Инфраструктурный центр
«Технет» СПбПУ

23 Июня 2025 года
Данная новость была прочитана 1858 раз

Специалисты ПИШ СПбПУ представили проект по разработке горелочных устройств нового поколения на площадке «Газпром нефти»

Специалисты Научно-образовательного центра (НОЦ) «Цифровой инжиниринг основного оборудования химико-технологических систем» Передовой инженерной школы Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого «Цифровой инжиниринг» (ПИШ СПбПУ) представили один из проектов ключевого научно-технологического направления СПбПУ «Системный цифровой инжиниринг» (КНТН-1) на площадке Научно-Технического Центра «Газпром нефти» в рамках «Технологического четверга».

В  марте 2025 года по результатам представления Программы развития СПбПУ на Совете в Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого вошёл в лидирующую группу вузов-участников программы «Приоритет-2030». Согласно утвержденным Стратегии и Программе развития СПбПУ и в целях реализации программы «Приоритет-2030» были выделены 3 ключевые научно-технологические направления:

  • КНТН-1 «Системный цифровой инжиниринг»,
  • КНТН-2 «Новые материалы, технологии, производство»,
  • КНТН-3 «Искусственный интеллект для решения кросс-отраслевых задач».

В рамках каждого из них Совет по технологическому лидерству СПбПУ утвердил проекты. В числе проектов КНТН-1 «Системный цифровой инжиниринг» была определена разработка горелочных устройств нового поколения для печей пиролиза с помощью технологии цифровых двойников под руководством эксперта НОЦ «Цифровой инжиниринг основного оборудования химико-технологических систем» ПИШ СПбПУ Юрия Аристовича.

Проект предусматривает выполнение нескольких этапов до 2030 года, включая определение подходов к математическому и компьютерному моделированию новых горелочных устройств, разработку матрицы требований, целевых показателей и ресурсных ограничений, создание компьютерных моделей прототипа (первичная, уточненная, детализированная, оптимизированная), проведение натурных испытаний опытно-промышленного образца горелочного устройства для валидации компьютерной модели,  разработку конструкторской документации и внедрение в производство.

  • «Результат проекта позволит оперативно и эффективно разрабатывать горелочные устройства, используемые для многотоннажного производства нефтехической продукции и обеспечить превосходство над зарубежными аналогами за счет применения передовой технологии цифровых двойников, позволяющей выполнить все необходимые цифровые испытания устройства на цифровых (виртуальных) испытательных стендах для снижения сроков и стоимости коммерциализации и ускоренного достижения технологического лидерства»,
    – заключил Юрий Аристович.

На «Технологическом четверге» Передовую инженерную школу СПбПУ «Цифровой инжиниринг» представили специалисты НОЦ «Цифровой инжиниринг основного оборудования химико-технологических систем» ПИШ СПбПУ: эксперт Юрий Аристович, главный специалист и научный сотрудник Грач Оганесян, инженер Соколов Тимофей, младший научный сотрудник НОЦ и старший преподаватель Высшей школы передовых цифровых технологий ПИШ СПбПУ Лев Миргородский.

Юрий Аристович рассказал о компетенциях ПИШ СПбПУ в области разработки горелочных устройств нового поколения в составе различных аппаратов и устройств нефтегазовой отрасли. Представленные решения способны обеспечить эффективную и экологичную работу технологического оборудования.

  • «Горелочные устройства и системы для основного технологического оборудования нефтегазовой промышленности – высокотехнологичные наукоёмкие изделия, обеспечивающие конечную эффективность реакторов, технологических печей и других сложных промышленных аппаратов, работающих в условиях критических значений используемых материалов.
  • В каждом сегменте применения на рынке присутствуют всего несколько лидирующих поставщиков. От технических и эксплуатационных параметров горелочных устройств, показателей надёжности зависит не только энергетическая эффективность, но и качество продукции.
  • Современные методы цифрового инжиниринга, в первую очередь технология цифровых двойников, позволяют сократить путь разработки таких изделий до одного цикла с достижением опережающих целевых технических показателей (а это и есть определение технологического лидерства) с первого раза. Конечный результат разработки – техническая документация для изготовления изделий российскими машиностроителями с учётом их производственных возможностей»,
    – пояснил Юрий Валерьевич.

Спикер подробно остановился на возможностях технологии цифровых двойников для высокотехнологичных предприятий:

  • эффективная проработка проектов создания новых или модернизации действующих производственных объектов;
  • выявление путей сокращения издержек и роста производительности;
  • визуализация и презентация проектных предложений;
  • проектирование, математическое и компьютерное моделирование, кастомизация и оптимизация технологических процессов;
  • оптимизация пространственного расположения производственных объектов;
  • контроль точного исполнения производственных планов.

Говоря о триаде реализации цифровых двойников «цифровые испытания – цифровой (виртуальный) испытательный стенд – цифровой (виртуальный) испытательный полигон», Юрий Аристович отметил, что создание цифровых двойников позволяет проводить многократные испытания прототипа в цифровой среде без затрат на выпуск и доработку промежуточного изделия, проверить все возможные сценарии работы на виртуальном производстве.

Эксперт выделил, что создание цифровых двойников путем балансировки матрицы целевых показателей, требований и ресурсных ограничений, разработка цифровых (виртуальных) стендов и полигонов, а также проведение цифровых испытаний осуществляются на уникальной Цифровой платформе CML-Bench®, созданной и развиваемой инженерами СПбПУ. Процесс разработки цифровых двойников задействует высокопроизводительные мощности и развитую инфраструктуру Суперкомпьютерного центра «Политехнический».

Также эксперт НОЦ «Цифровой инжиниринг основного оборудования химико-технологических систем» ПИШ СПбПУ, руководитель ключевого научно-технологического проекта Юрий Аристович представил обзор рынка разных видов горелочных устройств и описал основные технологические вызовы этого направления. В дополнение отметим, что доклад по схожей тематике об анализе и  оценке перспектив развития современных горелочных устройств как новой отраслевой нормы, представленный инженером НОЦ «Цифровой инжиниринг основного оборудования химико-технологических систем» ПИШ СПбПУ Тимофеем Соколовым, стал одним из ключевых в рамках круглого стола «Материалы и технологий для водородной энергетики» на V Международной отраслевой конференции «Материалы и технологии в нефтегазовой отрасли», проведенной с 21 по 23 мая 2025 года  в Передовой инженерной школе СПбПУ. Это выступление также представляет промежуточные результаты первого этапа данного проекта по разработке горелочных устройств нового поколения для печей пиролиза в рамках программы «Приоритет-2030». Первый этап предусматривает, в том числе, обширное рассмотрение с технической стороны отечественных и зарубежных аналогов горелочных устройств.

 

Далее Юрий Аристович рассказал о реализованных проектах СПбПУ в направлении проектирования, оптимизации, изготовления и модернизации химико-технологических устройств и оборудования. Так, спикер выделил разработку эскизного проекта узла конверсии метана для опытно-промышленной установки производства водорода мощностью 45000 Нм3 Н2/ч и создание проекта горелки парокислородного риформинга для промышленной установки производства водорода мощностью 150000 Нм3 Н2/ч.

Также  Юрий Валерьевич представил разработку ключевого проприетарного технологического оборудования опытно-демонстрационной установки производства водорода ОДУ-150 в интересах АО «ЦКБМ» (входит в машиностроительный дивизион Госкорпорации «Росатом» – Атомэнергомаш) для АО «НИИ НПО «ЛУЧ» (генеральный заказчик, входит в научный дивизион Росатома – «Наука и инновации»). Конструктивные решения созданных ключевых аппаратов водородных технологий оказали драйверное влияние на развитие нового поколения оборудования и будущих средне- и крупнотоннажных аппаратов водородной, нефтехимической, азотной отраслей промышленности.

 

В заключение выступления Юрий Аристович отметил существующий дефицит инженеров и подчеркнул важность подготовки квалифицированных кадров, обладающих компетенциями мирового уровня. В контексте обсуждения путей решения этой задачи  Юрий Валерьевич выделил реализуемую в ПИШ СПбПУ при поддержке АО «ЦКБМ» образовательную программу магистратуры «Цифровой инжиниринг основного технологического оборудования водородных технологий и энергетических систем нового поколения», которая направлена на подготовку передовых специалистов, способных создавать, рассчитывать, оптимизировать, проектировать высокотехнологичное производственное проприетарное оборудование химических технологий, в том числе производства водорода, с применением технологии цифровых двойников. Напомним, что 25 февраля 2025 года ПИШ СПбПУ и АО «ЦКБМ» открыли на базе школы лабораторию комплексных разработок основного оборудования химико-технологических и энергетических систем нового поколения с целью развития общей научно-образовательной инфраструктуры, задействованной в обучении магистрантов и необходимой для оптимальной работы над совместными проектами.

  • «Исполнение в рамках КНТН-1 “Системный цифровой инжиниринг” проекта, направленного на разработку горелочных устройств нового поколения для печей пиролиза с помощью передовой технологии цифровых двойников в рамках программы “Приоритет-2030” и подготовка будущих лидеров производств в Передовой инженерной школе СПбПУ “Цифровой инжиниринг” обеспечат высокий уровень синергии, которая способствует достижению технологического лидерства в нефтегазовой отрасли и химической промышленности нашей страны»,
    – подвел итог выступления спикер.