Введение 14
1 Исследование частичных разрядов в низкосортных твердых топливах
1.1 Химико-геологическое описание горючих сланцев 17
1.2 Способы промышленной разработки горючих сланцев 18
1.3 Частичные разряды. Способы регистрации и измерения частичных разрядов 22
2 Модуль для измерения характеристик ЧР в низкосортных твердых
топливах. 28
2.1 Методика и оборудование 29
3 Проблемы при измерении характеристик ЧР. Пути их решения 34
3.1 Результаты работы 43
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 48
4.1 Оценка коммерческого и инновационного потенциала НТП 49
4.1.1 Анализ потенциального рынка и потребителей 49
4.1.2 Оценка конкурентоспособности электрофизического
способа подземной конверсии горючих сланцев 51
4.2 Планирование научно-исследовательского проекта 55
4.2.1 Определение трудоёмкости выполнения работ 55
4.2.2 График работ 56
4.3 Бюджет научно-технического проекта 57
4.3.1 Расчет материальных затрат НТП 57
4.3.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ 58
4.3.3 Основная и дополнительная заработная плата испол-
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), бюджетной эффективности НТП 59
5 Социальная ответственность 63
5.1 Производственная безопасность 64
5.2 Экологическая безопасность 69
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 70
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 70
Заключение 71
Список использованных источников 72
Приложение А Оценка резервов сланцевого газа в странах мира 75
Приложение Б Перечень этапов, работ и распределение исполнителей 76 Приложение В Временные показатели проведения проекта 78
Приложение Г Календарный план проведения НТП 79
Приложение Д Расчет основной заработной платы 82
Россия и весь мир вступают в новую эру топливных проблем. Цены на топливо угрожают стабильности мировой экономики. Зависимость России, которая является крупнейшим нефтепроизводителем в мире, от цен на нефть на международном рынке по-прежнему представляет собой серьезную угрозу для нашей экономики и нашей национальной безопасности. Вследствие чего, не маловажную роль играют альтернативные источники энергетического сырья. Отрасль добычи нефти и газа из горючих сланцев приостановила свое бурное развитие, но в долгосрочной перспективе сланцевый газ и нефть необходимы для удовлетворения спроса на топливном рынке. Россия занимает 3 место в мире по запасам горючих сланцев, которые могут быть конвертированы в транспортное топливо [1]. В целом в РФ запасы сланцев оцениваются в 1,9 триллионов тонн в соответствии с данными Геологической службой России - достаточно, чтобы удовлетворить потребности в топливе России на протяжении более полувека. Обеспечение энергетической независимости, стабильности экономики России является одним из наиболее важных аспектов, которые решаются путем внедрения новых технологий переработки твердых топлив. Одной из перспективных технологий является электрофизический способ конверсии низкосортных твердых топлив. Для реализации технологии необходимо определить оптимальные параметры нагрева, инициирующим фактором которого являются частичные разряды (ЧР).
Целью данной работы является исследование частичных разрядов в низкосортных твердых топливах, путем измерения их основных характеристик. Целью измерений любой величины является определение её количественного значения. Высокая точность измерений дает возможность построить максимально объективную картину протекания процесса, следовательно, позволяет научно-исследовательской группе создать технологию с оптимальными условиями инициации и последующего воздействия ЧР.
Объектом исследования являются характеристики частичных разрядов в горючих сланцах. К основным характеристикам частичных разрядов относят: кажущийся заряд - qH.p. единичного ЧР, частоту следования ЧР - пч.р. и средний ток ЧР - 1чр..
Предметом исследования является измерительный модуль, при конструировании и выборе параметров которого следует учитывать особенности измерения частичных разрядов в горючих сланцах.
Научная и практическая значимость результатов выпускной квалификационной работы: до недавнего времени измерения характеристик частичных разрядов проводились с целью идентификации дефектов в диэлектрической изоляции и определения степени деструкции диэлектрика под действием ЧР. Другими словами, производились измерения таких частичных разрядов, которые могут повлиять на качество изоляции, а не «первоначальных», которые имеют незначительное влияние на материалы, но играют важную роль в исследовании условий возникновения ЧР и их дальнейшего воздействия на материал. Данные исследования позволят определить наиболее оптимальные условия для возникновения и развития частичных разрядов, являющиеся инициирующим фактором нагрева низкосортных твердых топлив.
Главной проблемой, с которой мы столкнулись при измерении характеристик частичных разрядов в горючих сланцах, является отсутствие подобного рода исследований и классификации электрических разрядов в твердых топливах по форме сигнала в системе электродов «стержень-стержень» при межэлектродном расстоянии l>100 мм, кроме того, измерения проводятся не при одном заданном значении напряжения, а при изменяющемся от 0 и выше. Также процесс измерений усложняет низкая емкость и высокая проводимость горючих сланцев, по сравнению с изоляционными материалами, которые влияют на соотношение емкостных и резистивных токов. Г орючие сланцы весьма неоднородны по своей структуре и сильно подвержены действию ЧР, поэтому исследования на маленьких расстояниях (до единиц десятков мм) не дает объективной физической модели частичных разрядов в горючих сланцах. Наличие разного рода помех, уровень которых на действующих объектах, как правило, значительно выше сигналов “первоначальных” ЧР значительно затрудняет процесс их отделения от сигналов ВЧ помех.
В ходе работы был разработан модуль для измерения характеристик частичных разрядов в низкосортных твердых топливах и проведены их исследования, путем измерения основных характеристик разрядов. А также принят комплекс мер по минимизации электромагнитных помех и повышению точности измерений, изготовлено крепление под измерительный резистор, с минимальными паразитными параметрами, осуществлена экранировка измерительной системы, выполнено согласование измерительного кабеля на обоих концах, устранено влияние коронного разряда. Проведена серия экспериментов, в результате которых было определено влияние комплектующих модуля и расположения измерительного элемента в основной цепи на качество измерений.
В целом разработанный модуль позволит определить оптимальные условия возникновения ЧР, которые являются инициирующим фактором нагрева низкосортных твердых топлив электрофизическим способом.
Исходя из проведенных исследований, можно сказать, что необходимо модернизировать конструкцию герметичной камеры и электродной системы для минимизации влияния паразитных параметров данных узлов на измеряемый сигнал. Необходимо сконструировать проходной изолятор так, чтобы уменьшить длину токопроводящего стержня, которая обладает паразитной индуктивностью, с сохранением электрической прочности изолятора. Также при конструировании необходимо минимизировать емкость между изолятором и камерой, представляющих цилиндрический конденсатор. Этого можно достичь путем увеличения соотношения R2/R1 согласно формуле для расчета цилиндри-токопроводящего стержня), R2- радиус внешнего цилиндра (отверстие под проходной изолятор в камере). Немаловажным пунктом является усовершенствование электродной системы, а именно , необходимо уменьшить длину подводящих кабелей при этом сохранить их функциональные возможности.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
