомендаций по повышению энергоэффективности работы ГТУ.

Состав исследовательской группы

1. Достияров Абай Мухамедиярулы, д.т.н., профессор НАО «АУЭС имени Гумарбека Даукеева» h-index: 3, Scopus ID: 6506159641, ORCID: 0000-0002-6559-8598
Руководитель проекта. Разработка нового поколения горелочных устройств, публикация статей, написание монографии.
Специалист в области тепловых электрических станций, тепловых энергетических установок, в том числе газовых турбин, энергетики транспорта газа, параметрической диагностики, влияния энергетического сектора на окружающую среду, методов и средств снижения вредных выбросов топливосжигающих устройств, имеет значительный практический опыт в области ГТУ. Основатель научной школы: микрофакельное горение.

2. Кибарин Андрей Анатольевич, к.т.н., НАО «АУЭС имени Гумарбека Даукеева», h-index: 1, Scopus ID: 57200165630
Главный научный сотрудник, Разработка математической модели, руководство экспериментальной частью проекта, написание учебного пособия, монографии.
Специалист в области тепловых энергетических установок, в том числе газовых турбин, энергетики транспорта газа, параметрической диагностики, методов и средств снижения вредных выбросов топливосжигающих устройств. Выполнял балансовые и экспресс-испытания газотурбинных установок, разрабатывал нормативные документы по энергосбережению, топливоиспользованию, диагностике. Имеет наработки в области средств и методов снижения выбросов вредных веществ, повышению эффективности работы ГТУ и повышению экологической безопасности компрессорных станций. Имеет опыт создания экспериментальных установок для исследования горения и эффективного сжигания различных видов топлив.

3. Умышев Д. Р.

4. Яманбекова Аяулым, доктор PhD, НАО «АУЭС имени Гумарбека Даукеева», h-index: 1, Scopus ID: 57210883891, ORCID: 0000-0002-9670-5288
Научный сотрудник, разработка конструкции малотоксичного горелочного устройства. Экспериментальные и теоретические исследования, модельные расчеты
Специалист в области теплоэнергетики. Имеет опыт проведения научно-исследовательских работ, испытаний горелок и котельных агрегатов, проектирования.

5. Джаманкулова Нелля Орналиевна, НАО «АУЭС имени Гумарбека Даукеева», h-index: 2, ORCID 0000-0002-9674-6741
Научный сотрудник, разработка конструкции малотоксичного горелочного устройства. Экспериментальные и теоретические исследования, модельные расчеты.
Специалист в области теплоэнергетики, имеет опыт проведения научно-исследовательских работ, опыт проектирования. Более 20 научных работ по теме исследования теплоэнергетических установок и систем.

6. Кумаргазина Мадина, докторант НАО «АУЭС Гумарбека Даукеева» имени Scopus ID: 57219661488, ORCID: 0000-0002-0023-3301, Научный сотрудник, экспериментальные исследования, подготовка статей Имеет опыт проведения научно-исследовательских работ, испытаний горелок и котельных агрегатов, проектирования.

7. Верницкас Павел, докторант НАО «АУЭС имени Гумарбека Даукеева», докторант – Научный сотрудник, экспериментальные
исследования, подготовка статей. Имеет опыт проведения научно-исследовательских работ, испытаний горелок и котельных агрегатов,
проектирования.

8. Наурыз Б. К.

9. Туманов М. Е.

Ожидаемые результаты

В настоящее время практически все технологии связанные с ГПА поступают из-за рубежа. Внедрение рекомендаций позволит повысить экспортный потенциал страны, так как создаст предпосылки создания современной базы реконструкции и модернизации существующей системы. Разработка теории, методов и средств направленных на повышение энергоэффективности и экологической безопасности ГТУ может быть оценено как прорывной проект в реализации современного подхода к модернизации и реконструкции существующих энергетических установок.
Практическая значимость планируемых НИР, заключается в разработке рекомендаций по выбору технологий для повышения эффективности работы ГПА. Предлагаемые в работе технические решения позволят повысить КПД ГТУ минимум на 2 %, снизить потери теплоты в окружающую среду на 2 %, снизить выбросы вредных веществ увеличить доходы газотранспортных систем и нашего государства в целом.
Рекомендации по выбору технологий для повышения эффективности работы ГТУ, предлагаемые в заявляемом проекте, позволят повысить КПД ГТУ минимум на 2%, снизить потери теплоты в окружающую среду на 2 %, снизить выбросы вредных веществ увеличить доходы газотранспортных систем и нашего государства в целом. Результаты анализа технологических решений по снижению токсичности выбросов в атмосферу газотурбинных установок и конструкция малотоксичного горелочного устройства, а также методика расчета образования оксидов азота, с учетом особенностей течения газов в первичной зоне камере сгорания позволят предложить проектным организациям и ремонтным предприятиям конструкции современных горелочных устройств для ГТУ.
Рекомендации по выбору технологий, направленных на снижение выбросов вредных веществ и парниковых газов, в том числе за счет малозатратных мероприятий, выработка рекомендаций по выбору технологий при реконструкции и модернизации ГПА позволят принимать правильные управленческие решения при определении направлений развития энергетической отрасли. Результаты, полученные в работе, будут использованы при написании докторских и магистерских диссертаций.
По результатам работы будут опубликованы: 2 (две) статьи в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКСОН (Вестник АУЭС или др.); 3 (три) статьи в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти) (International Scientific Journal Thermal Science, International Energy Journal, Energy Procedia Journal или др.), планируется подготовка учебного пособия по для магистрантов, 1 (одной) научной монографии с участием докторантов; будут поданы 3 (три) заявки в РГП НИИС РК и 1 (одна) заявка в евразийском патентном бюро.
Стейкхолдеры проекта: ученые, специалисты, компании, занимающиеся транспортом газа, вопросами экологии, снижением выбросов парниковых газов, реконструкцией и модернизацией газотранспортной системы, министерства и ведомства.

Конечным результатом проекта будет техническая документация на изготовление новых фронтовых горелочных устройств камер сгорания ГТУ.