ПНИПУ: найден способ сделать газовые турбины экологичнее без дорогих фильтров

Ученые Пермский Политех предложили новый способ снизить выбросы вредных веществ в газотурбинных установках без дорогостоящих систем очистки. Метод позволяет уменьшить концентрацию угарного газа и оксидов азота в среднем на 30%. Об этом "Газете.Ru" сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.

Газотурбинные установки широко применяются в энергетике, нефтегазовой отрасли и авиации. Однако их работа сопровождается выбросами угарного газа и оксидов азота — веществ, опасных для здоровья и окружающей среды. Они участвуют в образовании смога и кислотных дождей, а их концентрации жестко регулируются.

Существующие методы снижения выбросов имеют недостатки. Например, впрыск воды или пара уменьшает образование оксидов азота, но снижает эффективность установки. А системы очистки выхлопа дороги и плохо работают при переменных нагрузках.

Исследователи предложили подойти к задаче иначе — оптимизировать сам процесс горения. Они изучили влияние двух ключевых параметров: температуры топлива и длины камеры сгорания.

"Ранее эти параметры рассматривались отдельно. Мы впервые проанализировали их совместное влияние и показали, что именно их комбинация определяет уровень выбросов", — пояснил Дмитрий Безбог, аспирант кафедры "Ракетно-космическая техника и энергетические системы" ПНИПУ.

Ученые создали трехмерные модели камеры сгорания и рассчитали различные режимы работы — при температурах топлива от 20 до 200 градусов и с разной длиной камеры. Выяснилось, что повышение температуры топлива улучшает сгорание и снижает уровень угарного газа. Однако обычно это приводит к росту оксидов азота.

"В короткой камере газы находятся в зоне горения меньше времени, поэтому даже при высокой температуре условия для образования оксидов азота ухудшаются", — отметил доцент Николай Бачев.

В длинной камере наблюдается обратный эффект: высокая температура и длительное пребывание газов усиливают образование оксидов азота.

Таким образом, оптимальное сочетание параметров позволяет одновременно уменьшить оба типа загрязнений — без снижения эффективности установки.

По оценкам авторов, внедрение подхода может принести предприятиям не только экологический, но и экономический эффект: снижение выбросов напрямую уменьшает экологические платежи.

Разработка может быть востребована в энергетике и нефтегазовой отрасли, где газотурбинные установки работают в больших масштабах и даже небольшое снижение выбросов дает значимый результат.