Актуальные, текущие задачи научных исследований и разработок

Задачи НИР, финансируемые из бюджета грантов, полученных на конкурсах

1. Наименование проекта:

"Разработка семейства котлов бытового назначения, пригодных для сжигания брикетов из промышленных и сельскохозяйственных побочных продуктов, а также их адаптация к промышленным системам отопления с целью экономии первичной энергии"

Получатель гранта: ЗАО „ТЮКИ Исследования и разработки технологий сжигания топлива”

Размер субсидии: 16.000.000 Фт.

Проект №GOP-1.3.1-11/A-2011-0074, получивший субсидию в рамках оперативной программы Нового плана Сечени, определил своею целью термическую утилизацию топливной древесины, отходов лесной, бумажной и сельскохозяйственной промышленности путем использования процесса газификации. Инновационная деятельность направлена на разработку семейства термогенераторов, действующих на принципе газификации. В фазе реализации будет получено оборудование, мощностью 25 кВт, для производства воды и 100 кВт для производства воздуха. Задачей экспериментального тестирования является пробное сжигание в оборудовании топливной древесины и брикетов, анализ опыта эксплуатации и обратная связь с процессом разработок.

Семейство термогенераторов, в диапазоне мощностей 25 -150 кВт, позволит выполнять совершенное сжигание твердого топливного материала на основе целлюлозы. Утилизация тепловой энергии, возникающей при сжигании, осуществляется в модулях теплообменника, интегрированного в оборудование. В зависимости от типа рекуперации тепла различается два основных типа разработок. Тип, предназначенный для производства горячей воды, создается в соответствии требованиям к оборудованию для общественных целей. Другой задачей деятельности НИР и инновации является создание генератора для производства горячего воздуха промышленного использования. Конструкция оборудования позволяет использовать тот же самый базовый блок, обеспечивая тем самым условия для монтажа актуального блока теплообменника. Прототип оборудования, изготовленного в рамках данного проекта, использует эту версию рекуперации.

2. Наименование проекта:

Тестирование высокоэффективного рекуператора, успешно применяемого и при сжигании альтернативных газов, разработка рекомендаций по улучшению конструкции

Получатель гранта: ЗАО „ТЮКИ Исследования и разработки технологий сжигания топлива”

Размер субсидии, предоставленной из Исследовательского и технологического инновационного фонда: 39.104.268 Фт.

ЗАО „ТЮКИ” разработало задачу НИР как часть проекта „REPLACENG”, утвержденного в июне 2011. года форумом «EUREKA» в Брюсселе, в рамках международного сотрудничества с украинским партнером «Gas Institute of NAS of Ukraine», Киев. Поддержка проекта и поддержка венгерского участия в программе «EUREKA» осуществлялась в рамках договора с идентификационным номером EUREKA_HU_12-1-2012-0003. Данный международный проект направлен на разработку специального теплообменника и топочного оборудования, применяемых при создании газообразных альтернативных топливных материалов, а также на разработку устройств для предварительного нагрева и рекуперации тепла, необходимых при применении низкокалорийных газов (газы LCV) в высокотемпературных технологиях. Осуществление проекта приведет к замене природного газа на газы LCV, снижению экологической нагрузки на окружающую среду. Задачей ЗАО „ТЮКИ” в рамках данного проекта являлся поиск возможностей для расширения использования нетрадиционных видов топлива, применяя рекуператор, разработанный украинским партнером, с использованием газов LCV. При разработке проекта НИР, на ЗАО „ТЮКИ” были изготовлены, на основании проекта украинского партнера, два рекуператора, пригодных для теплопередачи не более 100 кВт. Была разработана и изготовлена экспериментальная печь мощностью сгорания до 200 кВт, необходимая для проведения тестирования, с соответствующими энергоблоками питания и регенерации. Использование оборудования позволило выполнить анализ характеристик рекуператора в температурном диапазоне дымовых газов 700-1000 °С.

Испытания в термическом цехе ООО «ИСД ДУНАФЕРР Цех холодной прокатки».


1. Измерение сопротивления потока в холодном состоянии оборудования для тестирования, а также в эксплуатационном режиме, после монтажа на колокольную печь.
2. ЗАО „ТЮКИ” , при использовании смеси доменного и коксового газов, с теплотворной способностью 5,8 МДж/м3 (газ LCV), выполнили эксперименты в в среднем эксплуатационном режиме.
3. Тестирование рекуператоров на колокольной печи было также осуществлено в горячих условиях эксплуатации, с целью подогрева воздуха для горения.

На основе тестирования было определено, что оборудование, благодаря благоприятным конструкционным характеристикам, может эксплуатироваться с хорошими параметрами теплопередачи, при низком сопротивлении потока.

На основе результатов измерений станет возможным определение аспектов оптимального конструкторского решения снижения потерь давления в рекуператоре, соответственно, максимального коэффициента теплопередачи и минимальной поверхностной температуры теплообменника, в случае отклонения пропорций состава и потока дымовых газов, отличающихся от сжигания природного газа.
Создание теплообменников нового типа, разработанных в рамках проекта с учетом характеристик газов LCV, обеспечивает более широкое эксплуатационное использование тепловой энергии, возникающей при сжигании промышленных газовых отходов, биогазов и вторичного газообразного топлива, предоставляет возможность более высокой степени замещения природного газа.

Экспериментальная работа была дополнена теоретическими исследованиями. На ЗАО „ТЮКИ” разработали расчетную процедуру оценки рекуператора.Модель позволяет выполнить сравнение "традиционного" расположение пучка труб и нового оборудования. Оценка основана на сравнении передаваемого теплопотока (температуры предварительного подогрева воздуха) при единой скорости потока и температуры на входе.

Публикации, демонстрирующие процесс развития проекта.


1. Применение рекуператоров нового типа при сжигании газов с низкой теплотворностью. (ИСД ДУНАФЕРР Технические, Экономические Публикации 2013 IV. квартал)
2. Development of Calculation Technique and of Design Procedure for Advanced Radiative Recuperator in Frame of EUREKA Program. (Готовится к публикации в научном украинском журнале).
3. Application of New Type recuperator for Low Calorific Value Gases (VIII. International Scientific Conference on Refractories, Furnaces and Thermal Insulations, Novy Smokovec, 08-10. апреля 2014. Словакия)
4. Разработка и исследование новой высокоэффективной конструкции рекуператора типа ррд для печей машиностроения (xvii международная конференция «Теплотехника и энергетика в металлургии», НМетАУ, г. Днепропетровск, Украина, 7 – 9 октября 2014 г).

3. Наименование проекта:

Разработка высокопрочных и хорошо формируемых стальных изделий в сталелитейной промышленности, с учетом аспектов автомобильной промышленности и экологии

Код проекта: GINOP-8.1.1-16

Общая стоимость проекта: 899,6 млн Фт.


90%-ов от суммы (809 млн. Фт) предоставляется ” GINOP Программой кредитования поддержки НИОКР компаний”. Собственный взнос ЗАО «ТЮКИ Исследования и Разработки Технологий Сжигания Топлива» составляет 10% (89,9 млн.Фт).

Разработки по НИОКР ведутся в тесном сотрудничестве между ЗАО «ТЮКИ» и ЗАО «ИСД ДУНАФЕРР».

Целью проекта является доработка двух марок стали, которые могут использоваться в качестве сырья в основном для продукции автомобильной промышленности, с новой концепцией прокатного производства.
В рамках высокопрочной мелкозернистой марки стали (HSLA) создаются новые продукты, производство которых, с точки зрения доступности сырья и вспомогательных материалов, более предсказуемо, а также, за счет улучшения свойств продукта, открываются новые торговые возможности, что увеличивает конкурентоспособность компании. Легирующим элементом, в значительной степени влияющим на механические и микроструктурные свойства микро легированной стали является ниобий. Легирующий элемент, с точки зрения доступности, считается чрезвычайно критическим элементом. Учитывая эти тенденции, целью планируемой исследовательской программы было снижение количества ниобия в четырех марках микро легированных сталей при обеспечении механических свойств, требуемых соответствующим стандартом.
В качестве еще одной цели проекта разрабатываются широкие полосы из мягкой стали, подходящие для комплексного холодного формования. Для улучшения формируемости может использоваться микролегирование титаном или бором, но все фазы металловедения, механизм их действия, а также оптимизированные условия использования технологии на производственных линиях ЗАО «ИСД ДУНАФЕРР» пока еще неизвестны. Результаты экспериментальных исследований отображаются в диаграммах предельного формирования. Диаграммы можно использовать для определения диапазона формирования без риска разрушения или трещины. При наличии данных может быть реализовано создание новых марок стали и производственных технологий, адаптированных к потребностям пользователей.
Целевая линия НИОКР охватывает модернизацию технологии производства новых марок стали. Это, в дополнение к улучшению качества, приводит к повышению энергоэффективности и сокращению выбросов загрязняющих веществ.
При производстве стали, из-за металлургических процессов, характеристик организации производства и теплового состояния сталеразливочного ковша, расплав, после выпуска из конвертера, непрерывно охлаждается. Режим охлаждения изменяется, однако, нет возможности для положительной коррекции температуры, теплопередачи расплаву. Конвертерное производство стали осуществляется с высоким перегревом, более высоким, чем это требуется. Более высокие температуры разлива приводят к снижению производительности и увеличению потребления энергии.
Различным тепловым режимом сталеразливочного ковша можно управлять с использованием математической модели неопределенности системы. В основе этого лежит непрерывное измерение температурного поля кладки, позволяющее рассчитывать аккумулированное теплоту. На основе модели передачи теплоты может быть уменьшена неопределенность, которая прослеживается до переменного теплового состояния и приводит к необходимости перегрева расплава. В результате использования модели температура расплава может быть снижена, что, как это было доказано, приводит к повышению чистоты стали и, благодаря этому, ее механических свойств.

Литые листовые стальные заготовки нагреваются до температуры, необходимой для горячей прокатки, в печи с шагающими балками или в печи с подвижным подом. Параметры нагрева печи определяются состоянием топочной камеры и температурой стальной вставки. В рамках проекта будет разработана новая модель технологии сжигания, которая, по сравнению с текущей моделью нагрева, основанной на теплопередаче со снижением функциональных возможностей, основана на новом алгоритме расчета, тепловом балансе на зону.
Местные данные о температуре топочных газов и компонентах дымовых газов предоставляются лазерным измерительным и аналитическим устройством, которое обеспечивает точность расчета температуры отливки. Новая технология управления процессом горения значительно улучшает однородность механических свойств готового продукта и уменьшает образование окалины.
При реализации комплексной программы НИОКР, наряду с улучшением качества готовой продукции и эффективности технологии производства, прогнозируется сокращение удельного потребления энергии и снижение выбросов вредных веществ.