Создание энергетической установки малой мощности на 75 кВт
03.11.2026
Разработана камера сгорания малоразмерной газотурбинной установки 75 кВт для распределённой энергетики: полнота сгорания более 99 %, температура стенки не выше 1050 °С, конструкция адаптирована под аддитивное производство — всего 3 уникальные детали
Газотурбинные энергоустановки малой мощности (60-200 кВт) предназначены для выработки электрической и тепловой энергии. Преимущества – высокий ресурс, низкий уровень шума и вибраций, устойчивость к холоду, модульность.
Поставленная задача
Традиционный подход к проектированию КС малоразмерных ГТД — перенос опыта больших двигателей — приводит к ошибкам и требует большого объёма доводочных работ: процессы в КС МГТД изучены недостаточно, обобщение экспериментальных результатов отсутствует. Установка предназначена для выработки электроэнергии на природном газе, пропан-бутановых смесях и ПНГ; целевое применение — удалённые объекты без доступа к сети, резервное питание объектов ЖКХ, спорта и сферы культуры. Проект решает задачу импортозамещения установок Capstone
Интересанты: проект стал участником эксперимента с Минобрнауки России, Роспатентом и Федеральным институтом промышленной собственности по сопровождению научно-технических проектов, предусматривающих осуществление исследований и разработок, организацию производства и выведение на рынок высокотехнологичной продукции в рамках Распоряжение Правительства РФ от 08.11.22 № 3364-р. Установка предназначена для выработки электроэнергии при сжигании различных видов топлив (природный газ, пропан-бутановые смеси, ПНГ и другие).
Что сделано
- Цифровые двойники — технологии проектирования энергоустановок на основе компьютерного моделирования; определение параметров узлов для заданного КПД в диапазоне мощности до 100 кВт.
- Испытательные полигоны — концептуальное проектирование виртуального и натурного полигонов для валидации и верификации цифровых двойников.
- Система горения — концепция низкоэмиссионной системы горения, в том числе для перспективных топлив, на основе обзора литературы и патентного анализа.
- Моделирование — Ansys Fluent: течение — RANS, исходные данные потоков — из термогазодинамического расчёта (САСТРА, кафедра теории двигателей Самарского университета); горение — Partially Premixed Combustion с FGM и PDF-таблицами, кинетика — GRI-Mech 3.0.
Итоги выполнения работ
- Проанализированы технологии создания мобильных энергоустановок.
- Разработан облик рабочего процесса газотурбинного привода; выполнено концептуальное и эскизное проектирование основных узлов.
- Сформированы аналитическое решение и статистические зависимости для проектирования КС малоразмерных ГТД.
Ключевой результат: ηкс > 99 %, потери σкс ≈ 5 %, температура стенки ≤ 1050 °С, устойчивый поджиг и горение ТВС. Адаптация под аддитивное производство: всего 3 уникальные детали КС и 9 деталей без учёта стандартных
Изготовление деталей опытного образца
