Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка метода энергоэффективного и экологически чистого беспламенного сжигания газовых смесей в горелочных устройствах с сотовой матрицей

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.516.11.6018
Организация
ИХФ РАН
Руководитель работ
Марголин Аркадий Давидович
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2,7 млн
Внебюджетные средства
0,3 млн

Работы должны проводиться в рамках следующих критических технологий: «Технологии атомной энергетики, ядерного топливного цикла, безопасного обращения с радиоактивными отходами и отработавшим ядерным топливом»; «Технологии водородной энергетики»; «Технологии новых и возобновляемых источников энергии»; «Технологии производства топлив и энергии из органического сырья»; «Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии»; «Технологии создания энергоэффективных двигателей и движителей для транспортных средств». Работы должны соответствовать по предполагаемому исполнению лучшим мировым стандартам. Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне. Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы.

Этапы проекта

1
07.03.2007 - 31.07.2007
Работа посвящена разработке метода энергоэффективного и экологически чистого беспламенного сжигания газовых смесей в горелочных устройствах с сотовой проницаемой матрицей без применения катализаторов, обеспечивающий возможность сжигания в горелочных устройствах, камерах сгорания, в первую очередь газотурбинных установок, смесей сверх бедного состава и на основе альтернативных низкокалорийных топлив.
Получены следующие результаты:
1. Проведен анализ научно-технической литературы по рассматриваемой проблеме. Проведено соответствующее патентное исследование.
2. Изготовлены рабочие чертежи и смонтирован лабораторный стенд САГ-1 для проведения экспериментальных исследований горелочных устройств с объемной (сотовой) матрицей. Изготовлены термопары для измерения высокотемпературных газовых потоков. Отработана методика измерения температуры обоих сторон матриц.
3. Отработана технология изготовления сотовых (объемных) матриц различных конструкций с различными геометрическими параметрами из керамики с регулярными каналами и из металлических элементов.
4. Сконструированы, изготовлены и отлажены:
- инжектор для горелочных устройств с ограниченной тепло напряженностью (для бытовых газовых плит, нагревательных систем и пр.)
- смесительное устройство для горелочных устройств с высокой тепло напряженностью с принудительной подачей газа и воздуха (для камер сгорания ГТУ, мощных нагревательных систем и пр.)
5. Проведена тестовые эксперименты с горелками с объемной керамической матрицей из керамики с регулярными каналами и из металлических элементов - с матрицами из метало тканого материала (metal fiber) и спрессованной из нихромовой проволоки (МП матрицы).
6. Определены предельные энергетические характеристик горелочных устройств с различными матрицами. Показано, что в ИК горелке с объемной матрицей возможно организация горения углеводородо - воздушных смесей при удельной мощности с единицы выходного сечения горелки до 2000 квт/м2.
7. Определены экологических параметры горения на различных режимах работы горелки. Показано, что концентрация окислов азота и окиси углерода в продуктах сгорания может быть снижена до величины 2-10 ppm.
8. Определение КПД горелочного устройства при различных режимах работы. Показана более высокая эффективность работы ИК горелки с сотовой матрицей по сравнению с горелкой открытого пламени бытовой газовой плиты. Экономия газа составила до 50%,
9. Исследованы особенности зажигания газового пламени новый метод формирования искрового разряда с помощью источника модулированного высокого напряжения с большим выходным сопротивлением (устройство Р1). Показано, что данный метод воспламенения обеспечивает понижение энергии воспламенения.
10. Обнаружено, что небольшие колебания концентрации метана в смеси смещают нижний предел воспламенения в сторону бедных смесей.
Развернуть
2
01.08.2007 - 31.10.2007
Проведен анализ результатов исследований горелочных устройств. Технико-экономические исследования эффективности внедрения горелочных устройств в народное хозяйство и оценка эффективности горелочных устройств в сравнении с современным научно-техническим уровнем, позволило разработать рекомендации по использованию результатов проведенных НИР и сформулировать технические требования для технического задания ОКР на разработку горелочных устройств нового типа.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.6 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области энергоэффективности, энергоснабжения и ядерной энергетики
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
ФИАН
профинансировано
Тема
НК-391П Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлениям: «Создание энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии», «Водородная энергетика», «Производства топлив и энергии из органического сырья», «Новые и возобновляемые источники энергии», «Атомная энергетика, ядерный топливный цикл, безопасное обращение с радиоактивными отходами и отработавшим ядерным топливом», «Создание энергоэффективных двигателей и движителей для транспортных средств» в рамках мероприятия 1.3.2 Программы
Продолжительность работ
2009 - 2010, 13 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
34
Тема
Проведение научных исследований научными группами под руководством докторов наук в следующих областях: - атомная энергетика, ядерный топливный цикл, безопасное обращение с радиоактивными отходами и отработавшим ядерным топливом; - водородная энергетика; - новые и возобновляемые источники энергии; - производства топлив и энергии из органического сырья; - создание энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии; - создание энергоэффективных двигателей и движителей для транспортных средств
Продолжительность работ
2011 - 2013, 30 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
99
Тема
Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук в следующих областях: - атомная энергетика, ядерный топливный цикл, безопасное обращение с радиоактивными отходами и отработавшим ядерным топливом; - водородная энергетика; - новые и возобновляемые источники энергии; - производства топлив и энергии из органического сырья; - создание энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии; - создание энергоэффективных двигателей и движителей для транспортных средств
Продолжительность работ
2011 - 2013, 29 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
89
Тема
Проведение научных исследований молодыми кандидатами наук в следующих областях: - атомная энергетика, ядерный топливный цикл, безопасное обращение с радиоактивными отходами и отработавшим ядерным топливом; - водородная энергетика; - новые и возобновляемые источники энергии; - производства топлив и энергии из органического сырья; - создание энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии; - создание энергоэффективных двигателей и движителей для транспортных средств
Продолжительность работ
2011 - 2013, 28 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
48
Тема
Проведение научных исследований целевыми аспирантами в следующих областях: - атомная энергетика, ядерный топливный цикл, безопасное обращение с радиоактивными отходами и отработавшим ядерным топливом; - водородная энергетика; - новые и возобновляемые источники энергии; - производства топлив и энергии из органического сырья; - создание энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии; - создание энергоэффективных двигателей и движителей для транспортных средств
Продолжительность работ
2011 - 2012, 17 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
63