Второй российско-китайский семинар по низкоуглеродному и низкоэмиссионному сжиганию топлива в газовых
турбинах прошёл в Новосибирске. Его организатором с российской стороны выступил Институт теплофизики им.
С.С. Кутателадзе СО РАН.
В мероприятии приняли участие более десяти китайских учёных — ведущих партнёров по двустороннему проекту,
поддержанному Российским научным фондом. Это первая масштабная встреча после длительного перерыва.
Организаторы подчёркивают устойчивость научного диалога и открытость к взаимовыгодному
сотрудничеству.
Снижение выбросов парниковых газов и вредных соединений — ключевая цель, которая стоит сегодня перед всей
энергетической отраслью. Особенно актуален этот вызов для стран с развивающейся промышленностью, высокими
темпами урбанизации и повышенной нагрузкой на окружающую среду. К наиболее эффективным теплоэнергетическим
установкам относятся газовые турбины, которые в парогазовом цикле обеспечивают максимальные КПД
преобразования энергии. Процессы сжигания углеводородного топлива неизбежно связаны с выбросами углекислого
газа, усиливающими парниковый эффект, что приводит к глобальному потеплению, таянию ледников, подъёму уровня
океана и другим экологическим последствиям.
Фундаментальные исследования, представленные на семинаре, направлены на то, чтобы изменить эту ситуацию
за счёт изучения процессов горения, оптимизации аэродинамики камер сгорания для достижения более высоких
показателей эффективности и экологичности. В будущем переход к более чистым видам топлива, например водороду
или аммиаку, должен сократить долю углеродсодержащего топлива в энергетике.
Как объяснил директор Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН академик Дмитрий
Маркович, переход к чистому сжиганию — это не только замена топлива, но и глубокая
перестройка физических и инженерных принципов работы турбин. «Низкоуглеродное сжигание — это
в первую очередь повышение КПД: если на том же количестве топлива можно получить больше энергии, значит,
в атмосферу попадёт меньше CO2. А низкоэмиссионное
сжигание связано с борьбой с окислами азота и другими вредными компонентами, здесь многое зависит от
точной настройки физических процессов в камере сгорания», — отметил Дмитрий
Маркович.
Семинар объединил не только российских и китайских исследователей, но и представителей научных и
инженерных центров со всей России. Среди участников были учёные Рыбинского государственного авиационного
технического университета им. П.А. Соловьёва, Томского политехнического университета, Института проблем
механики им. А.Ю. Ишлинского РАН, Самарского национального исследовательского университета им. академика
С.П. Королёва, Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, а также специалисты из
компаний ОАО «Силовые машины» и ОАО «ОДК-Авиадвигатель». Один из них — начальник отдела камер сгорания ОАО
«ОДК-Авиадвигатель» доктор технических наук Алексей Сипатов, участвовавший
в разработке двигателя ПД-14, — прочитал доклад, посвящённый практическим аспектам создания малоэмиссионных
камер сгорания.
С одной из пленарных лекций на российско-китайском научном семинаре выступил заведующий лабораторией ИТ
СО РАН доктор физико-математических наук Владимир Дулин. Лекция была
посвящена анализу термоакустических пульсаций, которые могут возникать в процессе горения и приводить к
срыву пламени. Такие режимы крайне нежелательны в работе турбин.
«Исследовать эти процессы в реальных камерах сгорания газовых турбин крайне сложно и дорого, поэтому мы
используем модельные геометрии, упрощённые, но приближенные к реальным условиям: с повышенным давлением,
температурой, подачей топлива и воздуха. Главное отличие в том, что такие установки можно оборудовать
оптическим окном и визуализировать процесс горения. Мы смотрим, где возникают пульсации, что происходит
перед тем, как пламя срывается, и как можно повысить устойчивость горения», — пояснил
Владимир Дулин. Это фундаментальная работа, в которой делается попытка обобщить достижения мирового научного
сообщества в моделях камер сгорания и выработать принципы конструирования горелок нового поколения.
Главным итогом семинара стал совместный поиск фундаментальных закономерностей, которые позволят
переосмыслить подходы к организации горения в турбинах. Российские и китайские исследователи работают
независимо, но в одном направлении.
«Мы не стремимся повторять друг друга. Главное — выявить фундаментальные особенности, которые не
зависят от конкретных геометрических параметров, а применимы к широкому классу энергетических систем»,
— подчеркнул Владимир Дулин.
Речь идет о создании научной базы, которая в будущем станет опорой для реального перехода к экологически
чистой и эффективной энергетике. Как отмечают организаторы, развитие этой базы невозможно без обмена идеями,
публикаций совместных научных статей и международного диалога, чему и способствовал новосибирский семинар.
Текст: Марина Смолянинова. Источник: «Наука
в Сибири».