Výzkumné centrum Progresivní technologie a systémy pro energetiku Výsledky činnosti za rok 2006 členěno dle dílčích úkolů Projekt - 1M06059 1.3.2006 - 31.12.2009

Dílčí úkoly: V002 Optimalizace zařízení strojovny energetického bloku - turbína, kondenzátor, chladicí věže, olejové hospodářství, napáječka - s cílem dosažení maximální účinnosti a minimalizaci vlastní spotřeby zařízení i negativních dopadů na ekologii. V004 Soustředění poznatků o netradičních, alternativních a perspektivních zdrojích energií, jejich ekologickém využívání a dopadech energetiky na životní prostředí, vytvoření informačního centra pro nejširší okruh uživatelů. V201 Výzkum prouděním vybuzených vibrací elementů energetických zařízení. Optimalizace zařízení s cílem eliminovat tyto nežádoucí vibrace. V202 Analýza systémů ventilace a odvodu spalin, výzkum a optimalizace ventilátorů pro provoz v energetice a systému čištění spalin. V203 Výzkum a optimalizace parametrů elektrické části energobloku s cílem zvýšit efektivnost a spolehlivost provozu.

Dílčí úkol V002 (1. část) Optimalizace zařízení strojovny energetického bloku - turbína, kondenzátor, chladicí věže, olejové hospodářství, napáječka - s cílem dosažení maximální účinnosti a minimalizaci vlastní spotřeby zařízení i negativních dopadů na ekologii. modelování reálných parametrů vodní páry ve výpočetním CFD programu FLUENT analýza možností modelování vodní páry jako reálného plynu - připraveny a otestovány některé varianty (UDRGM model, reálný plyn definovaný pomocí UDF přes GUI rozhraní) rozpracován detailní model zahrnující teplotní a tlakovou závislost materiálových vlastností páry, který je založen na interpolaci zadaných tabulkových hodnot proveden výpočet ideové varianty nového typu ventilu vhodného pro nadkritické parametry, 3D segment pro různé režimy proudění (spolupráce se ŠKODA POWER s.r.o.). příprava 3D modelu kompletního ventilu včetně průtoku malou kuželkou a příprava zjednodušených simulací pro porovnání s experimentem CKTI Peterburg - Rusko experimentální studie tvaru lopatek, ověření poznatků z CFD simulací měřením na pokusné vzduchové turbíně provedena analýza vstupní a výstupní části turbiny, průtočné části turbiny, porovnání dat z numerických simulací a experimentu na vzduchové turbině, návrh nového lopatkování

Dílčí úkol V002 (2. část) numerické a experimentální simulace proudění v průtočné části turbíny se zaměřením na stupně, regulační ventily, výstupní skříně, ucpávky byly numericky řešeny některé průtočné části turbíny, konkrétě meridiální tvar rozváděcího lopatkování snižující sekundární proudění a tím energetickou ztrátu, průtok výstupním hrdlem turbíny s vefukováním proudu do mezní vrstvy, kterým se podařilo posunout bod odtržení až na odtokovou hranu deflektoru bylo řešeno proudění v rozváděcí půlené mezistěně a byl vyšetřován vliv natočení na účinnost rozváděcího lopatkování probíhaly experimentální práce na rozvíraném difuzoru s cílem oddálit odtržení využitím umělé drsnosti stěn, tyto výzkumné práce byly obohaceny o optickou bezdotykovou PIV metodu vyšetření rychlostního a turbulentního pole analýza vlastní spotřeby el. části energobloku včetně návrhu na snížení vlastní spotřeby (proběhlo měření pohonu napáječky 1,25 MW, provedena analýza možných úspor při regulaci průtoku pomocí frekvenčního měniče namísto dnešní regulace škrcením) zpracování rešerše o užívaných technologiích úpravy vod pro energetické účely provedena rešerše perspektivních izolačních kapalin, jako náhrad ropného oleje pro provoz elektrických strojů provedena rešerše dostupných elektroizolačních kapalin na bázi minerálních olejů na českém trhu - aktuální stav (technické, ekonomické a ekologické aspekty používání elektroizolačních kapalin na bázi minerálních olejů v energetice a průmyslu)

Dílčí úkol V004 Soustředění poznatků o netradičních, alternativních a perspektivních zdrojích energií, jejich ekologickém využívání a dopadech energetiky na životní prostředí, vytvoření informačního centra pro nejširší okruh uživatelů. zpracována rešerše alternativních zdrojů el. energie s ohledem na ovlivňování parametrů kvality el. energie provozem generátorů těchto zdrojů v oblasti obnovitelných zdrojů byly započaty práce na sledování zpětných vlivů těchto zdrojů na elektrizační soustavu, ostrovní provozy, mikrosítě a inteligentní nasazování těchto zdrojů v závislosti na stavu soustavy a okamžitých možnostech dodávky z netradičních zdrojů optimalizace velikosti nutné zálohy z klasických zdrojů počítačové simulace pro řešení stavů elektrizační soustavy s připojenými generátory obnovitelných zdrojů energie v programu Neplan byly vytvořeny modely částí sítě s připojenými výrobnami z obnovitelných zdrojů počítačové simulace modelů v programu ATP-EMTP byly hodnoceny vlivy provozu generátorů obnovitelných zdrojů energie na kvalitu elektrické energie

Dílčí úkol V201 (1. část) Výzkum prouděním vybuzených vibrací elementů energetických zařízení. Optimalizace zařízení s cílem eliminovat tyto nežádoucí vibrace. rešerše publikací s aktuální problematikou vibrací lopatek rotačních zařízení testování FEM softwarů pro dynamickou analýzu s kontaktními vazbami s ohledem na přesnost řešení rozbor možností programového systému ANSYS z ohledem na vibrace rotujících zařízení ověřeny možnosti programového systému ANSYS pro modelování vibrací olopatkovaných rotujících disků (po konzultacích s výzkumnými pracovníky ŠKODA POWER byla pozornost zaměřena na aktuální problematiku třecích tlumičů vibrujících lopatek) byla vyzkoušena nadstavba programu MATLAB – Dynrot, prof. Genty, Itálie matematické modelování vibrací lopatek s třecími tlumiči, hrubý návrh algoritmických postupů analýza vibrací lopatkového věnce se zaměřením na kontaktní vazby mezi lopatkami vyšetření stability vibrací od proudění osamělé lopatky v kaskádě - numerický výpočet numericky byla vyšetřována stabilita lopatek v kaskádě při suvném kmitání

Dílčí úkol V201 (2. část) Výzkum prouděním vybuzených vibrací elementů energetických zařízení. Optimalizace zařízení s cílem eliminovat tyto nežádoucí vibrace. studium aerodynamické trati na Pisarenkově institutu Národní akademie věd Ukrajiny v Kyjevě - experimentální výzkum prouděním vybuzených vibrací elementů energetických zařízení - měření na aerodynamické trati provedeno úvodní měření na aerodynamické trati – siloměry, snímače poloh, vibrouzly, provedena identifikace systému vibrouzlů lopatkové mříže 2D numerické simulace vibrací trubkové řady - porovnání modelů turbulence, zjištění vlivu kvality sítě, vliv metody deformace sítě analýza chování aeroelastických systémů v blízkosti meze stability, chaotický pohyb, intermitentní chování nelineárních systémů, bifurkace byl studován vliv poruch základního proudu na dynamické chování příčně obtékaného svazku trubek tepelných výměníků v blízkosti meze stability, definováno kriterium rychlosti rozvoje nestabilního kmitání zakoupen a zprovozněn laserový vibrometr, připravuje se měření laserovým vibrometrem a návrh nového regulačního obvodu

Dílčí úkol V202 Analýza systémů ventilace a odvodu spalin, výzkum a optimalizace ventilátorů pro provoz v energetice a systému čištění spalin. v úvodní etapě byl proveden rozbor řešené problematiky byly testovány modely vícefázového proudění ve výpočetním CFD programu FLUENT aerodynamická analýza ventilátorů používaných v současnosti pro provoz v energetice numerické výpočty lopatkování ventilátorů se zaměřením na snížení ztrát průtočné části analýza systémů ventilace a odvodu spalin, výzkum a optimalizace ventilátorů pro provoz v energetice a systému čištění spalin proběhla jednání se ZVVZ a.s. o dalším zaměření výzkumu s ohledem na aktuální potřeby specifikace hlavních nedostatků používaných ventilátorů návrh řešení na základě numerických a experimentálních výzkumů návrh průtočných částí ventilátorů pro provoz v energetice s ohledem na zvyšování účinnosti tlakového součinitele.

Dílčí úkol V203 (1. část) Výzkum a optimalizace parametrů elektrické části energobloku s cílem zvýšit efektivnost a spolehlivost provozu. zahájena analýza parametrů z důvodu optimalizace elektrické části energobloku byla provedena rešerše současného stavu teoretických analýz a modelů v oblasti zvýšení efektivnosti a optimalizace využití elektrické části energobloku od generátoru přes generátorový vypínač, měřicí transformátory, síťové transformátory a pro vyvedení výkonu na napětí 420 kV byla započata práce na studii spolehlivosti elektrických sítí, především v souvislosti s masivními výpadky v USA jsou analyzovány také potenciální úspory energie, zejména ve vlastní spotřebě na základě energetické bilance na Plzeňské energetice, a.s. jsou připravovány modely stanovení parametrů generátorového vypínače, transformátoru a dalšího zařízení ochrany a zabezpečovací systémy elektrárenských bloků - optimální nastavení systému generátorových ochran

Dílčí úkol V203 (2. část) Výzkum a optimalizace parametrů elektrické části energobloku s cílem zvýšit efektivnost a spolehlivost provozu. příprava metody pro zvýšení vypovídací schopnosti diagnostických metod - pro poskytování věrohodných podkladů pro systémy, které pak numericky nebo experimentálním měřením dokáží stanovit zbytkovou životnost elektrických strojů a přístrojů rešerše dostupných metodik měření částečných výbojů u elektrických strojů analýza vhodné metodiky pro měření částečných výbojů u přístrojových transformátorů proudu a napětí v sítích do 110 kV

Závěr Dílčí úkoly jsou plněny a prostředky jsou čerpány v podstatě v plánované výši. Doposud bylo publikováno nebo je připraveno k publikaci: 5 publikací v zahraničí 11 publikací v ČR 8 výzkumných zpráv Dále je zadaných: 5 disertačních prací 6 diplomových a bakalářských prací Byl získán finanční příspěvek z neveřejných zdrojů do spoluúčasti (od podniků) 290 tis. Kč. Je podepsán projekt s Dopravním podnikem města Plzně (také na rozbor energetické bilance).

Výzkumné centrum Progresivní technologie a systémy pro energetiku Výsledky činnosti za rok 2006 členěno dle dílčích úkolů Projekt - 1M06059 1.3.2006 - 31.12.2009