Preview

Надежность и безопасность энергетики

Расширенный поиск

Научно-технический рецензируемый журнал 

В журнале «Надежность и безопасность энергетики» освещаются общие вопросы, связанные с надежностью и безопасностью энергогенерации, энергоснабжения и энергопотребления, а именно: обеспечение надежности и безопасности производства электроэнергии и тепла, электрической и технологической живучести, управления режимами работы технологического оборудования в генерирующих компаниях, схем передачи мощности и присоединения нагрузок для сетевых компаний, а также готовности сети к выполнению графиков генерации и потребления энергии.

Журнал «Надежность и безопасность энергетики» включен в новый перечень Высшей аттестационной комиссии Российской Федерации (далее ВАК РФ) рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук.

По следующим отраслям науки:

  • 2.1.3. Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение (технические науки)
  • 2.4.2. Электротехнические комплексы и системы
  • 2.4.3. Электроэнергетика
  • 2.4.5. Энергетические системы и комплексы
  • 2.4.6. Теоретическая и прикладная теплотехника
  • 2.4.7. Турбомашины и поршневые двигатели
  • 2.4.9. Ядерные энергетические установки, топливный цикл, радиационная безопасность
  • 2.5.10. Гидравлические машины, вакуумная, компрессорная техника, гидро- и пневмосистемы.

 

Текущий выпуск

Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
Том 16, № 4 (2023)
Скачать выпуск PDF

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ЭНЕРГЕТИКИ 

204-209 78
Аннотация

Большое число энергоблоков АЭС, спроектированных и созданных на территории России и Украины, превысили или близки к превышению проектных сроков эксплуатации даже с учетом их продления. Сроки продления эксплуатации тоже имеют свои пределы, особенно с учетом типов реакторов продлеваемых станций. Полный демонтаж старых АЭС исключительно затратное мероприятие. Сформулирована постановка задачи по перепрофилированию двухконтурных АЭС в тепловые электростанции с возможным использованием инфраструктуры и оборудования машинного зала. Проанализирован существующий опыт вывода АЭС из эксплуатации. Рассмотрены варианты применения котельного оборудования, реконструкции существующих турбин и использования газотурбинных установок для реализации вариантов с парогазовым циклом. Проведено сопоставление различных вариантов комплектации энергоблоков на органическом топливе, их ожидаемой мощности, параметров и КПД. Качественно оценены дополнительные капитальные вложения в новое оборудование, экологическое воздействие и экономичность рассмотренных вариантов комплектации новых энергоблоков ТЭС. Отмечено, что реализации любого из рассмотренных вариантов должны предшествовать анализ состояния тепломеханического оборудования остающегося в работе и технико-экономическое обоснование предлагаемого варианта перепрофилирования.

210-219 123
Аннотация

В соответствии с Энергетической стратегией России до 2035 г. и Постановлением Правительства РФ «Улучшение надежности и качества электроснабжения потребителей электрической энергии за счет внедрения новых технологий и оптимизации деятельности территориальных сетевых организаций» вопросы повышения надёжности электроснабжения электротехнических комплексов промышленных предприятий в условиях рыночной экономики приобретают особую значимость.

Представлены результаты опроса руководителей и специалистов служб главного энергетика промышленных предприятий, представителей проектных институтов, производителей оборудования, научных сотрудников вузов по существующим проблемам надежности систем электроснабжения промышленных предприятий. Обоснована целесообразность оценки текущего состояния по анализу показателей надежности и их связи в существующих экономических условиях для расчета надежности систем электроснабжения. Представлен сравнительный анализ ответов респондентов энергетических служб, дана их интерпретация.

Выявлены основные проблемы по следующим блокам: надежность электроснабжения; надежность энергораспределения внутри предприятия и контроль влияния установленного электрооборудования на качество электрической сети; знания в части надежности и заинтересованность в проведении таких расчетов. Даны рекомендации по выявленным проблемам, в том числе анализу отдельных показателей надежности электроснабжения промышленных предприятий.

220-225 69
Аннотация

Перед подачей природного газа в транспортный трубопровод необходимо очистить его от разного рода примесей и обеспечить заданные параметры на входе в транспортную систему, такие как состав, массовый или объемный расход, давление и температура. Для этих целей рассчитывается и проектируется система подготовки газа, включающая в себя различного рода теплообменные аппараты, устройства очистки, сепарации и турбодетандерный агрегат (ТДА), состоящий из турбины и сблокированного с ней компрессора.

В процессе эксплуатации этой системы параметры газа постоянно изменяются, поскольку изменяются внешние и эксплуатационные условия, такие как параметры окружающего воздуха, давление и расход газа на выходе из скважины, состав и количество примесей.

Таким образом, система подготовки газа практически не работает на расчетном режиме, а это значит, что для ее грамотной эксплуатации необходимо знание ее характеристик, т. е. зависимостей параметров системы от внешних и эксплуатационных условий. Кроме того, знание характеристик позволяет управлять системой, за счет воздействия на те или иные ее параметры.

Характеристики системы подготовки газа определяются характеристиками всех элементов, входящих в ее состав, в том числе характеристиками ТДА как одного из важнейших ее элементов.

Характеристики ТДА позволяют проводить оценку влияния внешних условий на режим его работы и тем самым оптимизировать работу системы на этапе ее проектирования, с их помощью можно также определять параметры регулирования режима ТДА.

Предлагается методика расчета характеристик ТДА, приводится пример расчета и представлен анализ полученных результатов.

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЯ, РАСЧЕТЫ 

226-234 44
Аннотация

Представлены результаты расчета показателей энергоемкости целевых и вспомогательных технологий производства отрасли минеральных удобрений, взаимоувязанных в единую энерготехнологическую систему (ЭТС). На этапе первичного анализа показателей топливо-, электрои теплопотребления отдельных технологий отрасли ставится задача по определению энергоемкости той или иной технологий с учетом внутрисистемного распределения потоков топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) между производствами ЭТС на выпуск целевой продукции.

На основе расчетной модели согласно усредненным расходным нормам потребления ТЭР основных и вспомогательных технологий получены значения удельной энергоемкости для целевых технологий производства минеральных удобрений. Анализ расчетных показателей энергоемкости позволил выявить наиболее энергоемкие технологии. Показано, что при расчете энергопотребления конкретной технологии на долю вспомогательных производств отводится до 97% суммарной энергоемкости. Также отмечаются основные факторы, определяющие уровень энергоэффективности рассматриваемых производств.

На примере действующей технологии производства минеральных удобрений технологической линии производительностью 27,5 т/ч по готовому продукту выполнен расчет энергоемкости. Отмечается, что при модернизации технологии производства минеральных удобрений за счет реализации тепловых ВЭР, выбрасываемых в окружающую среду, возможно снизить энергоемкость технологии на 6,33%.

Используемая в данном исследовании расчетная модель позволяет определять значения энергоемкости технологий производства минеральных удобрений. Анализ полученных результатов показывает, что технологии исследуемой отрасли характеризуются высоким нерациональным потреблением ТЭР и требуют модернизации с использованием резервов энергосбережения на основе методов их реализации в ЭТС.

235-240 53
Аннотация

Снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу является актуальной задачей развития современного газотурбостроения. К таким веществам, оказывающим негативное влияние на окружающую среду, относятся оксиды азота и монооксид углерода. Приводится обзор существующих методов снижения эмиссии загрязняющих веществ, используемых при сжигании углеводородных топлив в камерах сгорания газотурбинных установок, а также указаны перспективные технологии, разрабатываемые на базе этих методов. Представлено обоснование необходимости исследования метода озонирования воздуха, подаваемого в зону горения топлива, для снижения содержания загрязняющих веществ в его продуктах сгорания. Целью исследования являлась разработка рекомендаций по снижению эмиссии загрязняющих веществ в заданном диапазоне изменения режимных параметров. Для выполнения необходимого комплекса экспериментальных исследований создан специализированный лабораторный стенд, совмещённая принципиальная и измерительная схема которого приведена в статье. Дано достаточно подробное описание конструктивных элементов стенда и, в частности, предмета исследования — натурного вихревого запально-стабилизирующего модуля камеры сгорания газотурбинной установки, электроозонирующего устройства, систем подачи воздуха и горючего газа, вытяжки с центральным вентилятором, контрольно-измерительных приборов и арматуры. Испытания проводились в соответствии со специально разработанными методиками управления работой стенда на трёх режимах: пуска; перевода с одного установившегося режима на другой; останова. Влияние озонирования воздуха на процессы горения в вихревом запально-стабилизирующем модуле определялось по содержанию в нём оксидов азота и монооксида углерода. Определены факторы, под воздействием которых в случае сжигания воздуха в озонированном воздухе происходит уменьшение концентрации монооксида углерода в продуктах сгорания. Излагаются методики расчётного определения параметров горючего газа и воздуха: массовых расходов; скоростей течения и динамических напоров. Результаты выполненных экспериментальных исследований представлены в графической интерпретации, приводится достаточно подробный их анализ, на основании которого даны рекомендации по практическому использованию метода озонирования воздуха.

241-247 57
Аннотация

Дроссельные устройства используются в гидравлических системах как в качестве регулирующей арматуры, так и для обеспечения защитных функций, что обуславливает актуальность разработки конструкции, которая обеспечит их бескавитационную работу. Целью исследования являлось изучение кавитационных явлений в одноступенчатых дроссельных устройствах с различной геометрией отверстий жиклеров для выявления геометрической формы, способной минимизировать кавитацию. Приведено исследование влияния различных геометрических форм отверстий жиклеров одноступенчатых дроссельных устройств на образование кавитации в областях пониженного давления. Кроме того, задачей исследования являлось изучение воздействия физических величин (скорости и давления), оказывающих влияние на образование кавитации, и проведение сравнительного анализа, с помощью которого наглядно демонстрируется влияние взаимосвязи между геометрической формой отверстия жиклера, скоростью рабочей среды и давлением в области отверстия жиклера на образование кавитационных зон в областях пониженного давления. Вычислительный эксперимент проводился с использованием программного обеспечения Ansys CFX и основывался на математической модели кавитации Рэлея-Плессета. В ходе исследования изучена возможность возникновения кавитационных явлений в одноступенчатых дроссельных устройствах, и выявлена геометрическая форма отверстия жиклера, которая способствует бескавитационной работе одноступенчатого дроссельного устройства. Результаты исследования показали, что жиклер с конусным отверстием минимизирует объемную долю пара, возникающую в ходе кавитационных процессов, в одноступенчатых дроссельных устройствах. Проведенное исследование имеет практическую значимость и способно увеличить срок эксплуатации одноступенчатых дроссельных устройств путем минимизации образования кавитационных зон в областях пониженного давления.

248-255 49
Аннотация

Рассматривается возможность использования подходов биомиметики, в частности, эффекта «листа лотоса», выражающегося в супергидрофобности обтекаемых поверхностей. Представлены результаты экспериментальных исследований влияния различных модификаций поверхности канонической области типа «пластина» на её гидравлические характеристики. Обтекание пластин проводилось в гидродинамическом лотке прямоугольного сечения. Исследовались медные пластины с габаритами 200х300х1 мм. Рассматривалось три плаcтины, одинаковые по геометрии, но с различным состоянием поверхностей. Одна в исходном состоянии; одна с поверхностями, модифицированными на основе поверхностно-активного вещества (ПАВ); одна с поверхностями, обработанными посредством лазерной абляции (формирование лазером многомодального рельефа) с последующей модификацией на основе ПАВ. В ходе экспериментальных исследований было получено распределение скоростей в спутном следе за обтекаемыми пластинами с различными характеристиками поверхности. Исходя из характера изменений скорости спутного следа за обтекаемыми пластинами, сделан вывод о уменьшении величины гидравлического сопротивления за счет модификации поверхности. Средневзвешенная скорость за обтекаемой пластиной увеличилась более чем на 4% для пластины с комбинированно модифицированной поверхностью по сравнению с исходной. Описывается процесс модификации поверхности медной пластины с помощью лазерной абляции, а также формирования дополнительных молекулярных слоев ПАВ, с целью достижения максимального эффекта супергидрофобности. Определены наиболее эффективные технологические особенности процесса лазерной абляции, такие как: мощность и частота излучения, наиболее предпочтительный рельеф модифицированных поверхностей и его геометрические параметры. Рассмотрены наиболее характерные особенности влияния шероховатости поверхности на угол смачивания. С помощью комплекса ОСА 20, для всех подготовленных образцов пластин были определены углы смачиваемости θ. Результаты исследований доказывают перспективность данной технологии модификации поверхностей для использования в гидравлических машинах.

256-262 51
Аннотация

Транспортабельная котельная установка используется для оснащения потребителей паром высоких энергетических характеристик, а также позволяет экономить затраты на строительство стационарных котельных. Транспортабельная котельная установка может быть размещена в условиях Крайнего Севера на нефтепромысловой площадке. Поэтому необходимо организовать надёжную и безопасную эксплуатацию котельной, состоящую из парового прямоточного котла змеевикового типа, питательного насоса, бака питательной воды и других вспомогательных элементов тепловой схемы. Одним из важных элементов в тепловой схеме является бак питательной воды, в котором аккумулируется вода после химической очистки. В нем же вода и подогревается, повышая эффективность работы котла. Описаны методы расчёта диаметров магистральных паропроводов и трубопроводов питательной воды. Рассмотрены теоретические основы работы ёмкости для питательной воды, её использования на тепловых электростанциях, теплоэлектроцентралях, районных производственных и отопительных котельных при использовании различных тепловых схем работы вышеперечисленных предприятий. Исследована работа бака питательной воды в тепловой схеме паровой установки. Спроектирована тепловая схема производственной котельной для выработки насыщенного пара для потребителей с помощью прямоточных паровых котлов змеевикового типа. Выполнен расчёт диаметров входных и выходных трубопроводов накопительной ёмкости. Определена эффективная толщина тепловой изоляции, необходимая для минимизации тепловых потерь при эксплуатации транспортабельной котельной установки. Проведено моделирование конструкции бака питательной воды и тепловые потери через его поверхность. Представлена 3D модель проектируемой ёмкости, а также тепловые потери через поверхность стенок бака при использовании теплоизоляционного материала. Отмечена важность использования тепловой изоляции различных ёмкостей для хранения питательной воды, нефтепродуктов, углеводородов и других различных сред.

263-269 60
Аннотация

Проведено исследование, основанное на анализе методики расчета температурных параметров кабельных линий 10 кВ и расчета сроков службы изоляции при различных условиях эксплуатации, а также выявления зависимостей, которые позволяют наиболее точно выбирать параметры кабелей при эксплуатации на объектах промышленности. Результаты исследования могут быть использованы для повышения энергоэффективности предприятий, а также помогают снизить количество аварийных выходов из строя кабельных линий, которые могут возникнуть вследствие тепловых пробоев из-за неправильного выбора параметров кабелей при определенных условиях эксплуатации, что может стать причиной повышения затрат на производстве в целом. Проведение исследования и расчетов температурных параметров кабельных линий на напряжение 10 кВ при различных способах прокладки и с различными коэффициентами загрузки по климатологии республики Татарстан, а также выявление ключевых зависимостей, которые позволят сделать соответствующие выводы по эксплуатации кабелей при рассматриваемых условиях. Используются методы по расчету температурных параметров и сроков службы кабелей, а также методы по обработке полученных в результате расчетов данных, в том числе метод аппроксимации функции. Также применяется специальное программное обеспечение для осуществления визуализации полученных результатов после проведения расчетов. Представлены результаты расчетов температурных параметров кабельных линий напряжением 10 кВ при различных способах прокладки, с различными типами изоляции и с различными коэффициентами загрузки по климатологии республики Татарстан. Произведены расчеты сроков службы кабельных линий при исследуемых условиях и сделаны выводы по оптимальным загруженностям кабелей, которые не приведут к преждевременному тепловому старению изоляции при определенных условиях эксплуатации. Исходные данные для осуществления расчетов и применяемая методика соответствуют нормам ГОСТ для кабельных линий. Результаты проведенного исследования и выполненных расчетов могут быть использованы для оценки и выбора оптимальной загруженности кабельных линий при выбранных условиях на этапе проектирования систем электроснабжения.

 

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ 

270-274 58
Аннотация

Огнестойкие жидкости и смазки — это продукты, которые используются в различных отраслях промышленности или энергетики для обеспечения надежности и безопасности оборудования, работающего в условиях высокой температуры и давления. Рассмотрены аспекты использования огнестойких жидкостей (гидравлические или смазочные агенты), в том числе и на основе ксиленола в энергетической отрасли промышленности Российской Федерации (системы регулирования и смазки систем автоматического регулирования паровых или газовых турбин), проблемы перехода с импортных материалов на отечественные аналоги. Освещен круг вопросов, поднятых на Всероссийской научно-технической конференции «Современные тенденции развития рынка огнестойких турбинных масел и опыт эксплуатации их на ТЭС и АЭС», прошедшей в марте 2023 г., а также решения, принятые на ней. Наряду с этим, указаны мероприятия, проводимые энергетическими компаниями по легимитизации использования отечественных огнестойких жидкостей при эксплуатации в теплоэнергетическом оборудовании в России. Приведены результаты лабораторных исследований новых отечественных огнестойких жидкостей, сделаны выводы о возможности использования, эксплуатации, допуска новых отечественных смазочных или гидравлических жидкостей в энергетике. Статья составлена в сотрудничестве двух крупных электро-тепло-генерирующих компаний и при участии ПАО «Силовые машины». Одной из задач, которую ставили себе авторы статьи было продвижение производства отечественных огнестойких жидкостей, синтезируемых из доступного на территории РФ сырья, обеспечивающих бесперебойное функционирование маслосистем турбоагрегатов.

СОЦИОЛОГИЯ И ЭНЕРГЕТИКА 

275-285 56
Аннотация

Представлен оригинальный взгляд на преодоление последствий техногенных катастроф и других кризисных ситуаций в энергетике с помощью специфической и мало изученной технологии спин-докторинга (СПД). Комплексно раскрыто понятие и роль СПД, а как эффективного PR-инструмента антикризисной коммуникации, а также выявлены ключевые функции и механизмы его применения. Обобщены инновационные практики СПД, реализованные одним из авторов статьи в российской электроэнергетике, атомной энергетике и применительно к проектам альтернативной генерации в условиях сельскохозяйственного бизнеса во время работы в государственных корпорациях «Ростех», «Росатом», ВЭБ.РФ, в электросетевом холдинге «Россети» и группе компаний «Агропромкомплектация». Предлагаются новые методологические подходы к теории СПД и практические рекомендации для внедрения энергетическими компаниями в своей деятельности в условиях управления кризисом. Исследователями достаточно ёмко проанализирована эффективность применения компаниями зарубежного и отечественного ТЭК специальных техник СПД при техногенных авариях и катастрофах, а также по факту ряда социально значимых технологических инцидентов. Рассмотрены как положительные, так и отрицательные стороны реагирования в ходе разрешения кризисных ситуаций. Полученные в ходе исследования результаты могут быть использованы в антикризисной деятельности органов управления и подразделений информационной политики и коммуникаций (связей с общественностью) энергетики и смежных с ней отраслей.

ХРОНИКА, ПУБЛИКАЦИИ 

Объявления

2024-02-22

К сведению читателей и авторов журнала «Надежность и безопасность энергетики»

По состоянию на 31.01.2024 г. приводится фрагмент согласованного в ВАК перечня научных специальностей, по которым рекомендуется опубликование статей в журнале «Надежность и безопасность энергетики»

2023-07-28

К сведению читателей и авторов журнала «Надежность и безопасность энергетики»

К сведению читателей и авторов журнала «Надежность и безопасность энергетики»:

По состоянию на 17.07.2023 г. приводится фрагмент согласованного в ВАК перечня научных специальностей, по которым рекомендуется опубликование статей в журнале «Надежность и безопасность энергетики»

2023-06-08

К сведению читателей и авторов журнала «Надежность и безопасность энергетики»

По состоянию на 29.03.2023 г. приводится фрагмент согласованного в ВАК перечня научных специальностей, по которым рекомендуется опубликование статей в журнале «Надежность и безопасность энергетики»

Еще объявления...