Методологические основы создания утилизационных турбинных установок, использующих теплоту уходящих газов газоперекачивающих станций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Забелин Николай Алексеевич

• Забелин Николай Алексеевич
• доктор наук
• 2023

Оглавление диссертации доктор наук Забелин Николай Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор, состояние вопроса, постановка цели и задач исследования. Утилизация теплосброса газоперекачивающих станций

1.1. Магистральные газопроводы и газоперекачивающие станции России

1.2. Опыт применения утилизационных паротурбинных установок на газоперекачивающих станциях

1.3. Применение органического цикла Ренкина

1.4. Результаты анализа, предмет исследования, цель и задачи исследования

1.5. Обоснование мощностного ряда утилизационных паротурбинных установок

1.6. Выводы по главе

Глава 2. Тепловые схемы установок, комбинированных с утилизационными паротурбинными установками, методология расчёта схем и установок

2.1. Тепловые схемы комбинированных установок

2.2. Методы расчёта тепловых схем комбинированных установок с утилизационными паротурбинными установками

2.3. Выбор рабочего тела и анализ показателей тепловой схемы утилизационной паротурбинной установки

2.4. Выбор и обоснование параметров газовой турбины комбинированной установки газоперекачивающей станции

2.5. Методика выбора параметров и расчёта утилизационных паротурбинных установок

2.6. Математическая модель одноступенчатой турбины

2.7. Математическая модель двухступенчатой турбины

2.8. Программный комплекс HSDIAG для определения параметров водяного пара

2.9. Методика обработки экспериментальных данных

2.10. Обоснование и расчет теплообменного и вспомогательного оборудования

утилизационных паротурбинных установок

2.11. Выводы по главе

Глава 3. Разработка малорасходных турбин для паротурбинных утилизационных установок

3.1. Разработка паровой утилизационной турбины УПТУ МП И

3.2. Разработка паровой утилизационной турбины К-6-17,5

3.3. Разработка паровой турбины УПТУ МПГ-250

3.4. Разработка фреоновой УПТУ-320-ORC

3.5. Разработка паровой утилизационной турбины УПТУ МПГ-500-5

3.6. Разработка паровой утилизационной турбины УПТУ МПГ-500-6-ORC

3.7. Разработка паровой утилизационной турбины УПТУ МПГ-500-7-ОЯС

3.8. Разработка паровой утилизационной турбины УПТУ МПГ-500-8-0ЯС

3.9. Разработка паровой утилизационной турбины УПТУ МПГ-500-9-0ЯС

Глава 4. Численное исследование характеристик и структуры потока в проточной части малорасходных турбин

4.1. Влияние конструктивных особенностей малорасходных турбин на их эффективность

4.2. Исследование характеристик и структуры потока в проточной части утилизационной паровой турбины УПТУ МПГ-560-6-0ЯС

4.3. Характеристика и структура потока в проточной части турбины УПТУ МПГ-560-9-0ЯС

4.4. Влияние конструктивных факторов на течение рабочего тела в турбине

4.5. Обобщение результатов численных трехмерных расчетов турбин конструкции ЛПИ

Глава 5. Экспериментальные исследования моделей утилизационных паровых малорасходных турбин. Сравнение с расчётными результатами

5.1. Экспериментальные стенды с органическими рабочими телами

5.2. Экспериментальный стенд для исследования модели УПТУ МПГ-560-6-0ЯС

5.3. Вспомогательные элементы экспериментальной установки

5.4. Объекты и цель исследования

5.5. Методика и программа экспериментов

5.6. Методика обработки экспериментальных данных

5.7. Результаты экспериментальных исследований

Глава 6. Реализация комбинированных утилизационных установок

6.1. Утилизационная паротурбинная установка К-6-17,5 для комбинированной газопаровой установки ПГУ-20

6.2. Утилизационная паротурбинная установка УПТУ МПГ-500-9-ORС для комбинированной

установки АЭИ-МТУ-500

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение А

Алгоритмы расчета параметров воды и водяного пара и обработки и аппроксимации

экспериментальных данных

А.1. Алгоритм решения уравнений для воды и водяного пара

А.2. Методика статистической обработки экспериментальных данных

А.3. Аппроксимация множества экспериментальных данных трансцендентными уравнениями

Приложение Б

Выбор и обоснование параметров и конструкции теплообменного оборудования

Б.1. Выбор и обоснование конструкции котла-утилизатора

Б.2. Расчет испарителя

Б.3. Расчет экономайзера

Б.4. Расчет воздушного конденсатора

Б.5. Расчет жидкостного конденсатора для турбины К-6-17,5

Приложение В

Расчет неопределенности при испытании модельной турбинной ступени

ВВЕДЕНИЕ

Федеральным законом России от 23 ноября 2009 г. № 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», в редакции 2021 года [144], поставлена задача формирования новых подходов к совершенствованию энергосбережения и повышению энергетической эффективности. Особую роль в экономическом комплексе Российской Федерации играет ПАО «Газпром» и его дочерние компании, например ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург», где особое внимание уделяется повышению надежности и эффективности энергоснабжения объектов [145], энергопотребление которых определяется потребностями технологических процессов добычи, транспортировки, хранения, переработки и распределения природного газа и газового конденсата [113].

Действующая Единая система газоснабжения (ЕСГ) России обеспечивает непрерывный цикл добычи и поставки газа от скважины до конечного потребителя. Устойчивое функционирование ЕСГ невозможно без надежного снабжения ее технологических объектов электрической энергией. Существующие внешние источники энергоснабжения, включая внешние электросети, недостаточно надежны и не способны гарантированно обеспечить технологические объекты ЕСГ, в том числе при нештатных и чрезвычайных ситуациях [49].

В соответствии с «Программой инновационного развития ПАО «Газпром» к числу ключевых относится разработка и применение теплоутилизирующих комплексов для электро- и теплоснабжения на компрессорных станциях ЕСГ. Цель этой инновационной технологии -экономии природного газа, используемого на компрессорных станциях на собственные нужды и для внешних потребителей.

Россия является мировым лидером по добыче газа. Для его доставки потребителям была построена единая газотранспортная система (ГТС), включающая развитую сеть магистральных газопроводов (МГ) и компрессорные станции (КС) [145]. «Газпром» эксплуатирует самую протяженную газотранспортную сеть в мире [147]. Если вытянуть все газопроводы в одну нитку, то их протяженность составит более 177 тыс. км. Для транспортировки газа используются 254 линейные КС общей мощностью ГПА 46,8 ГВт. [109]. На компрессорных станциях работают более 3300 газоперекачивающих агрегатов (ГПА) с газотурбинным приводом [82], [109], [19], [145]. По данным сотрудников ВНИИГАЗ, приведенным в [126], в общей сложности компрессорный парк ПАО «Газпром» включает 307 компрессорных станций (805 компрессорных цехов) с установленной мощностью около 54 ГВт и характеризуется большим количеством (4612 шт.) и разнообразием газоперекачивающих агрегатов по типоразмерам и

годам выпуска. При этом на долю нагнетателей с газотурбинным приводом приходится почти 90% установленной мощности.

С 1992 года проводятся работы, направленные на снижение выбросов основных парниковых газов при эксплуатации ГТУ в газовой промышленности [57].

Ввиду того, что компрессорные станции и другие предприятия ЕСГ относятся к разряду особо опасных промышленных объектов, особое внимание уделяется снабжению их электрической энергией для обеспечения работы основного технологического оборудования и затрат на собственные нужды. Строительство ЛЭП является очень дорогостоящим мероприятием. К тому же следует учитывать удаленность газпромовских объектов от крупных электростанций. Поэтому выработка электроэнергии за счет теплосброса ГТУ сократит конечные затраты на транспортировку природного газа [148], [45], [53], [83], [80], [69], [220], [225], [51], [62], [52], [99], при этом решаются сразу несколько важных задач: автономное обеспечение КС и внешних потребителей электрической энергией, утилизация теплоты уходящих газов и снижение вредных выбросов, приводящих к тепловому загрязнению окружающей среды.

Настоящая работа посвящена созданию утилизационных паротурбинных установок, использующих теплосброс ГТУ газоперекачивающих станций для выработки электроэнергии. Решение этой задачи особенно важно в условиях повышения стоимости топлива и применения санкций при экспортных поставках, обеспечения внутреннего рынка электрической энергией и выполнения требований, поставленным руководством страны по импортозамещению энергетического оборудования. Приоритетный характер задач по развитию автономного энергоснабжения объектов ЕСГ и высокая востребованность сделала тему исследования актуальной.

Актуальность темы исследования

Наиболее удобной для генерации, использования и передачи конечному потребителю является электрическая энергия, производство которой в мире в 2021 году превысило 28 ТВт-час. Россия по генерации электроэнергии устойчиво занимает 4 место в мире, производя более 1,1 ТВт-час. В мире электроэнергия вырабатывается в основном централизованно, на крупных объектах, каковыми являются теплоэлектроцентрали ТЭЦ и государственные районные электростанции ГРЭС (63%), гидроэлектростанции (16%), атомные электростанции АЭС (10,3%). В последние десятилетия существенный вклад стали вносить распределенные источники энергии, к которым можно отнести ветроустановки (5,3%), солнечные (2,6%), био- и геотермальные источники (2,4%).

Во второй половине 20 века в мировой энергетике проявился интерес к использованию вторичных тепловых ресурсов энергетических объектов: «тепловых следов» после использования высокопотенциальной теплоты. Это относится к разным отраслям промышленности - энергетической, металлургической, химической, стекольной, цементной,

газовой и других.

Температура рабочих тел на выходе из этих установок и процессов составляет 100 ... 7000С; их теплота может быть преобразована в электрическую энергию.

Особый интерес вызывает газовая промышленность, поскольку Россия является мировым лидером по добыче и транспортировке природного газа. По данным ведущих мировых и Российских аналитических центров, энергопотребление в ближайшие 30...40 лет вырастет на 51.. .55%, в основном за счет роста доли природного газа в выработке электроэнергии.

Парк газоперекачивающих агрегатов (ГПА) ПАО «Газпром» включает более 300 компрессорных станций (КС), или более 800 компрессорных цехов, с установленной мощностью около 54 ГВт. Он характеризуется большим количеством и разнообразием газоперекачивающих агрегатов (ГПА) [126]. На долю нагнетателей с газотурбинным приводом приходится почти 90% установленной мощности. При средневзвешенном КПД газовых турбин около 30% [157] , более двух третей теплоты сжигаемого топлива выбрасывается в окружающую среду. При транспортировке природного газа общим объемом до 700 млрд кубометров в год, на нескольких десятках расположенных на одном магистральном газопроводе КС, в камерах сгорания газовых турбин сжигается до 7.8% перекачиваемого газа.

Компрессорные станции принадлежат к категории особо опасных промышленных объектов, энергообеспечение которых должно быть дублировано. Для этих целей перспективно использование теплоты уходящих газов.

Температура газов на выхлопе газовых турбин, в зависимости от их мощности, назначения и КПД, лежит в диапазоне 265. 6050С. На базе имеющихся в ПАО «Газпром» газовых турбин, при использовании утилизационных паротурбинных установок (УПТУ), возможна выработка более 14 ГВт электрической мощности, что почти в 4 раза больше мощности таких крупных атомных электростанций, как Курская, Ново-Воронежская или Ленинградская и в два с половиной раза превышает мощность самой крупной в Европе - Запорожской АЭС.

Для эффективного использования теплоты уходящих газов необходимо разрабатывать многоконтурные схемы и устройства с применением низкокипящих, в том числе органических, рабочих тел. Такой подход обеспечивает эксплуатационную безопасность КС при отрицательных температурах окружающей среды. Кроме того, при этом станет возможным теплоснабжение КС и других локальных объектов.

В настоящее время методики построения тепловых схем УПТУ, их структуры, выбора рабочего тела, расчета и проектирования турбин с учетом особенностей расширения в проточной части органического рабочего тела (ОРТ) недостаточно подробно обоснованы.

На объектах Газпрома не эксплуатируются УПТУ с использованием органического цикла Ренкина. На зарубежных магистральных газопроводах, в подобных установках, в основном производства израильской фирмы «ORMAT», используются традиционные турбинные ступени с полным или парциальным подводом рабочего тела.

Свойства ОРТ таковы, что в проточных частях турбин возникают сверхзвуковые режимы течения, вызывающие образование сложной системы скачков уплотнения.

Предлагаемая концепция позволяет решить актуальную задачу повышения энергоэффективности газотранспортной системы, что особенно важно при сформулированном руководством страны курсе на импортозамещение и создание российских образцов оригинальной техники.

Исходя из изложенного, актуальным является комплексное исследование и создание на его основе многоконтурных УПТУ с использованием высокоперепадных турбин конструкции ЛПИ, разработка схемных решений, выбор и обоснование мощностного ряда, определение свойств и параметров рабочих тел. Задача может быть решена на основе термодинамического, газодинамического и механического анализа вариантов возможных решений с использованием результатов экспериментальных исследований. Все вышесказанное определяет актуальность диссертационной работы.

Степень разработанности проблемы

Работы по созданию УПТУ с использованием органического цикла Ренкина зарубежные фирмы ведут последние 25...30 лет, однако результаты и особенности конструкций не публикуются в открытой печати, что связано с желанием обеспечить коммерческую тайну.

Имеется опыт, в том числе отечественный, создания УПТУ на водяном паре, предназначенных для привода нагнетателей природного газа или электрогенераторов для выработки энергии на собственные нужды КС.

Исследуются свойств низкокипящих органических рабочих тел, характер расширения которых в проточных частях турбин имеет существенные отличия от водяного пара.

За рубежом имеются примеры создания утилизационных турбогенераторных установок, на основе рабочего тела пентана, с передачей выработанной электрической энергии внешнему потребителю.

В СПбПУ Петра Великого в прошедшие десятилетия разработаны высокоперепадные турбинные ступени, предназначенные для работы на сверхзвуковых скоростях и обеспечивающие при этом высокий КПД. Такие турбины позволяют при малых расходах и удельных объемах рабочего тела получать проточные части со степенью парциальности, равной единице. Результаты теоретических исследований получили экспериментальное подтверждение на воздушных стендах, что позволяет рекомендовать их использование при создании турбин на органических рабочих телах.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методологические основы создания утилизационных турбинных установок, использующих теплоту уходящих газов газоперекачивающих станций»

Цель работы.

Целью диссертации является разработка методологических основ создания УПТУ, использующих теплоту уходящих газов газотурбинных установок газоперекачивающих станций (ГПС) для автономной выработки электроэнергии на собственные нужды и для внешних потребителей на базе высокоперепадных малорасходных турбинных ступеней. Экономичность,

надежность и массогабаритные характеристики паротурбинных установок должны превышать лучшие зарубежные и отечественные аналоги.

Задачи исследования:

- классификация ГПА ГПС по технико-экономическим показателям и по базовым технологиям;

- изучение отечественного парка ГПА с газотурбинным приводом;

- расчетное исследование теплоты уходящих из газотурбинных установок (ГТУ) газов;

- расчетное исследование масштаба выработки электрической энергии при использовании теплоты уходящих газов;

- анализ и обоснование расхода электроэнергии на собственные нужды ГПС России;

- разработка многоконтурных тепловых схем, методику их расчёта для УПТУ, использующих теплоту уходящих газов ГПА;

- выбор типа и параметров рабочего тела, типа и количества ступеней, геометрических и режимных параметров ступеней турбин для УПТУ, использующих теплоту уходящих газов;

- обоснование основных этапов проектирования УПТУ с использованием водяного пара и низкокипящих рабочих тел, в том числе органических;

- моделирование, расчет и изготовление объектов исследования;

- создание экспериментального стенда с регистрацией параметров, системы сбора экспериментальных данных для моделей высокоперепадных малорасходных ступеней УПТУ;

- разработка методики испытаний и обработки экспериментальных данных;

- расчётно-экспериментальное изучение и оценка характеристик физических процессов в проточных частях малорасходных турбин УПТУ, использующих органический цикл Ренкина;

- разработка конструкций, создание и доводка опытных образцов малорасходных турбин и УПТУ.

Научная новизна работы

1. В результате исследований разработаны методологические основы создания УПТУ, утилизирующих теплоту уходящих газов, основанных на применении малорасходных турбин конструкции ЛПИ с органическими рабочими телами. Результаты могут быть распространены на любые типы ГПА с температурой уходящих газов в диапазоне от 280 до 5400С.

2. Установлено, что мощность единичного агрегата для покрытия собственных нужд КС должна составить от 300 до 600 кВт, а для передачи электроэнергии внешнему потребителю -4.6 МВт.

3. Выявлено, что при температуре уходящих газов tух.г =280... 5400С их тепловой потенциал на компрессорных станциях ПАО «Газпром» достигает 90.115 ГВт.

4. Показано, что при использовании указанной теплоты выработка электрической энергии

в ПАО «Газпром» предлагаемыми УПТУ может достигнуть 11.15 ГВт.

5. Обоснованы многоконтурные тепловые схемы УПТУ, использующих теплоту уходящих газов, в том числе с использованием низкокипящих и органических рабочих тел.

6. Показано, что при значениях комплекса пропускной способности А<0,02 [116], КПД высокоперепадных малоразмерных турбин (МРТ) конструкции ЛПИ выше, чем у обычных парциальных турбин на 8.15 абсолютных процентов.

7. Численным моделированием процессов в проточной части МРТ конструкции ЛПИ, выявлено влияние элементов конструкции на характеристики турбины; выработаны рекомендации по совершенствованию малорасходных турбин УПТУ.

8. Экспериментально определены характеристики модельных ступеней МРТ конструкции ЛПИ для применения в УПТУ, использующих теплоту уходящих газов ГТУ ГПС, в том числе работающих на органических рабочих телах.

9. Получены приоритетные результаты в исследовании малорасходных турбин УПТУ, установлена связь их характеристик с начальным давлением и частотой вращения.

10. Впервые в мировой практике большешаговые высокоперепадные малорасходные турбины конструкции ЛПИ применены в циклах с органическим рабочим телом.

11. Опытно-промышленные образцы УПТУ смонтированы на компрессорных станциях.

Теоретическая и практическая значимость работы

1. Разработанные методологические основы создания УПТУ, использующих теплоту уходящих газов ГТУ, позволяют оптимизировать проектирование и создавать высокоэффективные компактные УПТУ для автономной выработки электроэнергии, в том числе на собственные нужды ГПС.

2. Создана база для экспериментальных и натурных исследований малорасходных турбин конструкции ЛПИ для УПТУ.

3. Результаты исследований внедрены в разработку проектов и создание натурных образцов малорасходных турбин и утилизационных паротурбинных установок.

4. Обоснованы, изготовлены и размещены на объектах натурные образцы малорасходных турбин конструкции ЛПИ, использованных при создании УПТУ.

Методология и методы исследования

При решении поставленных задач использовались гносеологические положения как совокупность гипотетико-дедуктивных методов научного познания. Применительно к научно-технической сфере деятельности использовались теоретические и экспериментальные методы, основанные на законах сохранения.

При построении математических моделй тепловых схем применялись основополагающие методы гидрогазодинамики, термодинамики, теоретической механики.

При выполнении трехмерных численных расчетов проточных частей паровых турбин с использованием низкокипящих и органических рабочих тел использовались проверенные и сертифицированные вычислительные пакеты, например АКБУБ СБХ.

При проведении экспериментальных исследований использовались измерительные системы сбора и обработки с высокой степенью дискретизации.

Разработанные методологические основы подтверждены результатами экспериментальных исследований.

Личный вклад автора заключается:

- в постановке задач исследования;

- в обзоре и классификации ГТУ ГПС по технико-экономическим показателям, мощности и базовым технологиям, в изучении отечественного парка ГТУ, используемых на ГПС;

- в оценке режимных параметров и теплоты уходящих газов ГТУ ГПС ПАО «Газпром»;

- в оценке возможностей выработки электрической энергии ГТУ ГПС ПАО «Газпром» за счёт использования теплоты уходящих газов;

- в анализе и обосновании потребности в электрической энергии на собственные нужды КС и внешних потребителей;

- в выборе режимных и геометрических параметров УПТУ, использующих теплоту уходящих газов;

- в создании базы и оборудования для экспериментальных исследований МРТ УПТУ;

- в расчётно-экспериментальных исследованиях малорасходных турбин УПТУ;

- в разработке конструкций, создании и доводке опытных образцов МРТ УПТУ.

На защиту выносятся:

- методологические основы создания утилизационных паротурбинных установок, использующих теплоту уходящих газов ГТУ ГПС;

- результаты исследований располагаемой теплоты уходящих газов на выходе из ГТУ разных типов на газоперекачивающих станциях России;

- анализ и обоснование электрической мощности, необходимой для покрытия собственных нужд ГПС и внешних потребителей;

- расчёт многоконтурных тепловых схем и разработка методов расчёта комбинированных установок с УПТУ, использующих теплоту уходящих газов ГТУ ГПС;

- выбор оптимальных режимных и геометрических параметров УПТУ, использующих теплоту уходящих газов ГТУ ГПС;

- методики испытаний и обработки экспериментальных данных;

- результаты расчётно-экспериментальных исследований малорасходных турбин УПТУ;

- физическая картина течения рабочего тела в проточной части и оценки характеристик

малорасходных турбин УПТУ;

- конструкции и опытные образцы малорасходных турбин УПТУ.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечена:

- использованием современных апробированных и тестированных методик, созданных с учетом результатов экспериментальных исследований и численного моделирования процессов в проточных частях сопловых, направляющих аппаратов и рабочих колес турбомашин разного типа;

- проведением экспериментальных исследований по научно-обоснованным методикам, с использованием оборудования, измерительных приборов и аппаратуры, прошедших метрологическую аттестацию в сертифицированных учреждениях;

- применением современных методик при обработке опытных данных с оценкой уровня неопределенностей и использованием статистического анализа;

- совпадением результатов с надёжными результатами других исследований при сопоставимых условиях.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на семинарах, выставках, конференциях, включая следующие:

- Заседание секции «Энергетика» Научно-технического совета ОАО «Газпром», г. Санкт-Петербург, 13-15 февраля 2007 г.

- Межрегиональная конференция «Инновационная политика и изобретатели (Россия -начало XXI века)», Санкт-Петербург, СПбПУ, 28-29 апреля 2009 г.

- II Международный форум «ENERGY FRESH 2010», Москва ЦВК Экспоцентр, 23-24 сентября 2010 года.

- Всемирная универсальная выставка ЭКСП0-2010, Шанхай, КНР, 12-14 октября 2010 г. За работу «Автономные источники электрической энергии» серебряными медалями и дипломами отмечены: ООО НТЦ «Микротурбинные технологии»; СПбГПУ, ООО «Газпром трансаз Санкт-Петербург»; ЦКТИ им. Ползунова.

- «I Конференция молодых специалистов инженерно-технических служб ОАО «Силовые машины» 25 ... 26 ноября 2010 года.

- Международная научно-практическая конференция «XXXIX Неделя науки СПБГПУ», Санкт-Петербург, СПбГПУ, 6.11 декабря 2010 г.

- 6-я международная ярмарка изобретений SIIF 2010. Сеул, Республика Корея, 2-5 декабря 2010 г. Дипломом первой степени, золотой медалью и специальным призом республики Польша отмечена разработка коллектива авторов Санкт-Петербургского государственного политехнического университета (СПбГПУ) «Малорасходная центростремительная парциальная

турбина».

- 17.20 мая 2011 выставка «Энергетика и Электротехника». Диплом за развитие энергетического комплекса, продвижение электротехнической продукции на российский рынок и активное участие в выставке «Энергетика и электротехника».

- 28.29 сентября 2011 года III Центральный международный форум ENERGY FRESH 2011. Разработка «Автономный энергоисточник на базе микротурбодетандерного генератора МДГ-20» на основе малорасходной турбины конструкции ЛПИ была награждена за достижения в области развития возобновляемой энергетики и энергосбережения в России в номинации «Энергоэффективное решение. Planet dreaming 2011».

- 22-ая международная выставка «Изобретения, инновации и технологии» ITEX' 11, Куала-Лумпур, Малайзия, 20-22 мая 2011 г. Получена золотая медаль и специальный приз за лучшую разработку в области защиты окружающей среды.

- Международная специализированная выставка газовой промышленности и технических средств для газового хозяйства «Рос - Газ - Экспо 2012». 19 июня 2012 г. Диплом участника.

- 40-й международный салон изобретений. Женева, Швейцария, 18-22 апреля 2012 г. Получен диплом и золотая медаль выставки.

- 12-й Петербургский международный энергетический форум, Санкт-Петербург, Ленэкспо, 18-20 сентября 2012 года.

- «III Конференция молодых специалистов инженерно-технических служб ОАО «Силовые машины» 31 октября.2 ноября 2012 года.

- 1.4 ноября 2012, Германия, г. Нюрнберг. 64-я Международная выставка «Идеи -Изобретения - Новые Продукты» IENA-2012. Получена серебряная медаль.

- Международная научно-практическая конференция «XL Неделя науки СПБГПУ», Санкт-Петербург, СПбГПУ, 3.8 декабря 2012 г.

- «IV Конференция молодых специалистов инженерно-технических служб ОАО «Силовые машины» 7.8 ноября 2013 года.

- Научно-практическая конференция с международным участием «НЕДЕЛЯ НАУКИ СПбГПУ», 2.7 декабря 2013 года.

- 28 ноября.1 декабря 2014, Республика Корея, г. Сеул. Seoul International Invention Fair 2014 (SIIF 2014). Получена бронзовая медаль.

- 11-я Европейская конференция по турбомашинам, газо- и термодинамике. ETC 2015. 2327 марта 2015 г. Мадрид, Испания.

- 12-й Международный симпозиум по экспериментальной и расчетной газотермодинамике внутренних течений. 13-16 июля 2015, Леричи, Италия.

- Международный семинар по энергетическим системам на основе использования

органических рабочих тел. ASME ORC 2015. 12-14 октября 2015.г. Брюссель, Бельгия.

- Научный форум с международным участием «Неделя науки СПбПУ»: материалы научно-практической конференции. Институт энергетики и транспортных систем. СПбПУ, 2015.

- 9-й Международный салон "Комплексная безопасность-2016", 17-20 мая 2016 года, Москва, ВДНХ, павильон 75.

- 12-я Европейская конференция по турбомашинам «Газовая динамика и термодинамика турбомашин» ETC2017. 3-7 апреля 2017 г., Стокгольм, Швеция.

- Всероссийская конференция изобретателей 1-2 декабря 2017 года, Санкт-Петербург.

- VI Иранская конференция по газовым турбинам. Тегеран, Исламская Республика Иран, 6-7 февраля 2018 г.

- Неделя науки СПбПУ. Материалы научной конференции с международным участием. Институт энергетики и транспортных систем. 2018.

- Proceedings of 13th European Conference on Turbomachinery Fluid Dynamics & Thermodynamics. ETC13, April 8-12, 2019; Lausanne, Switzerland, 2019.

- International Scientific Electric Power Conference - 2019 IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 643 (2019) 012140 IOP Publishing doi:10.1088/1757-899X/643/1/01214

- Неделя науки СПбПУ: материалы научной конференции с международным участием, 1823 ноября 2019 г. Институт энергетики. - СПб. : ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2020.

- Современные технологии и экономика энергетики. Материалы Международной научно-практической конференции. Санкт-Петербург, 2021.

- Новые технологии в газовой отрасли: опыт и преемственность. Тезисы докладов IX Молодежной международной научно-практической конференции . Видное, п. Развилка, 2021.

- Proceedings of the 6th International Seminar on ORC Power Systems, Technical University of Munich, 11.10.2021-13.10.2021, E-ISBN: 978-3-00-070686-8 , Bookseries ISSN 2709-7609

Основные материалы диссертации опубликованы в 47 печатных работах, из них 22 входят в перечень ВАК, в том числе 17 входят в перечень ВАК по специальности 05.04.12 «Турбомашины и комбинированные турбоустановки», 8 работ опубликованы в журналах, рецензируемых в базах SCOPUS и Web of Science, получено 5 патентов на полезные модели.

Глава 1. Обзор, состояние вопроса, постановка цели и задач исследования. Утилизация

теплосброса газоперекачивающих станций

1.1. Магистральные газопроводы и газоперекачивающие станции России

ПАО «Газпром» - глобальная энергетическая компания, которой принадлежит крупнейшая в мире газотранспортная сеть - единая система газоснабжения (ЕСГ) России [109]. «Газпром» располагает самыми богатыми в мире запасами природного газа. Его доля в мировых запасах газа составляет 17%, в российских - 72%. На «Газпром» приходится 11% мировой и 66% российской добычи газа. Компания активно реализует масштабные проекты по освоению газовых ресурсов полуострова Ямал, арктического шельфа, Восточной Сибири и Дальнего Востока, а также ряд проектов по разведке и добыче углеводородов за рубежом [109], [19].

ЕСГ включает развитую сеть магистральных газопроводов (МГ), компрессорные станции (КС) разных типов и подземные хранилища газа (ПХГ).

ЕСГ России, Рисунок 1.1 [145] включает в себя более 177 тыс. км МГ и газопроводов-отводов, 254 линейных КС с общей установленной мощностью газоперекачивающих агрегатов в 46,8 ГВт.

V. - > У I (

и»ми

* ЛЯ» 4 1 •( • _ •'

Рисунок 1.1 - Единая система газоснабжения России [145]

К настоящему моменту на территории России функционирует 17 дочерних обществ ПАО «Газпром» со 100% его участием, основным видом деятельности которых является

магистральная транспортировка газа [109]. Вклад ПАО «Газпром» в формирование общемирового и отечественного топливно-энергетического комплекса представлен в работе [19].

В Таблице 1.1 [99], [88] представлены данные о количестве КС, цехов, а также о количестве газотурбинных, электроприводных и газомотокомпрессорных ГПА используемых на предприятиях ПАО «Газпром».

Таблица 1.1 - Данные о количестве ГПА с различным приводом [99]

Газотранспортные управления КС (шт.) Сумма цехов на КС ГГПА ЭГПА ГМК Агрегаты в сумме

£ [ [ ЭГПА ГМК Всего Количество (шт.) Мощность (МВт) Количество (шт.) Мощность (МВт) Количество (шт.) Мощность (МВт) Количество (шт.) Мощность (МВт)

ГПД Надым 11 13 13 49 551,2 0 0,0 0 0,0 49 551,2

ГПД Ноябрьск 4 7 7 36 459,6 0 0,0 0 0,0 36 459,6

ГПД Оренбург 3 4 1 5 24 240,0 9 567 0 0,0 33 296,7

ГПД Уренгой 16 31 31 99 1566,0 0 0,0 0 0,0 99 1566,0

ГПД Ямбург 8 15 15 83 1292,0 0 0,0 0 0,0 83 1292,0

Газпром переработка 1 3 3 30 186,6 0 0,0 0 0,0 30 186,6

Газпром ПХГ 17 16 1 17 34 99 557,0 6 37,8 127 183,8 232 778,6

ГПТГ Волгоград 13 24 4 28 144 1489,7 42 236,0 0 0,0 186 1725,7

ГПТГ Екатеринбург 13 12 6 18 83 845,3 50 218,4 0 0,0 133 1063,7

ГПТГ Казань 2 7 7 26 450,3 0 0,0 0 0,0 26 450,3

ГПТГ Кубань 8 7 3 10 44 346,3 0 0,0 36 39,6 80 385,9

ГПТГ Махачкала 2 1 1 2 6 37,8 10 40,0 0 0,0 16 77,8

ГПТГ Москва 23 29 19 48 136 1430,8 142 1365,5 0 0,0 278 2796,3

ГПТГ Н. Новгород 18 32 18 50 141 1950,3 128 1600,0 0 0,0 269 3550,3

ГПТГ Самара 6 13 4 17 91 940,5 28 350,0 0 0,0 119 1290,5

ГПТГ Санкт-Петербург 11 17 8 25 83 768,8 80 324,3 0 0,0 163 1093,1

ГПТГ Саратов 10 23 7 30 118 942,3 58 436,0 0 0,0 176 1378,3

ГПТГ Ставрополь 13 15 3 18 93 907,0 16 77,8 0 0,0 109 934,8

ГПТГ Сургут 17 27 8 35 188 2310,4 64 800,0 0 0,0 252 3110,4

ГПТГ Томск 8 2 6 8 7 70,0 28 112,0 0 0,0 35 182,0

Газотранспортные управления КС (шт.) Сумма цехов на КС ГГПА ЭГПА ГМК Агрегаты в сумме

£ [ [ ЭГПА ГМК Всего Количество (шт.) Мощность (МВт) Количество (шт.) Мощность (МВт) Количество (шт.) Мощность (МВт) Количество (шт.) Мощность (МВт)

ГПТГ Уфа 6 12 12 84 931,8 0 0,0 0 0,0 84 931,8

ГПТГ Ухта 15 54 4 58 295 3120,4 28 112,0 0 0,0 323 3232,4

ГПТГ Чайковский 16 61 61 264 4148,2 0 0,0 0 0,0 264 4148,2

ГПТГ Югорск 35 217 217 1165 15650,8 0 0,0 0 0,0 1165 15650,8

Кубань Газпром 2 2 2 0 0,0 12 3,8 0 0,0 12 3,8

ОАО "Газпром" 278 642 92 20 754 3388 41193,1 701 5770,3 163 223,4 4252 47186,8

в том числе СПХГ 17 16 1 17 34 99 557,0 6 37,8 27 183,8 232 778,6

в том числе ДКС УКПГ 46 76 2 78 351 4655,4 21 60,5 0 0,0 372 4715,9

Сокращения в Таблице 1.1: ГПД - Газпром добыча, ГПТГ - Газпром трансгаз, ГГПА -газотурбоприводные ГПА, ЭГПА - электроприводные ГПА, ГМК - газомотокомпрессоры, ДКС - дожимные компрессорные станции, СПХГ - станция подземного хранения газа, УКПГ -установка комплексной подготовки газа.

Из Таблицы 1.1 следует, что от общего количества ГПА доля газотурбинного привода достигает 79,7%, против 16,5% электро- и 3,8% поршневого привода [99].

Газотурбинные установки газоперекачивающих станций. Вид привода КС и их установленная мощность в основном определяются пропускной способностью газопровода и степенью сжатия газа на КС [19], [92].

ГПА, применяемые для компримирования газа на КС, по типу привода подразделяются на три основных группы: газотурбинные установки; электроприводные агрегаты (ЭГПА); газомотокомпрессорные установки (ГМК) [99].

К первой группе относятся ГПА с приводом центробежного нагнетателя от газовой турбины; ко второй - агрегаты с приводом от электродвигателя и к третьей группе - агрегаты с приводом от поршневых двигателей внутреннего сгорания, использующих в качестве топлива природный газ.

Газотурбинный привод осуществляют с помощью стационарных ГТУ, а также конвертированных авиационных и судовых ГТУ.

К стационарным газотурбинным установкам, специально спроектированным для

использования на КС, следует отнести установки Уральского турбомоторного завода (УТМЗ): ГТ-6-750, ГТН-6, ГТК-16, ГТН-25-1; Невского завода (НЗЛ): ГТК-5, ГТ-700-5, ГТ-750-6, ГТК-10-2, ГТК-10-4, ГТНР-10, ГТК-16, ГТН-25. В последние годы для компрессорных станций экспортных газопроводов довольно широкое распространение получили ГТУ «Ладога-32» производства «РЭП-холдинг». На КС эксплуатируются и стационарные установки импортного производства, выпускаемые фирмами John Brown Company, AEG-Kanis, Nuovo Pignone, General Electric, Hitachi, Ingersoll Rand, Siemens industrial turbomachinery, Solar, а также установки типа: Аврора, Дон-1,2 и 3, изготавливаемые машиностроительным заводом в г. Брно, Чехия. На компрессорной станции «Портовая» в ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург» эксплуатируются 6 ГПА с единичной мощностью 52 МВт (Trent 60) и 2 ГПА с единичной мощностью 27 МВт (RB211) (производство «Rolls-Royce», США).

Подробный перечень и анализ ГПА на различных КС выполнен в работах с участием автора диссертации [99], [61].

Парогазовая установка КС «Грязовец». Внедрение газопаровых установок (ГПУ) на КС МГ началась в России в последние два десятилетия 20-го века с решения Министерства газовой промышленности о создании комбинированной утилизационной установки (УПТУ) на КС «Грязовец» [25].

Принятая для КС «Грязовец» концепция не предполагала выработку электрической энергии. Механическая энергия, вырабатываемая УПТУ, впрямую передавалась одному из нагнетателей природного газа. Технологическая схема показана на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Технологическая схема с основными элементами ГПУ на КС «Грязовец» 1 - газовая турбина ГТН-25; 2 - КУ; 3 - барабан-сепаратор; 4 - паровая турбина; 5 -конденсатор; 6 - деаэратор; 7 - нагнетатель природного газа Н-235-1.

1.2. Опыт применения утилизационных паротурбинных установок на газоперекачивающих станциях

7

Мощность паровой турбины (ПТ) по проекту составляла 10 МВт. 12 февраля 1997 г. установка была включена в работу на газоперекачивающую магистраль с целью проверки ее работоспособности при эксплуатационных условиях. Она проработала до 16 апреля 1997 г [60].

Блочный утилизационный энергокомплекс на КС «Чаплыгин». На КС «Чаплыгин» ООО «Мострансгаз» в 2001 году запущен в эксплуатацию блочный утилизационный комплекс (БУТЭК) мощностью 500 кВт, использующий теплоту уходящих газах газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц 6,3 (Рисунки 1.3 и 1.4) [33]. БУТЭК был предназначен для выработки электроэнергии на нужды компрессорной станции.

Рисунок 1.3 - БУТЭК мощностью 500 Рисунок 1.4 - Принципиальная тепловая схема

кВт на КС «Чаплыгин» [39] БУТЭК

Обозначения на Рисунке 1.4: 1 - компрессор ГТУ; 2 - камера сгорания; 3 - турбина газогенератора; 4 - силовая турбина; 5 - компрессор природного газа; 6 - котел-утилизатор; 7 -паровая турбина; 8 - электрогенератор; 9 - воздушно - конденсационная установка (ВКУ)

УПТУ комплекса, со скоростью вращения 8000 об/мин, питалась паром с температурой 473 К и давлением 0,75 МПа при расходе 2,64 кг/с.

Несколько труб в котле-утилизаторе были разрушены в результате промерзания в зимний период и несколько труб прогорели, что вынудило остановить энергокомплекс БУТЭК.

Газопаротурбинная установка «Водолей» на КС «Ставищенская». В 2003 году на КС «Ставищенская» была запущена утилизационная установка, разработанная на предприятии «Зоря» - «Машпроект» (Рисунок 1.5) [122],[121].

Рисунок 1.5 - КГПТУ- 16К «Водолей» на ГКС Ставищенская

Утилизация не предполагала использование паротурбинной части, а генерируемый в КУ пар направлялся в камеру сгорания ГТД. Подобное решение позволило улучшить экологические характеристики, снизить температуру уходящих газов и увеличить КПД до значения 42,1%.

Компрессорный агрегат с парогазовым приводом на КС в Мальнове (Германия). Компрессорная станция в городке Мальнов (Mallnow) функционирует в составе газопроводов Gascade Gastransport, Рисунок 1.6 [110].

Рисунок 1.6 - КС Мальнов в газотранспортной системе Германии

Уходящие газы ГТУ при температуре 4600С направляются в КУ (позиция 2 на Рисунке 1.7), сгенерированный в котором пар поступает в турбину DK 63/130 (позиция 1 на Рисунке 1.7), механическая энергия от которой приводит в движение нагнетатель природного газа 3.

Значительная часть выработанной электроэнергии тратится на питание электродвигателей вентиляторов воздушного конденсатора 5, и обеспечение подготовки природного газа 4, с целью его фильтрации и осушения.

Рисунок 1.7 - Размещение оборудования на КС в Мальнове Итак, УПТУ на КС в г. Мальнове не предназначена для выработки электрической энергии. Теплоутилизационные установки на газопроводе «Northern Border Pipeline» (США).

На компрессорных станциях №№ 7, 9, 10 и 11 (Рисунок 1.8) североамериканского газопровода «Northern Border Pipeline», на выхлопе ГТД смонтированы УПТУ, в которых реализован органический цикл Ренкина (ORC). В качестве рабочего тела применяется пентан (C5H12), выбор которого был обусловлен двумя факторами - во-первых недостатком теплового потенциала для получения водяного пара нужных параметров, а во-вторых гораздо меньшей удельной теплотой парообразования по сравнению с водой.

Рисунок 1.8 - Схема газопровода «Northern Border Pipeline» [111]

На Рисунке 1.9 а) и б) показано типовое оборудование для ORC, установленное на КС № 7. На других упомянутых КС установлено аналогичное оборудование, разработанное и изготовленное компанией Ormat Technologies.

Рисунок 1.9 - Турбинное оборудование для органического цикла Ренкина на КС № 7 (1 -воздушный конденсатор; 2 - котел утилизатор; 3 - байпас дымовой трубы; 4 - здание компрессора; 5 - подогреватель; 6 - испаритель; 7 - генератор; 8 -рекуператор; 9 -турбина)

Схема установки представлена на Рисунке 1.10. Уходящие газы при температуре около 5000С отдают теплоту в КУ пентану первого контура. Газообразный пентан при температуре 2600С направляется в испаритель и экономайзер, где передает теплоту предварительно подогретому в рекуператоре и экономайзере пентану второго контура. На вход в турбину поступает пар, перегретый до температуры 2000С.

Рисунок 1.10 - Схема установки компании Ormat Technologies

Расширение в турбине происходит в зоне перегретого пара. Расчетный КПД 18%. Используя теплоту уходящих газов одного ГПА единичной мощностью 27 МВт (RB211), УПТУ, за вычетом 0,8 МВт на собственные нужды, позволяет получить мощность на клеммах генератора 5,7 МВт.

1.3. Применение органического цикла Ренкина

Применение турбин с органическим циклом Ренкина насчитывает многие десятилетия. Наряду с развитием «большой» энергетики возникла необходимость разработки

технологий, способных преобразовывать низко- и среднепотенциальную теплоту промышленного и природного происхождения (геотермальная, солнечная энергия, сжигание биомассы, тепловые «хвосты» и прочее.) [18]. Огал применяться цикл Ренкина с органическими рабочими телами - класс соединений, в состав которых входит углерод [8].

История развития технологий ORC включает такие имена, как Говард [164], [203], Офельд [158], Шуман[207], ди Амелио [162].

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Забелин Николай Алексеевич, 2023 год

Список литературы

1. Аксютин, О.Е. Повышение энергетической эффективности магистрального транспорта газа ПАО «Газпром» на основе реализации высокоэффективных технологий утилизации тепловой энергии выхлопных газов газотурбинных установок газоперекачивающих агрегатов / О.Е. Аксютин, А.Г. Ишков, Г.А. Хворов, М.В. Юмашев, Е.В. Юров, В.П. Мохов, О.В. Мохов // Газовая промышленность СПЕЦВЫПУСК.- 2017. - № 1 (750). - С. 64-69.

2. Александров, А.А. Система уравнений IAPWS-IF97 для вычисления термодинамических свойств воды и водяного пара в промышленных расчетах ч. 2. Дополнительные уравнения. / А.А. Александров // Теплоэнергетика. - 1998. - № 10. - С. 64-72.

3. Александров, А.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара / А.А. Александров, Б.А. Григорьев. - М.: Изд. МЭИ, 1999 - 168 с.

4. Амелин, А.Г. Теоретические основы образования тумана при конденсации пара. /

A.Г.Амелин. - 3-е изд. доп. и перераб., - М.: «Химия», 1972. - 304 с.

5. Арсеньев, Л.В. Газотурбинные установки. Конструкции и расчет: справочное пособие / Л.В. Арсеньев, Ф.С. Бедчер, И.А. Богов и др.; Под общ. ред. Л.В. Арсеньева, В.Г. Тырышкина. -Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978. - 232 с.

6. Арсеньев, Л.В. Стационарные газотурбинные установки / Л.В.Арсеньев, В.Г.Тырышкин, И.А.Богов и др.; Под ред. Л.В.Арсеньева, В.Г.Тырышкина. Л. Машиностроение, 1989. - 543 с.

7. Барилович, В.А. Основы технической термодинамики и теории тепло- и массообмена. /

B.А. Барилович, Ю.А. Смирнов // СПб.: Изд-во СПбПГУ, 2010. - 338 с.

8. Белов, Г. В. Органический цикл Ренкина и его применение в альтернативной энергетике. / Г. В. Белов, М. А. Дорохова // Научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. «Наука и образование», - февраль 2014г. - С. 99-117.

9. Беседин, С.Н. Микротурбинный генератор электрической мощности 100 кВт (МТГ 100). / С.Н. Беседин, В.А. Рассохин, Е.И. Окунев. // Научно- технические ведомости СПбГПУ. - 2010. - №3 - С.57-61.

10. Беседин, С.Н. Экспериментальный стенд и методика исследования турбомашин газотурбинных установок малой мощности / С.Н. Беседин, В.А. Рассохин, Г.Л. Раков, Г.А. Фокин. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2010. - Т. 12. - №12. - С. 284-289.

11. Боровков, В.М. Материалы и прочность оборудования ТЭС / В.М. Боровков, Л.Б. Гецов, Ю.С. Воробьев. СПб, Изд. СПбПУ. 2008. - 610 с.

12. Бродов, Ю.М. Конденсационные установки паровых турбин / Ю.М. Бродов, Р.З. Савельев // - М., Энергоатомиздат, 1994 - 288 с.

13. Ван Тассел, Д. Стиль, разработка, эффективность, отладка и испытание программ. / Д. Ван Тассел. Издание 2-е, испр., - М., Мир. 1985, - 336 с.

14. Васильев, А. П. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей : учебник для вузов / А. П. Васильев, В. М. Кудрявцев, В. А. Кузнецов и др. ; ред. В.М. Кудрявцева - 4 -е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., - 1993. - 368 с.

15. Веллер, В.Н. Регулирование и защита паровых турбин. / В.Н. Веллер, - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 104 с., ил.

16. Вербук, В. М. Метод Вегстейна как модификация метода секущих. / В. М. Вербук, Д. И. Мильман // Журнал. вычисл. матем. и матем. физ., 1977, том 17, № 2, С.507-508.

17. Вукалович, М.П. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара / М.П. Вукалович, С.Л. Ривкин, А.А. Александров. - М: МЭИ, 2006. - 168 с.

18. Вяткин, М.А. Вторичные энергетические ресурсы промышленности. / М.А. Вяткин. -М.: Всесоюзный заочный политехнический институт, 1986. - 44 с.

19. Газпром в цифрах 2016—2020 гг. Справочник. [Электрон. ресурс] // Режим доступа: http://www.gazprom.ru/about/production/ (дата обращения 27.10.2022).

20. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: уч. пособ. для вузов / Под ред. С.В. Цанева. - М.: изд-во МЭИ, 2002. - 584 с.

21. Газотурбинный двигатель НК-16 СТ [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://inni.info/produkt/gazoturbinnyye-dvigateli/gazoturbinnyy-dvigatel-nk-16-st (дата обращения: 23.07.2022).

22. Томаров, Г.Н. Геотермальная энергетика: Справочно-методическое издание / Г.Н. Томаров, А.И. Никольский, В.Н. Семенов, А.А. Шипков; Под редакцией П.П. Безруких. - М.: «Интертехэнерго-Издат», «Теплоэнергетик», 2015. - 304 с.

23. Гецов, Л.Б. Материалы и прочность деталей газовых турбин. / Л.Б. Гецов. - М.: Недра, 1996. - 591 с. ISBN 5-247-03620-4

24. Гоголев, И.Г. Аэродинамические характеристики ступеней и патрубков тепловых турбин. / И.Г. Гоголев. - Брянск: Брянское издательство «Грани», 1995. - 258 с.

25. Гольдштейн, А.Д. Парогазовая установка компрессорной станции «Грязовец» / А.Д. Гольдштейн, В.Ф. Кузнецов, А.В. Пичкалов // АООТ «НПО-ЦКТИ» Сб. научных трудов ЦКТИ. Выпуск 281, т. 2. - СПб.: 1997.- C. 23-28.

26. ГОСТ 27.002-2015 Надежность в технике. - М. Стандартинформ, 2016, - 28 с.

27. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85) Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Обозначения условные и правила выполнения. Дата введения 1992-01-01. - М.: Стандартинформ, 2010. - 158 с.

28. ГОСТ Р 54500.3-2011 (ИСО 98-3: 2008) Неопределённость измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределённости измерения. - М.: Стандартинформ, 2012. - 100 с.

29. ГОСТ 32419-2013 Межгосударственный стандарт классификация опасности химической продукции. Общие требования. - М., Стандартинформ, 2014, - 25 с.

30. ГОСТ 8.586.1—2005. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. - М., Стандартинформ, 2007, - 44 с.

31. ГОСТ Р 8.736-2011. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. - М., Стандартинформ, 2019, - 20 с.

32. Гришутин, М.М. Паротурбинные установки с органическими рабочими телами. / М.М. Гришутин, Л. Машиностроение, 1988. - 219 с.

33. Дашулин, Н. Блочный утилизационный энергокомплекс мощностью 500 кВт на КС «Чаплыгин» / Н. Дашунин, О. Мильман, С. Циммерман, Н. Винниченко // Газотурбинные технологии.- 2003.- №6.- C.34-35.

34. Деев, Л.В. Котельные установки и их обслуживание: практ. пособ. для ПТУ. / Л.В. Деев, Н А. Балахничев // - М.: Высш. шк., 1990. - 239 с.

35. Дейч М.Е. Газодинамика диффузоров и выхлопных патрубков турбомашин. / М.Е. Дейч, А.Е. Зарянкин. - М.: Энергия, 1970. - 384 с.

36. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. / Н. Джонсон, Ф. Лион; под ред.Э.К. Лецкого и Е В. Марковой. -М.: - Мир, 1981. - 520 с.

37. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2021 год. РОСГИДРОМЕТ, М, 2022, [Электронный ресурс] Режим доступа: http://climatechange.igce.ru/ (дата обращения: 28.10.2022).

38. Долотовская, Н. В. Проектирование и оптимизация аппаратов воздушного охлаждения. Учеб. пособие. / Н. В. Долотовская. - Саратов, 1996. 44 с.

39. Донское ЛПУМГ. [Электрон. ресурс]// Режим доступа: https://moskva-tr.gazprom.ru/ donskoe-lpumg/ (дата обращения 15.06.2022).

40. Епифанов, А. А. Численное моделирование трехмерного течения в решетках и ступенях малорасходных турбин ЛПИ : Дисс. ... канд. техн. наук : 05.04.12 / Епифанов Андрей Андреевич. - СПб., 2012. - 122 с.

41. Епифанов, А.А. Опыт численного моделирования структуры течения и характеристик ступеней малорасходных турбин ЛПИ / A.A. Епифанов, В.А. Рассохин, А.И. Кириллов // XL Неделя науки СПбГПУ: материалы международной научно-практической конференции. Ч. III. -СПб. : Изд-во Политехи, ун-та, 2011, C. 47- 48.

42. Забелин, Н.А. Исследование сепарации влаги в подводящих и перепускных патрубках паровых турбин : Дисс. ... канд. техн. наук : 05.04.01 / Забелин Николай Алексеевич. - Л., 1982. - 220 с.

43. Забелин, Н.А. Разработка комбинированной парогазовой установки на базе газотурбинного двигателя типа НК-16СТ // К.Д. Андреев, Н.А. Забелин, В.А. Рассохин, Е.А..Ходак / Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2011. - № 1(117). - С. 88-95.

44. Забелин, Н.А. Выбор паровой турбины для парогазовой установки на базе газотурбинного двигателя типа НК-16СТ. / К.Д Андреев, Н.А. Забелин, В.А. Рассохин, Е.А. Ходак // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2011. - № 2(123). - С. 43-53.

45. Забелин, Н.А. Создание автономного локального источника электрической энергии для электроснабжения линейных потребителей на базе малорасходной турбины конструкции ЛПИ. / С.В. Андреев, Н.А. Забелин, С.П. Петров, В.А. Рассохин // Материалы заседания секции «Энергетика» Научно-технического совета ОАО «Газпром» (г. Санкт-Петербург, 13-15 февраля 2007 г.). - М.: ООО «ИРЦ «Газпром», - 2007. - С.113-124.

46. Забелин, Н.А. Расчет тепловой схемы газотурбинной установки: Учебное пособие. / В.В. Барсков, С.Н. Беседин, Н.А. Забелин, Раков Г.Л., В.А. Рассохин, Г.А. Фокин. - СПб.: СПбПУ, - 2018. - 36 с.

47. Забелин, Н.А.. Теплообменный аппарат : Патент на полезную модель № 136547 /

A.Л.Беркович, Н.А.Забелин, В.Г.Полищук, В.А.Рассохин. // Российская Федерация, МПК F28C 3/06 (2006.01) : заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский Государственный политехнический университет» (Ки). - № 2013130068/06 ; заявл. 01.07.2013 ; опубл. 10.01.2014, Бюл. № 1. - 3 с. : ил.

48. Забелин, Н.А. Стенд для исследования высокооборотных модельных ступеней малорасходных турбин конструкции ЛПИ. / С.Н.Беседин, Н.А.Забелин, Ю.В.Матвеев,

B.А.Рассохин, Г.Л.Раков, Г.А.Фокин // Тезисы доклада: «Высокие интеллектуальные технологии и инновации в образовании и науке» XVII Международная научно-методическая конференция. Т.1. 11-12 февраля 2010 г. - С. 262-263.

49. Забелин, Н.А.. Повышение эффективности газораспределительных систем за счет применения автономных источников электроснабжения на базе микротурбодетандерных генераторов малой мощности / С.Н. Беседин, Н.А.Забелин, В.А. Рассохин, Г.А. Фокин // Сборник трудов XXII Международного конгресса. Том XXII, CITOGIC. - 2014, Калининград, -24.27 сентября 2014. - С. 319.327.

50. Забелин, Н.А. Натурные испытания турбогенератора МДГ-20 на газораспределительной станции. / С.Н. Беседин, Н.А. Забелин, В.А. Рассохин, Г.А. Фокин, И.С.Харисов // Наука и техника в газовой промышленности. - 2015. - № 2, - С. 80-88.

51. Забелин, Н.А. Автономные источники электрической и тепловой энергии / С.Н. Беседин., Н.А. Забелин, В.А. Рассохин, Г.А. Фокин и др. // Труды политехнического университета. Юбилейный сборник. - 2010. - С. 84-91.

52. Забелин, Н.А. Локальный источник электрической энергии для энергообеспечения объектов газотранспортной системы магистральных газопроводов / С.Н. Беседин, Н.А. Забелин, В.А. Рассохин, Г.А. Фокин // ENERGY FRECH. - 2011. - № 3(5). - С. 30-35.

53. Забелин, Н.А. Разработка и создание нового класса автономных энергетических установок малой мощности для объектов магистральных газопроводов / С.Н. Беседин, В.А. Рассохин, Л.Л. Плаксин, Н.А. Забелин, И.С. Харисов // Наука и техника в газовой промышленности. - 2010. - № 4. - С. 96-103.

54. Забелин, Н.А. Автономный источник электрической энергии для газораспределительных станций микротурбодетандерный генератор МДГ-20. /С.Н.Беседин, Н.А.Забелин, В.А.Рассохин, Г.А.Фокин// ENERGY FRESH. - 2010. - №2,. - С.60-62.

55. Забелин, Н.А Центробежно-осевая реактивная турбина : Патент на полезную модель № 184274 / Н.А. Забелин, С.Н. Беседин, Г.Л. Раков, В.А. Рассохин, А.И. Суханов, Ю.В. Матвеев, М.В. Смирнов // Российская Федерация. МПК F01D 1/00, Заявитель и патентообладатель федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого» (RU), № 2018101158; заявл. 12.01.2018; опубл. 22.10.2018. Бюл. № 19. - 9 с.

56. Забелин, Н.А. Малорасходная турбина в установках для автономного энергоснабжения газораспределительных пунктов / Н.А. Забелин, Д.А. Котлов, В.А. Рассохин, Г.А. Фокин // Научно - технические ведомости СПбГПУ. Наука и образование. - 2014. - № 4 (207). - С. 4049.

57. Забелин, Н.А. Эмиссия загрязняющих веществ от газотранспортной системы ОАО «ГАЗПРОМ» / Н.А. Забелин, А.В. Лыков, В.А. Рассохин // Научно - технические ведомости. Наука и образование. - 2013. - №3. - С. 294—305.

58. Забелин, Н.А. Парогазовая установка компрессорной станции «Северная» / Н.А. Забелин, А.В. Лыков, В.А. Рассохин, В.Н. Сивоконь, Г.А. Фокин // Наука и техника в газовой промышленности. - 2013. - № 4. - С. 93-103.

59. Забелин, Н.А. Комбинированные газопаровые установки с органическими рабочими телами для единой системы газоснабжения России. / Н.А. Забелин, А.В. Лыков, В.А. Рассохин, А.М. Тюхтяев // Научно - технические ведомости СПбГПУ. Наука и образование. - 2014. - №3 - С. 35—44.

60. Забелин, Н.А. Обеспечение электроэнергией собственных нужд компрессорной станции «Северная» за счет теплоты уходящих газов газотурбинной установки

газоперекачивающего агрегата / Н.А. Забелин, А.В. Лыков, В.А. Рассохин //. Неделя науки СПбГПУ: материалы научно-практической конференции c международным участием. Институт энергетики и транспортных систем СПбГПУ. Ч. 2. - 2014.- С. 91—94.

61. Забелин, Н.А. Оценка располагаемой тепловой мощности уходящих газов газоперекачиваюищх агрегатов единой системы газоснабжения России / Н.А. Забелин, А.В. Лыков, В.А. Рассохин // Научно - технические ведомости. Наука и образование. - 2013.- №4.-С.136 - 145.

62. Забелин, Н.А. Основные направления развития микротурбинных технологий в России и за рубежом / Ю.В. Матвеев, В.А. Рассохин, Н.А. Забелин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2011. - №4. - С.41-51.

63. Забелин, Н.А. Подшипники для малорасходных турбин автономных источников электрической энергии. / Н.А. Забелин, Ю.В. Матвеев, Г.А. Фокин // Научно - технические ведомости СПбГПУ. Наука и образование. - № 4 (207). - 2014, - С. 210-222.

64. Забелин, Н.А. Экспериментальный стенд для исследования высокооборотной воздушной модели одноступенчатой малорасходной турбины конструкции ЛПИ мощностью 260 кВт. / Н.А. Забелин, С.Ю. Оленников, А.С. Сайченко, В.Н. Сивоконь, Е.Т. Смирнов, М.В. Смирнов // Наука и техника в газовой промышленности. - 2015. - № 3, - С. 33-39.

65. Забелин, Н.А. Опыт численного моделирования течения в малорасходных турбинных ступенях конструкции ЛПИ. / Н.А. Забелин, Г.Л. Раков, В.А. Рассохин, А.А. Себелев, М.В. Смирнов // «ANSYS Advantage. Русская редакция». Инженерно-технический журнал, - 2012, -№ 17, - С. 26-32.

66. Забелин, Н.А. Влияние уплотнений на эффективность малорасходных турбинных ступеней конструкции ЛПИ / Н.А. Забелин, Г.Л. Раков, А.А. Себелев, И.С. Харисов, Г.А. Фокин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2013. - №3 (178). - С. 32 - 41.

67. Забелин, Н.А. Исследование особенностей течения в малорасходных турбинных ступенях конструкции ЛПИ / Н.А. Забелин, Г.Л. Раков, В.А. Рассохин, А.А. Себелев, М.В. Смирнов // Научно-технические ведомости СПбГПУ.- 2013. - № 1 (166). - С. 45-55.

68. Забелин, Н.А. Методика проведения экспериментальных исследований ступеней турбоустановок малой мощности на стендах СПбГПУ / В.А. Рассохин, Н.А. Забелин, Ю.В. Матвеев, И.С. Харисов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Наука и образование.- 2012. - № 1 (142). - С. 119-123.

69. Забелин, Н.А. Применение малорасходных турбин конструкции ЛПИ в автономных источниках электрической энергии для газораспределительных станций магистральных газопроводов / Н.А. Забелин, В.А. Рассохин, Г.А. Фокин, Ю.В. Матвеев // Энергетик. - 2015. -№ 9. - С. 50-55.

70. Забелин, Н.А. Осевая турбина. Патент на полезную модель. № 175183 Рос. Федерация: МПК F01D9/04 (2006.01). Н.А Забелин, В.А. Рассохин, МП. Федоров и др. ; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого». -№ 2016152507, заявл. 29.12.16; опубл. 24.11.17, Бюл. № 33. - 7 с: ил.

71. Забелин, Н.А. Исследование закономерностей моделирования на воздушном стенде процессов утилизационной турбины с рабочим телом гексаметилдисилоксан / Н.А. Забелин, А.С. Сайченко, А.А. Себелев, В.Н. Сивоконь // Газовая промышленность. - 2016. - №7-8 (740-741). - С. 61-69.

72. Забелин, Н.А. Экспериментальное исследование модели органической паровой турбины мощностью 280 кВт / Н.А. Забелин, А.С. Сайченко, В.Н. Сивоконь, Г.А. Фокин // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. - 2017. - Т. 23. -№ 4. - С. 25-39.

73. Забелин, Н.А. Пути совершенствования малорасходных турбин конструкции ЛПИ. / Н.А. Забелин, А.А. Себелев, М.В. Смирнов // Изобретатели в инновационном процессе России: Материалы всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции. ; под ред. Ю.Г. Попова и А.Г. Семенова. - СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та, - 2014. - с. 73-76.

74. Забелин, Н.А. Особенности проектирования утилизационных установок малой мощности. / А.А. Себелев, М.В. Смирнов, Н.А. Забелин // Материалы научно-практической конференции с международным участием. Институт энергетики и транспортных систем. СПбГПУ. Ч. 2. - СПб. : Изд-во Политехн. ун-та. - 2014. - С. 52-54

75. Забелин, Н.А. Об условиях работы малорасходных турбин для ORC установок / А.А. Себелев, Н.А. Забелин, Г.Л. Раков // Научный форум с международным участием «Неделя науки СПбПУ»: материалы научно-практической конференции. Институт энергетики и транспортных систем. СПбПУ, ч. 2, - СПб. : Изд-во политехн. Ун-та, - 2015, -С. 63-66.

76. Забелин, Н.А. Автономная энергоустановка, утилизирующая сбросную теплоту газотурбинных агрегатов / Н.А. Забелин, А.А. Себелев, М.В. Смирнов, А.С. Сайченко // Газовая промышленность. - 2016. - №9 (743). - С. 28-36.

77. Забелин, Н.А. Численное исследование особенностей течения в малорасходных турбинных ступенях конструкции ЛПИ. / М.В. Смирнов, А.С. Сайченко, Н.А. Забелин, В.А. Рассохин // Тезисы доклада. Материалы научно-практической конференции с международным участием. «XLI Неделя науки СПбГПУ», 3 - 8 декабря 2012, Ч.П, СПбГПУ, - 2012. - С. 54-55.

78. Забелин, Н.А. Пути повышения эффективности малорасходных турбин с большим относительным шагом / М.В. Смирнов, А.С. Сайченко, Н.А. Забелин, Г.Л. Раков // В сборнике:

Неделя Науки СПбГПУ. Материалы научно-практической конференции с международным участием. Институт энергетики и транспортных систем. - 2014. - С. 54-56.

79. Забелин, Н.А. Сегментированный сопловой аппарат малорасходной паровой турбины на органическом рабочем теле. Патент на полезную модель № RU 205426 / Г.А.Фокин,

A.Б.Федотов, И.С.Харисов, Л.Л.Плаксин, С.Н.Девятилов, Н.А.Забелин, В.В.Барсков,

B.А.Рассохин. // Российская Федерация, МПК F01D 9/04, Заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Газпром трансгаз Санкт-Петербург», Год публикации: 2021, Номер заявки: 2020127647 Дата регистрации: 18.08.2020. Дата публикации: 14.07.2021, бюл. № 20, - 9 с. : ил.

80. Забелин, Н.А. Проблемы энергообеспечения газотранспортной системы ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург» / Г.А. Фокин, В.А. Рассохин, Н.А. Забелин // Изобретатели и инновационная политика России: Матер. всеросс. форума ; под ред. Ю.Г. Попова и А.Г. Семенова. СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та. - 2011.- С. 57-60.

81. Забелин, Н.А. Узел крепления рабочего колеса высокооборотной турбомашины на валу. Патент на полезную модель № 181288, Российская Федерация, / Г.А.Фокин, Н.А.Забелин,

C.Н.Беседин, А.А.Себелев, Г.Л.Раков, В.А.Рассохин, А.И.Суханов //. МПК F04D 29/20 (2006.01), Заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский Государственный политехнический университет» (RU). - № 2017147062; заявл. 29.12.2017; опубл. 09.07.2018. Бюл. № 19. - 9 с. : ил.

82. Забелин, Н.А. Комплексные энерго- и ресурсосберегающие решения, применяемые на объектах ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург» / Н.А. Забелин, Г.А. Фокин, М.В. Смирнов, В.М. Иванов // Газовая промышленность. - 2018. - № 6 (769). - С. 96-102.

83. Забелин, Н.А. Автономные энергоисточники для ГРС на основе микротурбодетандерных генераторов / И.С. Харисов, Н.А. Забелин, В.А. Рассохин, С.Н. Беседин, А.А. Рябов // Журнал Турбины и Дизели. - №6. - 2012. - С. 16-21.

84 Забелин, Н.А. Применение комбинированных установок / Н.А. Забелин, Е.А.Ходак // Энциклопедия. Машиностроение М., - 2015. - том IV-19. - С. 804-817.

85. Зысин, В.А. Комбинированные парогазовые установки и циклы. / В.А. Зысин. М.-Л.: Государственное энергетическое издательство, - 1962. - 187 с.

86. Использование фреонов в энергетических установках; под. ред. В.Н. Москвичевой : Новосибирск : Изд-во ИТФ СО АН СССР, - 1973. - 127 с

87. История энергетики России. [Электронный каталог]. Режим доступа: http://svpressa.ru/energy/ (дата обращения: 28.10.2022).

88. Каталог газотурбинного оборудования: каталог энергетического оборудования 2020. М.: Издательский дом «Газотурбинные технологии», - 2020. - 352 с.

89. Кириллов, И.И. Теория турбомашин. / И.И. Кириллов. Л.: Машиностроение, - 1972. -

533 с.

90. Кириллов, И.И. Автоматическое регулирование паровых турбин и газотурбинных установок: 2-е изд., перераб. и доп. / И.И. Кириллов. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, - 1988. - 447 с.:

91. Кириллов, И.И. Основы теории влакнопаровых турбин / Кириллов И.И., Яблоник P.M. // - Л.: Машиностроение, - 1968. - 264 с.

92. Козаченко, А.Н. Энергетика трубопроводного транспорта газов : Учебное пособие для вузов нефтегазового профиля / А.Н. Козаченко, В.И. Никишин, Б.П. Поршаков. - М. : Нефть и газ, - 2001 . - 400 с..

93. Кондратьев, А.А. Развитие паровых турбин на сверхкритические и суперсверхкритические параметры пара. / А.А. Кондратьев, В.А. Рассохин, С.Ю. Оленников, Е.А Кондратьева, А.В. Осипов // Вестник Брянского государственного технического университета, -2017, - № 1, - С. 72-82.

94. Корн, Г. Справочник по математике для научных -работников и инженеров / Корн Г., Корн Т.// под общ.ред. И.Г. Арамановича. - М.: Наука, - 1978. - 832 с.

95. Ландау, Л. Д. Статистическая физика. Часть 1. - Издание 3-е, доп. - / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц // - М.: Наука, - 1976. - 584 с.

96. Ланс, Дж.Н. Численные методы для быстродействующих вычислительных машин. / Дж.Н. Ланс. - М,: Мир, - 1962. -208 с.

97. Литинецкий, В.В. Алгоритм расчета, термодинамических свойств водяного пара на ЭВМ. / В.В. Литинецкий, С.Л. Ривкин, Е.А. Кременевская // - Теплоэнергетика, - 1984, - № 5, -С. 48-50.

98. Логинова, Е.А. Повышение энергетической эффективности тепловых электрических станций с использованием низкокипящих рабочих тел в паротурбинных циклах : Дисс. ... канд. техн. наук : 05.14.04 / Логинова Елена Анатольевна. - СПб., - 2014. - 141 с.

99. Лыков, А. В. Выбор и расчетное обоснование характеристик утилизационной паротурбинной установки для выработки электроэнергии на собственные нужды газоперекачивающих компрессорных станций : Дисс. ... канд. техн. наук : 05.04.12 / Лыков Алексей Викторович. - СПб, - 2014. - 229 с.

100. Матвеев, Ю.В. Совершенствование малорасходных турбин конструкции ЛПИ для турбодетандерных электроустановок газораспределительных станций на основе экспериментальных методов : Дисс. ... канд. техн. наук : 05.04.12 / Матвеев Юрий Владимирович. - СПб, - 2012. - 172 с.

101. Математическая статистика /под ред. A.M.Длина.- М.: Высшая школа,- 1975.- 398 с.

102. М.А. Основы теплопередачи. / М.А. Михеев, И.М. Михеева // - М. : «Энергия», - 1977. - 344 с

103. Морозов, Н.В. Паровые турбины на низкокипящем рабочем теле. / Н.В. Морозов, В.П. Карасев // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева. - 2010. - № 28, - С. 102-106.

104. Наталевич, А.С. Воздушные микротурбины / 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, - 1979. - 192 с.

105. НК-16 СТ [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://www.kmpo.ru/products/ item/nk-16-st/48 (дата обращения: 28.10.2022).

106. ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург»: подразделения. [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://spb-tr.gazprom.ru/about/branches/ (дата обращения 27.10.2022).

107. Основы расчета и проектирования теплообменников воздушного охлаждения: Справ./ Под общей редакцией В. Б. Кунтыша и А. Н. Бессонного : - СПб. Недра,- 1996. - 512 с.

108. ОСТ 108.020.109-82. Отраслевой стандарт. Турбины паровые стационарные. расчет на статическую прочность дисков и роторов. - М, - 1982. - 22 c.

109. Официальный сайт ПАО «Газпром» [Электрон. ресурс] http://www.gazprom.ru/about/ (дата обращения 27.10.2022).

110. Официальный сайт компании GASCADE [Электрон. ресурс]// Режим доступа: https://www.gascade.de/en/our-network/compressor-stations/mallnow/ (дата обращения 28.10.2022).

111. Официальный сайт компании TC Energy [Электрон. ресурс]// Режим доступа: https://www.tcenergy.com/operations/natural-gas/northern-border-pipeline/ (дата обращения 15.06.2022).

112. Паспорт программы инновационного развития ПАО «Газпром» до 2025 года [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://www.gazprom.ru/ f/posts/97/653302/ prir-passport-2018-2025.pdf. (дата обращения 27.10.2022).

113. Приказ ОАО «Газпром» № 364 от 28 декабря 2010 г. «Об утверждении концепции энергосбережения и повышения энергетической эффективности ОАО «Газпром» на период 2011—2020 гг. [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://noyabrsk-dobycha.gazprom. ru/d/textpage/12/18/kontseptsiya-ehnergosb erezheniya-oao-gazp rom..pdf (дата обращения 27.10.2022).

114. Промышленные фторорганические продукты: Справочное издание / Б.Н. Максимов, В.Г. Барабанов, И.С. Серушкин и др.//- СПб.: Химия, - 1996.-544 с

115. Рассохин, В.А. Выбор параметров малорасходных турбин / В.А. Рассохин // Методические указания. СПбГТУ. - СПб. - 1997. - 95 с.

116. Рассохин, В. А. Турбины конструкции ЛПИ: Преимущества, характеристики, опыт разработки и применение / В. А. Рассохин // Энергомашиностроение. Тр. СПбГПУ, № 491. Изд-во Политехн. ун-та, СПб, - 2004. - С. 152-161.

117. Рассохин, В.А. Принципы создания проточных частей перспективных турбин на основе профилей ЛПИ с большим относительным шагом / В.А. Рассохин, В.Н. Садовничий, А.К. Шемагин и др. // Тез. докл-XLIV научн.- техн. сессии по проблемам газовых турбин.- М., 1996.

118. Р Газпром трансгаз Санкт-Петербург 17-01-01-2010 «МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ ОХЛАЖДЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА НА КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЯХ», Санкт-Петербург, - 2011. - 55 с.

11 9. Ривкин, С.Л. Теплофизические свойства вода и водяного пара - / С.Л. Ривкин, А. А. Александров // М.: Энергия, - 1980, - 424 с.

120. Ривкин, С.Л. Уравнения состояния вода и водяного пара для машинных расчетов процессов и оборудования электростанций. / С.Л. Ривкин, Е.А. Кременевская // Теплоэнергетика, - 1977, - № 3, - С. 69-73.

121. Романов, В.В. Новая высокоэкономичная газопаротурбиннная установка «Водолей». / В.В. Романов // Территория Нефтегаз. -2009.- № 9. - С.86-87.

122. Романов, В.В. Новая высокоэкономичная газопаротурбиннная установка «Водолей» [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/novaya-vysokoekonomichnaya-gazoparoturbinnnaya-ustanovka-vodoley-opyt-ekspluatatsii-pilotnoy-ustanovki-na-ks-stavischenskaya-ukraina/viewer (дата обращения 15.06.2022).

123. РТМ 24.021.13-73. Расчет валопровода турбоагрегата на внезапное короткое замыкание. - Л.: НПО ЦКТИ, - 1973г. - 34 с.

124. РУКОВОДСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ДВИГАТЕЛЬ НК-16СТ. [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://www.turbinist.ru/56442-rukovodstvo-po-tehnicheskoy-ekspluatacii-dvigatel-nk- 16st.html (дата обращения: 23.07.2022).

125. Сайченко, А.С. Расчетное и экспериментальное аэродинамическое исследование паровой турбины с органическим рабочим телом. : Дисс. ... канд. техн. наук : 05.04.12 / Сайченко Александр Сергеевич. . - СПб., 2018. - 155 с.

126. Сальников, С.Ю. Оценка и планирование показателей технического обслуживания и ремонта газоперекачивающей техники на основе критериев эксплуатационной готовности / С.Ю. Сальников, А.В. Семушкин, В.А Щуровский // Газовая промышленность, - 2018. - Спецвыпуск №3. - С. 50-55.

127. Сапожников, С. З. Метрология теплофизического эксперимента: учебное пособие. С. З. Сапожников, В.Ю.Митяков, А.В.Митяков, А.А.Гусаков, Э.Р.Зайнуллина. под ред. С. З. Сапожникова.- СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, - 2017. - 108 с.

128. Свод правил СП 124.13330.2012. Тепловые сети. Актуализированная редакция. СНиП 41-02-2003. Издание официальное. - М.: - 2012. - 78 с.

129. Себелев, А.А. Исследование течения в турбинных ступенях туннельного типа [Текст] / А.А. Себелев, М.В. Смирнов // Мат-лы заочн. научно-техн. конф. «Климовские чтения - 2012. Перспективные направления развития авиационных газотурбинных двигателей» - 2012. - С. 31 - 36.

130. Седов, Л. И. Методы подобия и размерности в механике / Л. И. Седов // - М.: Наука, -1967. - 428 с.

131. Сидельковский, Л.Н. Котельные установки промышленных предприятий: уч. для вузов. 3-е изд. / Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н // - М.: Энергоатомиздат, - 1988. - 528 с.

132. Смирнов, М.В. Безлопаточные центробежные ступени для турбодетандеров малой мощности : Дисс. ... канд. техн. наук : 05.04.12 / Смирнов Максим Викторович. - СПб., 2018. -161 с.

133. СП 131.13330.2018 Свод правил. Строительная климатология. ОКС 93.040. Официальное издание. - М.: Стандартинформ, - 2021. - 107 с.

134. СТО Газпром 2-3.5-138-2007. Стандарт организации. Типовые технические требования к газотурбинным ГПА и их системам. / М. : ОАО «Газпром» : Изд. дом «Полиграфия», - 2007. - 2008.- 57 с.

135. СТО Газпром 2-1.19-332-2009. Технические нормативы выбросов. Газоперекачивающие агрегаты ОАО «Газпром» / М. : ОАО «Газпром», - 2009. - 87 с.

136. СТО Газпром 2-3.5-051-2006 Нормы технологического проектирования магистральных газопроводов М. : ОАО «Газпром», - 2006. - 197 с.

137. Тепловой расчет котлов (нормативный метод) / Под ред. Н.В. Кузнецова и др. - М. : Энергия, - 1973. - 296 с.

138. Тепловой расчет котлов (нормативный метод) / Под ред. Н.В. Кузнецова и др. - СПб. : Энергия, - 1998. - 259 с.

139. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник /Под ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина - М.: - Энергоиздат, 1982 - 624 с.

140. Теплофизические свойства фреонов и других веществ (программа-справочник). [Электрон. ресурс]// Режим доступа: http://obscurityway.blogspot.com/2016/02/blog-post.html. (дата обращения: 28.08.2022).

141. Техническая документация. Turbomachinery package specification. Taurus 60 compressor set and mechanical drive. Solar Turbines Incorporated, 2009. [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://www.solarturbines.com/ (дата обращения: 28.10.2022).

142. Фам, Хоаи Ан. Модернизация газопаровых комбинированных установок Вьетнама с целью повышения их экономичности и мощности за счет применения выпускаемых и усовершенствованных российских паровых турбин : Дисс. ... канд. техн. наук : 05.04.12 / Фам, Хоаи Ан. - СПб., - 2016. - 143 с.

143. Федеральная служба по тарифам. Справочно-аналитическая информация. [Электрон. ресурс]// Режим доступа: http://government.ru/rugovclassifier/5/main/ (дата обращения 28.10.2022).

144. Федеральный закон от 23.11.2009 N 261-ФЗ (ред. от 11.06.20) «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» (с изменениями на 14 июля 2022 года). [Электрон. ресурс]// Режим доступа: https://legalacts.ru/doc/FZ-ob-jenergosberezhenii-i-o-povyshenii-jenergeticheskoj-jeffektivnosti-i-o-vnesenii-izmenenij-v-otdelnye-zakonodatelnye-akty-Rossijskoj-Federacii/ (дата обращения 07.11.2022).

145. Фокин, Г.А. Методология создания автономных турбинных источников электрической энергии, использующих энергию сжатого природного газа для собственных нужд газотранспортной системы России : Дисс. ... докт. техн. наук : 05.04.12 / Фокин Георгий Анатольевич. - СПб., 2015. - 458 с.

146. Фокин, Г.А. Сравнительный анализ технико-экономических показателей автономных энергетических установок малой мощности для энергообеспечения линейных потребителей магистральных газопроводов и газораспределительных станций / Г.А.Фокин // Теплоэнергетика. - 2010. - № 11 С. 65-69.

147. Фокин, Г. А. Автономные источники электрической и тепловой энергии для магистральных газопроводов и газораспределительных станций : монография / Г. А. Фокин. -М., : ФИЗМАТЛИТ, 2015. - 164 с. - ISBN 978-5-9221-1616-9.

148. Фокин, Г.А. Автономный энергоисточник на базе микротурбодетандерного генератора электрической мощностью 20 кВт для электроснабжения ГРС и ГРП (БК АЭИ МДГ-20) / Г.А. Фокин, С.Н. Беседин, // м., : Энциклопедия. Машиностроение. - том IV. - 2015. - С. 799-804.

149. Харисов, И.С. Расчетно-экспериментальное обоснование характеристик, конструктивных схем и практическая реализация микротурбодетандерных генераторов электрической энергии для собственных нужд газораспределительных станций. Дисс. . канд. техн. наук : 05.04.12 / Харисов Ирек Саитгалиевич. - СПб., 2013. - 229 с.

150. Цветков, О.Б. Хладагенты, хладоносители и холодильные масла - ностальгия о будущем. [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://holodko.ru/freon/Tsvetkov_ Themophys.pdf. (дата обращения: 28.10.2022).

151. Цветков, О.Б. Холодильные агенты / О.Б. Цветков // - СПб.: СПбГУНиПТ, - 2004. -

216 с.

152. Шенк, Х. Теория инженерного эксперимента. / Х. Шенк // - М.: Мир, - 1972. - 381 с.

153. Шестакович, В. П. Основы численных методов : учеб.-метод. пособие / В.П. Шестакович // - Минск: БГУИР, 2012. - 68 с. : ил. ISBN 978-985-488-789-0.

154. Шкловер, Г.Г. Исследование и расчёт конденсационных устройств паровых турбин. / Г.Г. Шкловер, О.О. Мильман // - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 240 с.: ил.

155. Щегляев, А.В. Паровые турбины - М.: Энергия, 1967 - 368 с.

156. Щегляев, А.В. Паровые турбины. Учебник для вузов: в 2 кн. Кн. 1.6-е изд., переработанное, дополненное проф. Б. М. Трояновским. - М.: Энергоатомиздат, 1993 г. - 384 с.: ил.

157. Щуровский, В.А. Выбор энергопривода для компрессорных станций магистральных газопроводов. / В.А. Щуровский // Газовая промышленность. - 2005. - №11.- С.23-26.

158. American patent US611792 A. Engine / Frank W. Ofeldt. 1898.

159. Anh, Ngoc. Working fluids for high-temperature organic Rankine cycles. / Ngoc Anh, Martin Wendland, Johann Fischer // Energy.Volume 36, Issue 1, January 2011, Pages 199-211

160. Aungier, R. H. Accurate Real Gas Equation of State for Fluid Dynamic Analysis Applications. / R. H. Aungier. A. Fast // Journal of Fluids Engineering, 117:277-281, 1995.

161. Avadhanula, V. Empirical models for a screw expander based on experimental data from organic Rankine cycle system testing / Avadhanula V., Lin C. // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. - 2014. - 136:062601.

162. Bertani R. Geothermal power generation in the world 2010-2014 update report // Proceeding World Geothermal Congress 2015 [Электронный ресурс] // URL: https://pangea.stanford.edu/ERE/db/WGC/papers/WGC/ 2015/01075.pdf (дата обращения 22.03.2022).

163. Borsukiewicz-Gozdur, A. Experimental investigation of R227ea applied as working fluid in the ORC power plant with hermetic turbogenerator // Applied Thermal Engineering. - 2013. - №56. -P. 126-133.

164. Bronicki Lucien Yehuda. History of Organic Rankine Cycle systems. [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/ 311995683. (дата обращения 28.10.2022).

165. Calise, F. Thermoeconomic analysis and off-design performance of an organic Rankine cycle powered by medium-temperature heat sources. / F. Calise, C. Capuozzo, A. Carotenuto, L. Vanoli, // Solar Energy, 2014, vol. 103, pp. 595 - 609

166. Chys, M. Potential of zeotropic mixtures as working fluids in organic Rankine cycles. / Chys M., van den Broek M., Vanslambrouck B., De Paepe M. // Energy. 2012. Vol. 44.P. 623-632.

167. Cho, J.-J., Jeong, S.-I., Kim, K.-S., Lee, E.-S., , An experimental study on the flow characteristics of a supersonic turbine cascade as pressure ratio. / J.-J. Cho, S.-I. Jeong, K.-S. Kim, E.-S. Lee // KSAS International Journal, 2004. Vol. 5, No. 2, pp. 9 - 17.

168. Choon, Seng Wong. Design Process of Low Temperature Organic Rankine Cycle (LT-ORC). PHd thesis. - 2015.

169. Choon, Seng Wong. Scaling of Gas Turbine from Air to Refrigerants using Similarity Concept // ASME - 0RC2015 [Электронный ресурс] // URL: http://www.asme-orc2015. be/uploads/ File/Presentation%20020.pdf (дата обращения: 04.03.2018).

170. Colonna, P. Siloxanes: A new class of candidate Bethe-Zel'dovich-Thompson fluids. / P. Colonna, А. Guardone, N. R. Nannan // Physics of Fluids 19(8), Published by American Institute of Physics, accepted 13 June 2007; published online 21 August 2007, DOI:10.1063/1.2759533

171. CoolProp - бесплатный аналог REFPROP. [Электрон. ресурс] // Режим доступа: http://www.coolprop.org/index.html. (дата обращения: 28.10.2022).

172. Desideri, A. Experimental study and dynamic modeling of a WHR ORC power system with screw expander / Desideri A., Broek M., Gusev S., Lecompte S., Lemort V., Quoilin S. // ASME Organic Rankine Cycle 2013 & 2nd International Seminar on ORC Power Systems. - 2013.

173. Ennio, Macchi. The choise of working fluid: the most important step for a successful organic Rankine cycle, 2nd International seminar on ORC power systems ASME ORC 2013

174. Fernandez, F.J. Thermodynamic analysis of high-temperature regenerative organic Rankine cycles using siloxanes as working fluids. / Fernandez F.J., Prieto M.M., Suarez I. // Energy. - 2011. Vol. 36. P. 5239-5249.

175. Fu, B. R. Design, construction, and preliminary results of a 250-kW organic Rankine cycle system / Fu B. R., Lee Y. R., Hsieh J. C. // Applied Thermal Engineering. - 2015. - №80. - P. 339 -346.

176. Fu, Ben-Ran. Experimental investigation of a 250-kW turbine organic Rankine cycle system for low-grade waste heat recovery /Ben-Ran Fu, Yuh-Ren Lee, Jui-Ching Hsieh. // International Journal of Green Energy.-2016.-№13.- P. 1442 - 1450.

177. Gao, H. Performance Analysis and Working Fluid Selection of a supercritical Organic Rankine Cycle for low grade waste heat recovery / Gao, H., Liu Ch., He Ch., Xu Xi., Wu Sh., Li Y.// Energies 2012, 5(9), 3233-3247; https://doi.org/10.3390/en5093233

178. Guardone, A. Influence of molecular complexity on nozzle design for an organic vapor wind tunnel. / Guardone, A., Spinelli, A., Dossena, V., // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2013, vol. 135, 042307

179. Hattiangadi, Akshay. Working fluid design for organic Rankine cycle (ORC) systems. Delft university of technology, 2013.

180. Heberle, F. Zeotropic mixtures as working fluids in Organic Rankine Cycles for low-enthalpy geothermal resources. / Heberle F., Preifiinger M., Briiggemaiui D. // Renewable Energy. 2012. Vol. 37. P. 364-370

181. Humble, R.W. Space Propulsion Analysis and Design. / Humble R.W.; Henry G.N.; Larson W.J.// ; Space Technology Series; The McGraw-Hill Companies Inc.; New York; ISBN: 0-07-031320-2; 1995

182. Hung, T.C. A review of Organic Rankine Cycles (ORCs) for the recovery of low-grade waste heat. / Hung, T.C., Shai, T.Y., Wang, S.K. // 1997, Energy, vol. 22, pp. 661 - 667

183. Hsu, S. W. Experimental investigation of the performance of a hermetic screw-expander organic Rankine cycle / Hsu S. W., Chiang H. W. D., Yen C. W. // Energies. - 2014. - №7. - P. - 6172 - 6185.

184. Ian, H. Bell and Arno Laesecke. Viscosity of refrigerants and other working fluids from residual entropy scaling . In 16th International Refrigeration and Air Conditioning Conference at Purdue, July 11-14, 2016.

185. Jung, H.-Ch. An experimental and modeling study of a 1 kW organic Rankine cycle unit with mixture working fluid, / Jung, H.-Ch., Taylor, L. and Krumdieck, S. // Energy, 2015, Vol. 81, pp. 601-614

186. Kang, S.H. Design and experimental study of ORC and radial turbine using R245fa working fluid. Energy. 2012. Vol. 41. P. 514-524.

187. Klonowicz, P. Design and performance measurements of an organic vapour turbine. / Klonowicz P., Borsukiewicz-Gozdur A., Hanausek P., Kryllowicz W., Briiggemaan D. // Applied Thermal Engineering. 2014. Vol. 63. P. 297—303.

188. Klonowicz, P. Significance of loss correlations in performance prediction of small scale, highly loaded turbine stages working in Organic Rankine Cycles. / Klonowicz, P., Hereble, F., Preißinger, M., Brüggemann D. // Energy, 2014, vol. 72, pp. 322 - 330

189. Klonowicz, P. Design and numerical study of turbines operating with MDM as working fluid / Klonowicz P., Surwilo J., Witanowski L., Suchocki T.K., Kozanecki Z., Lampart P. // formerly Central European Journal of Engineering - Open Engineering Volume 5, Issue 1, id.50, 15pp.. ISSN: 2391-2439

190. Lai, N.A. Working fluids for high-temperature organic Rankine cycles / Lai, N.A., Wendland, M., Fischer, J. // 2011, Energy, vol. 36, pp. 199 - 211

191. Larjola, Jaakko. Background and summary of commercial ORC development and exploitation, / Jaakko Larjola, Antti Uusitalo, Teemu Turunen-Saaresti. // Oxford, 2011.

192. Larjola, L., Electricity from industrial waste heat using high-speed organic Rankine cycle (ORC). International journal of production economics, 1995, vol. 41, pp. 227 - 235

193. Lecompte, S. Review of organic Rankine cycle (ORC) architectures for waste heat recovery. / Lecompte S., Huisseune H., van deii Broek M., Vanslambrouck B., De Paepe M. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. Vol. 47. p. 448-461.

194. Lee, Y. R. Transient response of a 50 kW organic Rankine cycle system / Lee Y. R., Kuo C. R., Wang C. C. // Energy. - 2012. - № 48. - P. - 532 - 538.

195. Li, M. Construction and preliminary test of a low-temperature regenerative Organic Rankine Cycle (ORC) using R123 / Li, M., Wang, J., He, W., Gao, L., Wang, B., Ma, Sh., Dai, Y. // Renewable energy, 2013, vol. 57, pp. 216 - 222

196. Manente, G. An Organic Rankine Cycle off-design model for the search of the optimal control strategy, / Manente, G., Toffolo, A., Lazzaretto, A., Pac, M. // 2013, Energy, vol. 58, pp. 97 -106.

197. Menter, F. R., (1994), Two-Equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA Journal, Vol. 32, No. 8, pp. 1598 - 1605. Published Online:17 May 2012 https://doi.org/10.2514/3.12149

198. Minea, V. Power generation with ORC machines using low-grade waste heat or renewable energy//Applied Thermal Engineering.-2014. - № 69. - P. 143 - 154.

199. Mulero, A. Recommended Correlations for the Surface Tension of Common Fluids. / A. Mulero, I. Cachadina, and M. I. Parra // J. Phys. Chem. Ref. Data, 41(4):043105-1:13, 2012. doi:10.1063/1.4768782.

200. Ngyen, V.M. Development of a prototype low-temperature Rankine cycle. / Ngyen V.M., Doherty P.S., Riffat S B. // Applied Thermal Engineering. 2001. Vol. 21. P. 169—181

201. NIST Chemistry WebBook [Электрон. ресурс]// Режим доступа: http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/ (дата обращения: 28.10.2022).

202. Nouman, Jamal. Comparative studies and analyses of working fluids for organic Rankine cycles (ORC), KTH School of Industrial Engineering and Management, 2012

203. ORC market: a world overview [Электронный ресурс] // URL: http://orc-world-map.org/analysis.html (дата обращения 15.06.2022).

204. Pei, Gang. Working fluid selection for low temperature solar thermal power generation with two-stage collectors and heat storage units / Pei Gang, Li Jing, Ji Jie. // University of science and technology of China, 2010, DOI: 10.5772/10348

205. Pei, G. Construction and dynamic test of a small scale organic Rankine cycle. / Pei G., Li JM, Li Y., Ji J. // Energy. 2011. Vol. 36. P. 3215-3223.

206. Prando, D. Monitoring of the energy performance of a district heating CHP plant based on biomass boiler and ORC generator / Prando D., Renzi M., Gasparella A., Baratieri M. // Applied Thermal Engineering. - 2015. - №79. - P. 98 - 107.

207. Pytilinski J.T. Solar energy installations for pumping irrigation water. Solar Energy, 21(4):255 - 262, 1978.

208. Quoilin, Sylvain. Technological and Economical Survey of Small-Scale Organic Rankine Cycle Systems. Fifth European conference, Economics and management of energy in industries. 2009. Quoilin Sylvain and Vincent Lemort. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/228540064 (дата обращения: 28.10.2022).

209. Reichert, A.W. Design and flow field calculations for transonic and supersonic radial inflow turbine guide vanes. / Reichert, A.W., Simon, H. // Journal of turbomachinery, 1997, vol. 119 (1), pp. 103 - 113.

210. Ryo, Akasaka. A Thermodynamic Property Model for the R-134a/245fa Mixtures. In 15th International Refrigeration and Air Conditioning Conference at Purdue, July 14-17, 2014.

211. Ryo, Akasaka. A Fundamental Equation of State for 1,1,1,3,3-Pentafluoropropane (R-245fa). / Ryo Akasaka, Yong Zhou, and Eric W. Lemmon // J. Phys. Chem. Ref. Data, 44:013104, 2015. doi:10.1063/1.4913493.

212. Sauret, E. Three-dimensional off-design numerical analysis of an organic Rankine cycle radial-inflow turbine. / Sauret, E., Gu, Y. // Applied Energy, 2014, vol. 135, pp. 202 - 211.

213. Tartiere, T. A world overview of the organic Rankine cycle market / Tartiere T., Astolfi M. // Energy Procedia.- 2017. - №129. - P. 2 - 9.

214. Traupel, W., 1977, Thermische Turbomaschinen, 3. Aufl., Springer, Berlin, 579p.

215. Uusitalo, A. Siloxanes as working fluids for mini-ORC systems based on high-speed turbogenerator technology, / Uusitalo, A., Turunen-Saaresti, T., Honkatukia, J., Colonna, P., Larjola, J. // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2013, vol. 135, 042305.

216. Vescovo, R. ORC recovering industrial heat. Cogeneration and On-Site Power Production. 2009. Vol. 2. P. 53-57.

217. Wang, J.L. A comparative study of pure and zeotropic mixtures in low-temperature solar Rankine cycle, / Wang, J.L., Zhao, L. and Wang, X.D. // Applied Energy, 2010, Vol. 87, pp. 3366-3373

218. Weith, T. Performance of siloxane mixtures in a high-temperature Organic Rankine Cycle considering the heat transfer characteristics during evaporation. / Weith T., Heberle F., PreiBinger M., Briiggeniann D. // Energies. 2014. Vol. 7. P. 5548-5565.

219. Yamamoto T. Design and testing of the Organic Rankine Cycle. / Yamamoto T., Furuhata TM Arai N., Mori K.// Energy. 2001. Vol. 26. P. 239-251.

220. Zabelin, Nikolay. Littleexpence centripetal partial turbine. Seoul International Invention Fair 2010. Exposition of Ministry of Education and Science of the Russia Federation in Seul International Invention / Besedyn Sergey, Zabelin Nikolay, Rassokhin Viktor, Fokin Georgyi, Kharisov Irek // December 2- 5, 2010, p. 241.

221. Zabelin, N. Optimal Running Conditions of Cooling Systems of the Gas-Main Pipeline Compressor Stations. /Cherednichenko I., Khodak E., Kirillov A.I., Zabelin N.// Heat Transfer Research. 2009. V. 40, I. 4. C. 293-304. DOI: 10.1615/HeatTransRes.v40.i4.20

222. Zabelin, N.A. Supersonic impulse turbine for automotive waste heat recovery: A comparison of three designs of turbine blade profiles / Kunte H.S., Seume J.R., Pautov D.V., Cherkasova M.G., Zabelin N.A., Olennikov S.Y., Rassokhin V.A. // 11th European Conference on Turbomachinery Fluid Dynamics and Thermodynamics, ETC 2015. March 23-27, 2015, Madrid, Spain. ETC2015-092

223. Zabelin, N. Development of small-sized plants based on LPI turbines for utilization of the internal combustion engine exhaust gas heat. / N.Zabelin, Yu.Matveev, V.Rassokhin, H.Kunte, J. Seume // Dedicated to the 35 anniversary of cooperation between Peter the Great Saint-Petersburg polytechnic university and Leibniz Universität Hannover. Publiching House, 2019, p. 100-111

224. Zabelin, Nikolay. A Low Emission Axial-Flow Turbine for the Utilization of Compressible Natural Gas Energy in the Gas Transport System of Russia. / Gennadiy Rakov, Viktor Rassokhin, Nikolay Zabelin, Sergey Olennikov, Aleksandr Sebelev, Aleksandr Sukhanov, and Sergey Schislyaev. // International journal of environmental & science education 2016, vol. 11, no. 18, 11721-11733.

225. Zabelin, Nikolay. Littleexpense centripetal partial turbine. 40e Salon International des Inventions de Geneve/ Rassokhin Viktor, Zabelin Nikolay, Fokin Georgyi, Besedyn Sergey// Catalogue official. 18-22 avril 2012. - C. 179.

226. Zabelin, Nikolay. Heat recovery steam turbine with low power consumption. Viktor Rassokhin, Nikolay Zabelin, Georgyi Fokin, Sergey Besedyn. 41e Salon International des Inventions de Geneve. Catalogue official. 10-14 avril 2013. p. 144.

227. Zabelin, N. The design of mikroturbine unit with low-consumed turbines constructed by LPI for heat recovery of exhaust gases of internal combustion engine. / V.Rassohin, N.Zabelin, H.Kunte, J.Seume, S.Olennikov, M.Cherkasova, A.Sebelev // 30th anniversary of cooperation. St.Petersburg-Hannover. Polytechnical university Publiching House, 2014, s. 139-155.

228. Zabelin, N.A. Development of an environmentally friendly steam turbine working on organic fluid for waste heat utilization. / N.A. Zabelin, A.S. Saychenko // St. Petersburg Polytechnic University Journal of Engineering Sciences and Technology 2016, № 3(249), pp. 5-14. DOI: 10.5862/JEST.249.1

229. Zabelin, N.A. Numerical analysis of the expansion process in a two-stage axial turbine operating with MDM siloxane / A.A. Sebelev, A.S. Saychenko, N.A. Zabelin, M.V. Smirnov // St. Petersburg Polytechnic University Journal of Engineering Sciences and Technology. - 2016. № 3 (249). pp. 29-38. DOI: 10.5862/JEST.249.4

230. Zabelin, N. Off-design analysis of Organic Rankine Cycle (ORC) units with micro-turbogenerators. / A. Sebelevl, R. Scharf, M. Smirnov and N. Zabelin. // Proceedings of the 12th International Symposium on Experimental Computational Aerothermodynamics of Internal Flows 13-16 July 2015, Lerici, Italy. ISAIF12_142 DOI: 10.13140/RG.2.1.2856.0402

231. Zabelin, N. Design and numerical analysis of processes in siloxane vapor driven turbine / Sebelev, A., Scharf, R., Zabelin, N., Smirnov, M. // Proceedings of the 3rd International Seminar on ORC Power Systems, 2015, Brussels, Belgium. pp. 640 - 649.

232. Zabelin, N.A. Effects of hub endwall geometry and rotor leading edge shape on performance of supersonic axial impulse turbine. Part I. / M.V. Smirnov, A.A. Sebelev, N.A. Zabelin, N.I. Kuklina // Proceedings of 12th European Conference on Turbomachinery Fluid Dynamics & Thermodynamics, ETC12, Stockholm, Sweden. ETC2017-100.

233. Zabelin, Nikolai A. Prospects of centrifugal reaction turbines for microturbomachinery applications. / Maksim V. Smirnov, Aleksandr A. Sebelev, Viktor A. Rassokhin, Nikolai A. Zabelin, Georgii A. Fokin, Yury V. Matveev, and Sergei N. Besedin // International Journal of Advanced Biotechnology and Research (IJBR) ISSN 0976-2612, Online ISSN 2278-599X, Vol-8, Issue-4, 2017, pp1716-1723

234. Zabelin, Nikolay. Comparison of four types of radial turbines for a 250KW ORC power installation. / Maksim Smirnov; Natalia Kuklina; Aleksandr Sebelev; Alessandro Zuccato; Nikolay Zabelin // Proceedings of the 6th International Seminar on ORC Power Systems, Technical University of Munich, 11.10.2021-13.10.2021, E-ISBN: 978-3-00-070686-8 , Bookseries ISSN 2709-7609

235. Zhang, Y. Q. Development and experimental study on organic Rankine cycle system with single-screw expander for waste heat recovery from exhaust of diesel engine. / Zhang Y. Q., Wu Y. T., Xia G. D., Ma C. F., Ji W. N., Liu S. W., Yang K., Yang F. B. // Energy. - 2014. - №77. - P. 499 -508.

Приложение А (обязательное)

Алгоритмы расчета параметров воды и водяного пара и обработки и аппроксимации

экспериментальных данных

А.1. Алгоритм решения уравнений для воды и водяного пара

Алгоритм и программный комплекс разработан для обеспечения задач, возникающих при построении и анализе циклов паровых турбин в Т — s диаграмме, или процессов расширения в h — s диаграмме в паровых турбинах, их ступенях, отсеках и цилиндрах и детального анализа этих процессов с целью обоснования и подтверждения эффективности работы турбинного энергетического оборудования.

Для области перегретого пара возникающие задачи могут быть решены следующим образом:

а) заданы энтальпия h и энтропия 5; последовательными приближениями решается система уравнений.

Р = ехр[(50 + А4 • Р+А5 • Р2/2 — s)/R]/1000; П (А1.1)

у = ^ — ко — кз • 1п(у) — Х)/(к1 — к2 • у), _

где X = (А2 • Р + А3 • Р2/2) • 1000; к0 ... к3 — приведены в таблице 2.6,

А2 ... А5 — указаны в пояснениях к формулам (2.41) и (2.42).

б) заданы энтальпия И и давление Р; последовательными приближениями решается второе уравнение системы (А1.1);

в) заданы энтропия б и давление Р; последовательными приближениями решается уравнение

у = [кз — 1000 • у — s)]/(kl -1пу + 2 • к2 • у + к4), (А1.2)

где Q = А4 • Р+А5 • Р2/2 — R • 1п (1000 — Р), к1 ... к4 — приведены в таблице 2.6,

А4, А5 — указаны в пояснениях к формулам (2.41) и (2.42).

В результате решения задач в) или б) определяется значение степени влажности у, которое вместе с заданным давлением Р позволяет определить остальные параметры по уравнениям 2.402.42. В задаче а) определяются у и Р , а затем используется уравнение 2.40.

При расчетах влажного пара целесообразно пользоваться зависимостями [119] у', у", Ы, Ы', S', S", Р; от ys = Х;/1000 (здесь и далее подстрочный индекс (б) означает состояние

насыщения, а надстрочные индексы штрих (') и два штриха (") соответственно воду и водяной

пар). _

1п Ps = Щ=-1(Яп • у2) + Я2 • 1п(1000 • у5); У8 = 1/ЕП=о(Гп • (1п Ps)п);

Уs = Ts/1000;

^ = ЕП=о^УП); V' = ЕП=о^п -уП); ^=2П=о(еп^П); ^=ЕП=о(^уП); s"=ZП=о(g•yn);

V'' = R/Ps • Уs{Zn=о[mп • (Уs - 0,27315)п + ш5 • (ys - 0,27315)3]};

(А1.3)

Значения коэффициентов приведены в Таблице А1.1.

Таблица А1.1 - Коэффициенты системы уравнений (А1.3)

п Уп Гп hп dп

- -6,821541 - - -

0 8,48568-10 2,20732 -3,15399^ 103 2.81288Л0-3

1 1,138003-10 - 2,913765^ 104 -2,51341^ 10-3

2 -1,148776-10 - -1,224973Л05 1,590227-10-1

3 - 1,619692-10" 3,984568 -105 -5,625152Л0-1

4 - 4.89980040- -3,732168Л05 1,16296

5 - 3,69 1725Л0- 1,785296Л05 -1,239779

6 - - - 6,11089640^

п еп fп gn Шп

-1 - - - -

0 -1,354816-Ш1 6,010277403 2,9616Л01 -

1 9,615764-Ш1 -3,749300Л04 -1,327532Л02 0,99970

2 -3.418428Л02 2,588416-105 1,6801 40-102 -0,02900

3 7,197764Л02 -5,704046Л05 6,751844Л02 -0,20000

4 -7,973969Л02 6,772865Л05 -2,40946Ы02 -10

5 3,640519Л02 -3,264862Л05 3,125479Л03 -4,4-1012

6 - - -1,470736Л03 -

Для температур до 300°С (давление насыщения 8,6 МПа) в последнем уравнении системы (А1.3) член (-4,4 • 1012 • (ys — 0,27315)3 ) можно не учитывать.

Дня области влажного пара [97] могут быть решены следующие задачи. а) Заданы энтальпия И и энтропия б. Последовательными приближениями решается уравнение

у; = {-^-}1/6, (А1.4)

где А= Ш=о&п^П).

Начальное приближение у;= 0,27315.

По найденному значению у; определяется Р; и параметры насыщения.

Степень сухости х вычисляется по формуле:

X = (Ы — Ы')/(Ы''— Ы') (А1.5)

или

X=(s —s')/(s''—s') (А1.6)

б) Заданы давление Р и энтальпия Ы.

Определяется у; = — Р) по (А1.1), затем Ы'', h' и по формуле (А1.5) степень сухости X. После этого можно найти S' и S'' , у' и у''.

У=Х • + (1 — X) • у' (А1.7)

в) Заданы давление Р и энтропия s. Так же, как в предыдущем случае, определяется у; = ^Р), затем S' и S'', после чего по формуле (А1.6) определяется степень сухости х. Далее вычисляются остальные величины: у', у'', у, Ы', Ы'', Ы.

г) Заданы давление Р и температура Т. Для области влажного пара задача не определена, ввиду совпадения или эквидистантности изобар и изотерм, имеет бесконечное множество решений, или не имеет ни одного решения, поэтому конкретные значения параметров определены быть не могут.

д) Заданы давление Р и степень сухости х.

Определяется у; = f(P), затем проводится расчет параметров насыщения и далее искомых значений s, Ы, у.

При решении любой из вышеизложенных задач может возникнуть необходимость выбора типа уравнения, описывающего свойства водяного пара, то есть не известно, в какой области -перегретого или влажного пара - лежит точка на Л — 5 диаграмме. Для определения области состояния в разработанном алгоритме и программе расчета используются зависимости параметров на линии насыщения, явно выраженные относительно нескольких переменных. Если заданный параметр пара больше, чем вычисленный для состояния насыщения, то область идентифицируется как область перегретого пара, в противном случае - влажного.

Погрешность при вычислении параметров для перегретого пара находится в пределах, указанных в [119]. Для влажного пара [97] в задаче а) погрешность при определении Р и у составляет 0,03.0,8%, а для всех остальных задач погрешность не превосходит указанной в [119]. Погрешность при вычислении степени сухости во всех типах задач не более 0,05%.

Область, в которой расчетные параметры пара вычисляются с требуемой точностью, ограничена: снизу - изобарой 0,002 МПа, слева изоэнтропой 5,55 кДж/кг-К; справа - изоэнтропой 8,72 кДж/кг-К; сверху - изобарой 40 МПа и изотермой 660°С, Рисунок А1.1. Проверка точности результатов программного комплекса за пределами означенной области не проводилась.

S,SS «,72 S

Рисунок А1.1 - Область применимости описываемого программного комплекса

При разработке программного комплекса, с учетом многозадачности, возникла необходимость в написании целого ряда вспомогательных подпрограмм, процедур и функций для вычисления параметров (более двадцати). Кроме упомянутых, были реализованы также процедуры и функции, описывающие свойства воды и водяного пара, необходимые для выполнения расчетов влажнопаровых потоков, взаимодействия несущего парового потока и полидирсперсных аэрозолей, испарения, роста капель, и их распада. Список разработанных утилит, относящихся к теме диссертации, приведен в Таблице А1.2.

Таблица А1.2 - Список утилит программного комплекса

Обозначение программы, подпрограммы или функции Назначение

SUBROUTINE HSDIAG (P, T, I, S, V, X, ISZ, IO, IX, ERR, KEYP) Расчет параметров перегретого, насыщенного или влажного пара

PROGRAM HS Проверка и головной модуль комплекса программ h-S диаграмма ШБ1ЛО

FUNCTION ZYBYI(Y, I, P) Расчет температуры (К) по давлению (МПа) и энтальпии (кДж/кг) для ^ S задачи

SUBROUTINE ZRIVK(P, T, I, S, V, KI, KS, KV) Вычисление удельного объема (м3/кг), энтальпии (кДж/кг) или энтропии (кДж/кг-К) по давлению (МПа) и температуре (К) в зависимости от заданных кодов

FUNCTION ZIPBY(YS) Вычисление энтальпии воды в состоянии насыщения (кДж/кг) по температуре (К)

FUNCTION ZIWBY(YS) Вычисление энтальпии пара (кДж/кг) в состоянии насыщения по температуре (К)

FUNCTION ZPSBY(YS) Вычисление давления насыщения (МПа) по температуре (К)

FUNCTION ZVPBY(YS) Вычисление удельного объема воды в состоянии насыщения (м3/кг) по температуре (К)

FUNCTION ZVWBY(YS, PS) Вычисление удельного объема пара (м3/кг) по температуре (К) и давлению (МПа)

FUNCTION ZYSBP(PS) Вычисление температуры насыщения (К) по давлению (МПа)

FUNCTION ZSPBY(YS) Вычисление энтропии воды в состоянии насыщения (кДж/ктК) по температуре (К)

FUNCTION ZSWBY(YS) Вычисление энтропии пара в состоянии насыщения (кДж/кг-К) по температуре (К)

FUNCTION ZPBYS(P, S, Y) Вычисление давления (МПа) по температуре (К), энтропии (кДж/кг-К) и давлению (МПа) (для задач ^Б, Б-Р)

FUNCTION ZYBTE(Y, S, I) Вычисление температуры (К) по энтальпии (кДж/кг), энтропии (кДж/кг-К) и температуре (К)

FUNCTION ZTBYP(Y, PM, S) Вычисление температуры (К) по давлению (МПа), температуре (К) и энтропии (кДж/кг-К)

SUBROUTINE ZCALC(Y, X1, X2, NAB) Вычисление коэффициентов: при паЬ=1 - аЬ0, аЬ1, паЬ=2 - аЬ2, аЬ3, паЬ=3 - аЬ4, аЬ5

BLOCK DATA V1I01 Общая область для диаграммных процедур

FUNCTION ZPABX(X, A4, A5) Вспомогательная функция

FUNCTION ZXBYP(A1, A2, A3) Вспомогательная функция

SUBROUTINE ZVEGS (X0, A2, A3, UN, EPS, NC, ERR) Решение трансцендентного уравнения методом Вегстейна

SUBROUTINE HSERR(P, T, I, S, X, ISZ, IO, ERR) Обработка и анализ входных данных HSDIAG, формирование кода ошибок (коды 7...11)

FUNCTION ZPOLY(Y,A,N) Вычисление произвольного полинома

FUNCTION ZVYZV(TO) Динамическая вязкость в зависимости от температуры.

FUNCTION ZMUW(T,P, KEYS,ERR) Динамическая вязкость в зависимости от температуры и давления.

При каждом вызове процедуры расчета параметров водяного пара производится проверка физической корректности вводимых величин и их сочетаний. В случае несоответствия требованиям ввода, а также при возникновении в ходе расчетов ситуации, когда искомая величина не может быть определена, генерируется код ошибки ERR, возвращаемый пользователю и позволяющий легко локализовать точку возникновения ошибки.

Расшифровка кодов ошибок ERR, выдаваемых в подпрограмме (процедуре) HSDIAG при расчете параметров воды и водяного пара приведена в Таблице А1.3.

Таблица А1.3 - Расшифровка кодов ошибок

ERR Разъяснение ошибки Действия по устранению

1 Задача определения параметров перегретого пара по известным энтальпии и энтропии, процедура решения методом Вегстейна, отсутствие сходимости.

2 Та же задача, отсутствие сходимости помимо метода Вегстейна.

3 Задача определения параметров влажного пара по известным энтальпии и энтропии, процедура решения методом Вегстейна, отсутствие сходимости.

4 Задача определения параметров перегретого пара по известным энтальпии и давлению, процедура решения методом Вегстейна, отсутствие сходимости.

5 Задача определения параметров перегретого пара по известным энтропии и давлению, процедура решения методом Вегстейна, отсутствие сходимости.

6 Задача определения параметров по известным давлению и температуре, неверно задано состояние пара, решение отсутствует (так как искомая точка находится в области влажного пара, а такая задача может быть решена только для перегретого пара). Изменить давление или температуру или изменить задаваемый вид области Ю на значение 0 - область неизвестна.

7 Выход задаваемой энтальпии за пределы допустимой области значений (1600...3850 кДж/кг). Изменить энтальпию.

8 Выход задаваемой энтропии за пределы допустимой области значений (5.55...8.72 кДж/(кг*К)). Изменить энтропию.

9 Выход задаваемой температуры за пределы допустимой области значений (291...933 К). Изменить температуру.

10 Выход задаваемой степени сухости за пределы допустимой области значений (0.62...1). Изменить степень сухости.

11 Выход задаваемого давления за пределы допустимой области значений (2 • 103.. .4 • 107Па). Изменить давление.

12 Несоответствие кода области и типа задачи (например, задан перегретый пар и сделана попытка в качестве исходных параметров объявить давление и степень сухости, хотя такая задача может быть решена только для влажного пара). а) Изменить тип задачи (Ш2); б) изменить код области (Ю).

13 Неверно задан код области Ю. Изменить код области (Ю).

14 Неверно задан тип задачи Изменить тип задачи (Ш2).

Ошибки с кодами 1...5 в отлаженной процедуре встречаться не должны. Их появление говорит о серьезных неполадках в программном комплексе (возможно, в результате поражения вирусом) и требует консультации с автором программы.

Ошибки с кодами 6...14 возникают при неправильном задании величин параметров или при неправильном сочетании величин параметров (например при попытке определения параметров влажного пара по заданным давлению и температуре) и легко могут быть исправлены перезаданием параметров.

А.2. Методика статистической обработки экспериментальных данных

Оценка достоверного значения измеряемой величины, или координата центра распределения массива замеренных значений, нужна для вычисления всех последующих оценок - среднеквадратичного отклонения, дисперсии, необходимого объема выборки, определение вида распределения, поэтому необходимо определять ее в первую очередь.

Наиболее достоверные координаты центра распределения могут быть различными и должны учитывать особенности форм распределения, что вызывает необходимость их тщательного анализа и определение центра возможно большим количеством способов.

Для распределений, близких к нормальному, эффективна оценка в виде среднеарифметического значения Хъ но она чувствительна к промахам, поэтому для защиты от промахов можно использовать среднее арифметическое значение Х2, вычисленное по 90% наблюдений после предварительного исключения из начала и конца вариационного ряда по 5% наиболее удаленных наблюдений, в пределе по одному значению.

Для ограниченных распределений зачастую эффективна оценка в виде центра размаха то есть полусуммы крайних членов вариационного ряда. Для равномерного распределения Х3,

эффективнее Хъ (при числе измерений не менее 20) в 3,8 раза, а для арксинусоидального - в 16 раз [42]. При больших объемах выборки эффективность еще выше, однако эта оценка исключительно чувствительна к промахам.

Для экспоненциальных распределений более эффективна оценка центра в виде медианы, то есть значения результата измерений в середине вариационного ряда, Х4. Для экспоненциальных распределений при значении контрэксцесса ^ = 0,4, эта оценка в 2 раза эффективнее среднеарифметического, а при ^ = 0,3 - в 5 раз [42].

Одновременно с этим Х4 полностью защищена от влияния промахов, однако она неэффективна для двух- и более модальных распределений.

Для симметричных распределений эффективна оценка центра распределения в виде моды Х5, то есть наиболее часто встречающегося значения результата измерений в вариационном ряду [42].

Для двух- и более модальных распределений мода в качестве оценки не используется.

В качестве завершающей оценки центра распределения использовалось среднее арифметическое Х6 из предыдущих пяти оценок.

Для статистической обработки результатов измерений была принята следующая последовательность [42]:

1. Запись результатов измерений

Х1,Х2.....Хк (А2.1)

где к - число измеренных значений.

2. Построение вариационного ряда результатов измерений исследуемого параметра в порядке возрастания или убывания значения измеренной величины с привязкой к частоте встречаемости измеренной величины (ее веса)

XI < Х2 < ■■■ < Хп

т1,т2, ...,тп (А2.2)

где т, - частоты (веса) вариантов, сумма ЕП=1 т, = к которых равна числу измерений к.

3. Определение координаты центра распределения (оценка достоверного значения измеряемого параметра):

3.1. Среднее арифметическое

Х1 = 2П=1(Х^т1)/2П=1т1. (А2.3)

3.2. Среднее арифметическое после отбрасывания крайних значений в вариационном ряду

Х2 = • т1)/ЕП=21 т,. (А2.4)

3.3. Центр размаха

Хз = (Х1 + Хп)/2 (А2.5)

3.4. Медиана

Х4 = Хп/2 для четного числа п,

Х4 = Хп+1/2 для нечетного числа п (А2.6)

3.5. Мода

Х5 = Х](ш=штах) (А2.7)

3.6. Среднее арифметическое из предыдущих оценок

Х6 = 1/5-:£5=1Х1 (А2.8)

4.Несмещенная оценка дисперсии для каждой из оценок параметров.

52-6 = ЕП=1{(Х| - Х1-6)2 • mi }/ :п=1 т - 1. (А2.9)

В качестве истинного значения параметра центра распределения Хц принималось то значение ^, для которого несмещенная оценка дисперсии §2 минимальна.

5. Несмещенная оценка среднеквадратического отклонения а = Б = //б2.

6. Отсев грубых погрешностей.