Зменшення витрат природного газу у великій і малій енергетиці та на компресорних станціях України на основі впровадження замкнених газотурбінних та термодинамічно форсованих двопаливних монарних технологій

Розроблено новий ентальпійно-ентропійний метод термодинамічного аналізу циклів газотурбінних та комбінованих на їх основі енергоустановок. Розвинуто методи термодинамічного форсування, по-перше, базових газотурбінних установок (ГТУ) шляхом приєднання до них замкнених ГТУ, які генерують додаткову електричну енергію за рахунок утилізації залишкового теплового потенціалу вихлопних газів ГТУ; і, по-друге, однопаливних монарних газопарових установок при застосуванні турбіни перерозширення.

Запропоновано схемні рішення термодинамічно форсованих двопаливних монарних газопарових установок із застосуванням приєднаного до камери згоряння котла для спалювання низькосортних видів палив, запропоновано принципову схему монарної газопарової установки зі стехіометричною камерою згоряння та турбіною перерозширення, розроблено технічні рішення щодо конструкції паливоспалюючих трубчастих модулів із застосуванням комбінованого сумішоутворення.

Розроблено енергетично ефективні та екологічно безпечні методи зменшення витрат природного газу шляхом заміщення його споживання альтернативними низькосортними паливами у двопаливних монарних газопарових установках з форкотлом для спалювання низькосортних палив. Запропоновано універсальну методику екологічного аудиту емісії оксидів азоту при спалюванні палив в стабілізаторних пальникових пристроях.

Впровадження результатів досліджень дозволить збільшити ККД та потужність базової ГТУ у комбінації з замкненою ГТУ відповідно на 6 та 20%, підвищити потужність монарних газопарових установок у 2-3 рази (у порівнянні з базовою ГТУ, що працює по циклу Брайтона) та ККД установки до 50% і більше (при зменшенні викидів токсичних оксидів азоту у 2-3 рази без збільшення емісії оксиду вуглецю), знизити витрати природного газу у двопаливній монарній газопаровій установці у 2-3 рази завдяки використанню низькосортних палив – замінників.