Аннотация сайта кафедры Промышленных теплоэнергетических систем (птс)

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
1   2
Раздел дисциплины посвящен общей информации о двухуровневой подготовке специалистов (бакалавров и магистров), о специальности “Промышленная теплоэнергетика”, приведены список читаемых преподавателями курсов, а также информация о качественном составе преподавателей.

 Дисциплины:

         Кафедра ежегодно выпускает более 35 инженеров-промтеплоэнергетиков. Для подготовки специалистов используются современные учебно-научные лаборатории, как физического, так и математического моделирования. В учебные планы включены курсы, учитывающие тенденции в развитии методов и оборудования для энергосбережения в промышленности и жилищном секторе. В подготовке специалистов участвуют крупные ученые в области анализа и моделирования промышленных теплоэнергетических систем, тепломассообменных процессов, энергосберегающих систем и технологий доктора технических наук и профессора В.А Рыженков, А.Я.Шелгинский, В.В. Куличихин, И.А. Султангузин, Н.В. Калинин и другие преподаватели, имеющие многолетний опыт работы со студентами.

С учетом высоких требований к современному специалисту на кафедре читается следующий блок курсов:


Для обучающихся по программе бакалавриата:

  • Энергобалансы предприятий
  • Источники генерации тепла
  • Методы инженерных исследований
  • Нагнетатели и тепловые двигатели
  • Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии
  • Энергетические системы обеспечения жизнедеятельности
  • Основы трансформации тепла и процессов охлаждения
  • Программирование и основы алгоритмизации
  • Системы теплоснабжения потребителей и ЖКХ
  • Технологические энергоносители и энергосистемы предприятий
  • Системы топливоснабжения потребителей
  • Охрана окружающей среды
  • Производственное обучение на ТЭЦ МЭИ
  • Численные методы моделирования процессов и аппаратов промышленной теплоэнергетики
  • Эксплуатация теплоэнергетических установок
  • Энергоаудит и энергосбережение на промпредприятиях


Для обучающихся по программе магистратуры:

  • Энергобалансы предприятий
  • Алгоритмизация и оптимизация теплоэнергетических систем
  • Нагнетатели и расширители
  • Надежность теплоэнергетических систем
  • Системы пароснабжения промышленных предприятий
  • Основы инженерного проектирования
  • Прикладные программные средства в теплоэнергетике
  • Применение нанотехнологий
  • Современные проблемы теплоэнергетики, теплотехники и теплотехнологии
  • Технологические энергоносители промышленных предприятий
  • Технологии инженерного проектирования
  • Энерготехнологический комплекс промышленного предприятия
  • Численные методы моделирования процессов и аппаратов промышленной теплоэнергетики
  • Экологическая безопасность
  • Эксплуатация систем теплоснабжения
  • Энергетические установки предприятий
  • Энергоаудит систем промтеплоэнергетики и ЖКХ

  


В разделе научные исследования приведены названия научно-технических направлений с их описанием и подробными комментариями, а также фамилии руководителей указанных научных направлений. Приведен список кандидатских и докторских диссертаций, подготовленных и защищенных на кафедре ПТС. Основные направления научных исследований :

      

Энерго- и ресурсосбережение в системах теплоснабжения объектов промышленного и жилищно-коммунального хозяйства.

 

Повышение износостойкости и ресурса работы наиболее важных элементов разнообразного теплоэнергетического оборудования (лопатки турбин, компрессоров, рабочие колеса насосов, элементы запорно-регулирующей арматуры и т.п.) посредством формирования универсальных защитных ионно-вакуумных покрытий.

 Разработка технологий защиты тепломеханического оборудования от коррозионных процессов и образования отложений с использованием поверхностно-активных ингибиторов коррозии.

 

                                               Научный руководитель: проф. Рыженков В.А.

 

 

 

Анализ, исследование и рационализация комбинированных циклов на базе использования теплонасосных и холодильных установок.

Повышение эффективности систем воздухоснабжения промпредприятий.

 

Повышение эффективности систем воздухоснабжения предприятий путем рационального сочетания централизованного и децентрализованного воздухоснабжения, утилизации тепла сжатия, оптимизации способов регулирования.

Исследование, разработка и внедрение комбинированных циклов, установок и систем теплохладоснабжения на базе использования холодильных и теплонасосных установок.

                     

                                              Научный руководитель: проф. Калинин Н.В.

 

 

 

Повышение надежности и эффективности эксплуатации энергетического насосного оборудования.

 

Повышение эксплуатационной надежности и экономичности гидравлических систем и насосного оборудования.

Анализ гидродинамических качеств динамических насосов с использованием прямых и обратных задач с учетом максимального количества внутренних и внешних факторов, действующих на систему.

Увеличение эффективности систем централизованного теплоснабжения посредством рекуперации избыточного магистрального давления.

 

Научный руководитель: доц. Волков А.В. 

 

 

 

Анализ, исследование и внедрение трансформаторов теплоты (тепловых насосов, холодильных установок, вихревых труб). Исследование новых и нетрадиционных источников энергоснабжения.

 

Разработка децентрализованных систем на базе тепловых насосов. Исследование и оптимизация режимов теплового насоса в различных энергетических системах.

Разработка автономных гидравлических теплогенераторов для систем теплоснабжения.

Разработка вихревых труб Ранка для систем хладоснабжения и кондиционирования, а также для очистки природного газа от конденсата.

Определение эффективности парокомпрессионных, абсорбционных и пароэжекторных трансформаторов тепла.

 

Научный руководитель: доц. Мартынов А.В. 

 

 

Энергосбережение при производстве промышленной продукции на основе высокоэффективных тепловых схем и интенсификация тепло- и массообмена. Теплотехнологические системы и комплексы промышленных  и коммунальных предприятий.

 

Разработка высокоэффективных энерготехнологических систем и комплексов предприятий промышленности и жилищно-коммунального хозяйства.

Анализ структур технологических систем, объединяющихся в единую энергетическую систему; определение необходимых тепловых и температурных режимов ведения технологических процессов с целью их интенсификации; установление минимального количества требуемых энергоресурсов соответствующего качества для проведения процессов; определение количества и качества энергоресурсов, выделяющихся в технологиях; технико-экономический анализ эффективности их использования в самих технологических процессах; определение необходимого дополнительного количества энергоресурсов соответствующего качества на единицу продукции; анализ потребностей предприятия в энергоресурсах для теплоэнергетических систем; синтез энерготехнологических систем каждой технологии на основе эффективного регенеративного и внешнего использования энергоресурсов, выделяющихся в технологических процессах; технико-экономический анализ выбора дополнительных источников энергии, обусловленного недостатком отдельных ее видов и потенциала; разработка теплоэнергетических систем на основе рационального использования избыточных энергоресурсов технологий; многокритериальная оптимизация энерготехнологического комплекса предприятия с соответствующими ограничениями; разработка высокоэффективного оборудования, позволяющего реализовать разработанные системы; исследование надежности и управляемости разработанных отдельных систем и комплекса в целом.

 

Научный руководитель: проф. Шелгинский А.Я.

 

 

 

Математическое моделирование и оптимизация энерготехнологических систем металлургического комплекса по энергетическим и экологическим критериям на основе программно-информационной системы «ОптиМет».

 

В 1986 -1988 годах на кафедре ПТС в лаборатории по теплоэнергетическому хозяйству металлургических заводов (совместно с ПТП «Центроэнергочермет») начала разрабатываться программно-информационная система ENERMK (энергетика меткомбината) для расчета и оптимизации теплоэнергетической системы и энергетического баланса металлургического комбината.

В период с 1989 – 1996 годов она прошла апробацию на:

      Днепровском меткомбинате им. Дзержинского (Днепродзержинск, Украина),

Карагандинском меткомбинате (Темиртау, Казахстан), 

                 Череповецком меткомбинате (Череповец).

Основной целью применения ENERMK являлось снижение энергопотребления в металлургическом производстве за счёт рационального построения энергетического баланса металлургического комбината.

ENERMK послужила базой для создания и развития программно-информационной системы «ОптиМет», предназначенной для системного анализа энерготехнологической системы металлургического комбината, которая разрабатывается с 1997 года по настоящее время совместно со специалистами Научно-технического центра «ЛАГ Инжиниринг» (Москва).

 

Работы по созданию программно-информационных систем ENERMK и «ОптиМет» проходили в творческом и многолетнем сотрудничестве с представителями других научных школ ряда научно-исследовательских, учебных и производственных организаций и предприятий России и других стран: Институт черной металлургии (ИЧМ) НАН Украины (Днепропетровск), Институт горючих ископаемых (Москва), Московский институт стали и сплавов (МИСиС), ОАО «Северсталь» (Череповец), ВНИИМТ (Екатеринбург), Дрезденский технический университет (Германия), Эколь де Мин (Париж, Франция), Циньхуа университет (Пекин, Китай).

Программно-информационная система «ОптиМет» использовалась для:

            разработки и внедрения программы и финансового оздоровления на Кузнецком меткомбинате (Новокузнецк);

     рационализации структуры производства, анализа финансового состояния и выявления путей перехода на безубыточную работу ОАО «НОСТА» (Орско-Халиловский меткомбинат);

             разработки инвестиционной стратегии и программы оптимального управления Западно-Сибирского меткомбината (Новокузнецк);

     расчета материального и энергетического баланса Визакхапатнамского металлургического завода (Индия);

        оптимизации угольной и железорудной сырьевой базы на ОАО «Северсталь» (Череповецком меткомбинате);

    разработки математических моделей и методов оптимизации энергетических балансов ОАО «Северсталь».

 Что такое программно-информационная система «ОптиМет»?

      «ОптиМет» – это новый подход к решению задач оптимального управления ресурсами и стратегического планирования производства металлургического комбината на основе методологии системного анализа.

    «ОптиМет» – это глобальная математическая модель металлургического комбината, позволяющая провести сквозной расчет всех цехов и производств комбината от формирования сырьевой базы до получения готового товарного проката. Она состоит из тесно взаимосвязанных между собой локальных нелинейных математических моделей отдельных технологических процессов: коксохимического, доменного, агломерационного, конверторного и т.д., что позволяет наиболее адекватно описать реальные процессы и взаимосвязи между ними.

      «ОптиМет» – это система, которая просчитывает и прогнозирует технологические, энергетические, экономические и экологические показатели работы всех цехов и производств меткомбината. На этой основе рассчитываются и сводятся взаимозависимые балансы материальных, энергетических и стоимостных потоков металлургического завода. Таким образом, объединяются воедино вопросы экономики, технологии, энергетики и экологии.

     «ОптиМет» – это система, которая оптимизирует структуру металлургического производства и его сырьевую базу по 240 независимым оптимизируемым параметрам. Критерии оптимизации:

       минимум себестоимости товарной продукции;

       максимум прибыли и минимум дефицита бюджета

       минимум потребления энергетических ресурсов;

       минимум  вредного воздействия на окружающую среду.

       «ОптиМет» – это система, которая для металлургического

комбината производительностью 2 - 8 млн. тонн стали в год в среднем

даст годовой экономический эффект от 20 до 100 млн. долларов США.

При этом значительная часть мероприятий не требует капитальных

затрат, или эти затраты минимальны.

Задачи, решаемые с помощью программно-информационной системы «ОптиМет»:

      Оптимизация структуры производства

      Оптимизация сырьевой базы

      Снижение энергоёмкости металлургического производства

      Уменьшение вредного воздействия на окружающую среду

Расчет, планирование и оптимизация экономических

и финансовых показателей металлургического комбината

Подробнее с этим научным направлением можно познакомиться на сайте

ссылка скрыта, а также скачать демонстрационную версию

программно-информационной системы «ОптиМет».

доц. Султангузин И.А. , заведующий НИЛ Хромченков В.Г.

 

 

 

Оценка воздействия на окружающую среду в соответствии с методологией Impact Pathway

 

Методология последовательности воздействия (Impact Pathways Methodology) на окружающую среду применяется для сравнения различных топливных циклов по производству электроэнергии: на основе угля, мазута, природного газа, атомной энергии, биомассы, гидро- и ветро- энергии. Данная методология может быть применена также для оценки воздействия вредных выбросов на окружающую среду металлургических комбинатов и других крупных промышленных предприятий.

      На первом этапе согласно этой методологии оцениваются выбросы вредных веществ в атмосферу, в водоемы и почву для соответствующей технологии.

      На втором этапе рассчитывается рассеивание вредных выбросов с определением приземных концентраций. Применяются две модели рассеивания вредных веществ в атмосферу. Одна из них рассчитывает рассеивание вблизи источника выбросов (до 50 - 100 км), а другая - на дальние расстояния (до 2 - 3 тыс. км) с учетом атмосферных процессов преобразования первичных загрязнителей во вторичные, например, переход окислов азота и серы в аэрозоли, образование озона и т.д.

      На третьем этапе применяются функции «доза – эффект» для оценки, например, физического воздействия изменения приземной концентрации вредных веществ на увеличение смертности, рака легких, астмы, респираторных заболеваний и других воздействий на здоровье людей. В качестве функции «доза – эффект» используются результаты медицинских исследований, проведенных в течение 10 - 15 лет во многих городах США и Европы отдельно по каждому загрязнителю и по каждому физическому воздействию, например, влиянию изменения приземной концентрации частиц пыли размером до 10 мкм на внезапную смертность. В последнее время аналогичные медицинские исследования проводятся и в России.

      Кроме этого оценивается воздействие вредных веществ на процессы планетарного масштаба, многолетние воздействия СО2на глобальное потепление климата с соответствующими последствиями (таяние ледников и айсбергов, повышение уровня моря, затопление прибрежных участков земли, преобразование засушливых районов в пустыни, снижение урожайности сельскохозяйственных культур, возрастание угрозы голода в бедных странах, увеличение заболеваемости населения и смертности и т.д.).

      На четвертом этапе подсчитывается суммарная оценка экологического воздействия вредных выбросов, например, для металлургического комбината в руб./т стали. При этом каждое физическое воздействие имеет свою экономическую оценку, например: траты на лечение болезней; затраты, необходимые для повышения безопасности и снижения смертности от экологического воздействия и т.д.

Учитывается влияние места размещения источников выбросов и плотности населения на оценку суммарного экологического воздействия. Наиболее эффективно проводить расчеты и визуализацию результатов по оценке воздействия на окружающую среду на основе геоинформационной системы (ГИС) региона.

Методология Impact Pathways может применяться для оценки экологического эффекта, как при усовершенствовании существующей технологии металлургического производства, так и при сравнении с новыми экологически чистыми технологиями.

Сотрудничество по данному направлению осуществляется с Энергетическим центром Эколь де Мин (Париж, Франция).

Научные руководители: доц. Султангузин И.А., Яворовский Ю.В. 

 

 

 

Энергоаудит и рационализация систем теплоэнергоснабжения промышленных предприятий и ЖКХ.

 

Энергоаудит промышленных предприятий с целью снижения потребления топливно-энергетических ресурсов с сохранением объемов производства. В процессе выполнения работы с использованием необходимых измерений и проведением расчетных исследований выявляются источники нерациональных энергозатрат и неоправданных потерь энергии. На основе технико-экономического анализа разрабатываются рекомендации по их ликвидации с разработкой программы по экономии энергоресурсов и рациональному энергоиспользованию. Предлагаются энергосберегающие мероприятия с расчетом необходимых объемов затрат, экономии ТЭР и сроков окупаемости мероприятий. По желанию Заказчика разработанные энергосберегающие мероприятия могут быть реализованы с проведением тендера или без него, с определением оптимальных поставщиков оборудования и фирм, производящих монтажные и пусконаладочные работы.

         Разработка энергопаспорта промышленного предприятия или котельной.

         Энергоаудит систем теплоснабжения, в том числе ЖКХ, включая котельные, тепловые сети и потребителей тепла. Определение фактических потерь тепла при транспорте теплоносителя по протяженному трубопроводу с использованием разработанной на кафедре методики. Определение реальной экономии тепла потребителем (зданием) после проведения работ по его модернизации

         Рационализация систем тепло- и энергоснабжения промышленных предприятий.

        Расчёт и оптимизация систем утилизации избыточного давления доменного газа в расширительных турбинах. Расчет процесса расширения насыщенных и влажных газов в  турбинах с учетом потерь.

 

 Научный руководитель: заведующий НИЛ Хромченков В.Г.

 

 

 

 

Совершенствование режимов эксплуатации, тепловых схем и конструкции тепломеханического оборудования промышленных и отопительных ТЭЦ.           

       

Разработка, исследование и внедрение мероприятий по повышению экологической безопасности, эксплуатационной надежности, маневренности и экономичности теплоэнергетических систем, проведение промышленных испытаний тепломеханического оборудования.

 

Куличихин Владимир Васильевич, д.т.н., вице-президент Российской Академии промышленной экологии, заведующий лабораторией кафедры Промышленные теплоэнергетические системы МЭИ (ТУ), научный руководитель шести кандидатских диссертаций, имеет более 150 опубликованных научных работ, 14 изобретений ( из них 8 внедрено), член редакционных коллегий журналов “Энергосбережение и водоподготовка”, “Известия Академии промышленной экологии”. Прошел обучение и стажировку в Европейском институте экологически чистой энергии (Дания), на фирме “GRUNDFOS” (Дания, Германия), в ее Познаньском и Варшавском филиалах (Польша), на фирме “KSB” (Германия), в Российско-Датском институте энергоэффективности (г. Москва).

 

Научный руководитель: проф. Куличихин В.В. 

 

 

 

Разработка и исследование микротурбинных приводов и нагнетателей различного применения.

 

Научный руководитель: доц. Катенев Г.М. 

 

 

        Диссертации, защищенные на кафедре:

 

 П.А.Шомов. Оптимизация энергопотребления энерготехнологической системы агломерационного производства на основе математического моделирования. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 1993.

 

 К.Е.Никуленков. Оптимизация систем кислородопотребления металлургического комбината. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 1993.

 

 К.Б. Борисов. Разработка рациональных схем энергоиспользования в производстве химических волокон. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 1995.

 С.Н. Ярунин. Оптимизация энерготехнологической системы переработки и использования твердых отходов металлургического производства. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 1996.

 

 В.А.Волков. Оптимизация энергетических характеристик систем отопления, вентиляции и кондиционирования на основе динамического моделирования. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 2003.

 

 Д.В. Жаров. Анализ и повышение эффективности промышленных систем воздухоснабжения. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 2003.

 

 А.А.Лунин. Повышение энергетической эффективности комбинированных циклов совместной выработки теплоты и холода. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 2004.

 

 А.Н.Ратников. Исследование показателей комбинированных установок для получения тепла и холода за счет использования солнечной энергии. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 2004.

 

 И.В. Евсеенко. Разработка и применение динамической математической модели системы кислородоснабжения на металлургическом комбинате. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 2004.

 

В.В.Кухарцев. Совершенствование параметрических характеристик энергоэффективных и экологически безопасных систем комплексного теплоэнергоснабжения автономных потребителей на базе ветроустановок. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. М:. МЭИ (ТУ), 2005.

 

 М.В. Фролов. Повышение энерго- и ресурсосбережения в городских системах теплоснабжения на основе использования новых информационных технологий. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 2005.

 

 И.А.Султангузин. Научно-технические основы моделирования и оптимизации энерготехнологической системы металлургического комбината. Дисс. на соиск. уч. степ. докт. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 2005.


О. В. Тимакова Автономная система солнечного отопления и горячего водоснабжения с использованием аккумулирования на основе веществ с фазовым переходом. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 2006.



Ю.В. Яворовский
 Повышение эффективности ТЭЦ-ПВС металлургическо-го комбината при использовании парогазовых установок. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 2007.

 



А.В. Жучков Повышение энергетической эффективности промышленных систем воздухоснабжения посредством оптимального сочетания централизованного и децентрализованного распределения. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 2007.



М.В. Лукин
 Повышение эффективности эксплуатации систем теплоснабжения на основе модификации теплообменных поверхностей с использованием поверхностно-активных веществ. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 2008.

 

 

Н.А. Логинова Определение эффективности тонкопленочных теплоизоля-ционных покрытий применительно к системам теплоснабжения.

    Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 2010.



М.В. Исаев
 Повышение энерготехнологической эффективности коксовой батареи металлургического комбината на основе трехмерного моделирования тепловых процессов. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 2010.


 


Е.В. Жигулина Повышение эффективности использования избыточного давления природного газа на основе рационального выбора системы подогрева.

    Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М. МЭИ (ТУ), 2011.

 


В разделе сотрудничество приведен список организаций, с которыми кафедра ПТС ведет многолетнее сотрудничество в рамках выполнения совместных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, проектов и подготовки кадров.

Сотрудничество

 

- РАО “ЕЭС России”

- ОАО “Мосэнерго”

- ГУП “Мосгортепло”

- ЖКХ Московской области

- МГТУ им. Баумана

- НИИ “Теплоприбор”

- МЗТА

- Технический университет, г. Дрезден, Германия

- Технический университет, г. Берлин, Германия

- Академия "Эколь де Мине де Пари", г. Париж, Франция

- Университет г. Пиза, Италия

- Международный комитет по тепло- и массообмену, Анкара, Турция

- Институт солнечной техники, Рапперсвил, Швейцария

- Шубауерский технологический институт, Токио, Япония

- Мемориальный институт Battelle (США) (проект Всемирного банка по энергосбережению в жилищном секторе в шести городах России).

- MBB Innotech GmbH (проект Всемирного банка по энергосбережению в жилищном секторе в шести городах России).

- Armstrong International Inc., США

- ОАО "Металлургический комбинат "Северсталь", г. Череповец

- ОАО «Центроэнергочермет»


В разделе уникальное оборудование приведен список уникальных научно-экспериментальных стендов и оборудования, имеющегося на кафедре ПТС. Уникальное оборудование
  • Двухцелевой тепловой насос
  • Неадиабатная вихревая труба
  • Детандер с внутренним приводом клапанов


Раздел ссылки имеет ссылку на официальный сайт МЭИ.

 ссылка скрыта -  официальный сайт Московского Энергетического института (ТУ)