Главная
Новости
Наука
Молодые инженеры КузГТУ предложили рабочие решения для промышленности

Молодые инженеры КузГТУ предложили рабочие решения для промышленности

31 марта 2025

В XIII Международном инженерном чемпионате «CASE-IN» 23 команды представили решения в направлениях «Проектный инжиниринг» и «Электроэнергетика». Эти отрасли – фундамент для устойчивого развития промышленности: энергетические проекты обеспечивают стабильность электроснабжения даже в самых отдалённых регионах, а инжиниринговые решения помогают предотвращать и ликвидировать последствия экологических аварий.

Проектный инжиниринг

ПАО «СИБУР Холдинг», производитель нефтехимической продукции, предложил командам разработать проекты мобильных быстроразворачиваемых комплексов для ликвидации разливов нефтепродуктов, в том числе с использованием суперсорбентов – материалов с высокой сорбционной ёмкостью, способных поглощать нефтепродукты, не впитывая воду, и функционировать в экстремальных условиях от -40°C до +50°C.

Решения студентов оценивали представители КАО «Азот», ООО «Аудитстройпроект», преподаватели КузГТУ. По словам директора строительного института Андрея Покатилова, в этом году участники подготовили особенно зрелые и детально проработанные презентации идей, продемонстрировав новый уровень подхода к инженерным вызовам.

Победителем в этом направлении второй год подряд становится команда «НФФЛ» (Степан Афонин, Ульяна Феоктистова, Михаил Гончаров, Никита Русаков). Их мобильный комплекс, размещенный в 20-футовом контейнере на базе КАМАЗ-6350, хранит суперсорбенты, созданные методом электроспиннинга и золь-гель технологий. Эти материалы увеличивают эффективность поглощения нефтепродуктов на 55%.

В состав комплекса вошли вариативные модули, в том числе дрон-разведчик. После сигнала о разливе нефтепродуктов он быстро исследует зону аварии, определяя масштабы загрязнения. На основе этих данных выбирается оптимальный тип сорбента и план действий. Комплекс автоматически подаёт сорбенты, устанавливает боновые заграждения, собирает нефтепродукты вакуумными установками, после чего отходы перерабатываются, либо утилизируются.

Комплексное решение на базе суперсорбентов и мобильных быстроразворачиваемых комплексов позволяет значительно ускорить устранение разливов: время их ликвидации сокращается на 40%. Локализация производства суперсорбентов в России – в Тюменской области – снижает логистические расходы, а интеграция беспилотных систем ускоряет первичную разведку и оптимизирует работу всего комплекса. Проект планируется реализовать до 2030 года, – объяснили победители.

Второе место заняла команда «Знатоки» (Глеб Аредаков, Сергей Щур, Александра Бортникова, Кирилл Мирошкин). Четверокурсники строительного института разработали три комплекса, самым эффективным из которых оказался мобильный комплекс «Сибирь 3». Он способен устранить до 20 м³ разливов, а скорость его развёртывания составляет 4 минуты.

В комплексе применяется сорбент «Мегасорб» с 98,5% нефтепоглощения и отжимом нефти на 99%. В отличие от аналогов, он позволяет не только собирать загрязнения, но и перерабатывать нефть для повторного использования. Срок окупаемости мобильного комплекса составит 2,5 года, а многократное использование сорбентов снизит затраты на закупку материалов.

Бронзовыми призёрами стала команда «Вишенки» (Андрей Гордеев, Александр Романов, Владислав Созыгашев, Анастасия Евтихеева). Студенты разработали три типа контейнеров с наполнением для быстрого устранения разлива нефти. Отличия между контейнерами – в составе сорбентов: магнитная жидкость (МЖ) на основе промышленных железосодержащих отходов, аэрогель из графена и тефлона, а также сорбирующие маты PRO-OIL из гидрофобных волокон.

Наиболее эффективным, по словам команды, станет контейнер с МЖ. У него не только поточный метод очистки нефти, не требующий отдельно стоящего оборудования, но и более дешёвый способ производства. При правильной эксплуатации сорбент можно использовать до 25 раз. Решение потребует инвестиций до 16 млрд рублей на предприятие при пятилетнем горизонте планирования, но позволит значительно сократить текущие потери от разливов, оцениваемые в 15,5 млрд долларов ежегодно.

Электроэнергетика

Партнёром направления выступила компания ПАО «Россети» – одна из крупнейших в мире по протяжённости линий и трансформаторной мощности электросетевых компаний. Командам было необходимо разработать технические решения для строительства высоковольтных линий между крупной генерацией и энергодефицитными регионами. В состав экспертной комиссии на отборочном этапе вошли специалисты филиала ПАО «Россети Сибирь» – «Кузбассэнерго-РЭС», АО «Ново-Кемеровская ТЭЦ» и Кемеровского РДУ.

Лучшим признали решение команды «Кузбасское эКспрессО» (Анастасия Устюжанина, Андрей Воробьев, Максим Бастрыгин, Ярослав Авдеев) – чемпионов прошлого сезона Осеннего кубка «CASE-IN». Команда предложила построить высоковольтную линию постоянного тока (ЛПТ) между Нововоронежской АЭС и подстанцией «Москва-1».

В отличие от традиционных линий переменного тока, ЛПТ требует установки специализированных преобразователей, но при этом обладает рядом преимуществ: она экономически выгоднее на протяжённых маршрутах, занимает меньше площади, снижает воздействие на окружающую среду и позволяет интегрировать возобновляемые источники энергии.

Инновационной частью решения стало внедрение цифрового двойника – виртуальной копии энергосистемы, состояние которой отслеживается в режиме реального времени. Технология автоматически выявляет аномалии, например повреждение изоляторов, и переводит плановое обслуживание на ремонт «по фактическому состоянию».

По словам участников команды ЛПТ обеспечивает передачу мощности до 1000 МВт, снижает потери электроэнергии с 6–8% до 2–3%, экономит до 150 млн кВт·ч в год. Кроме того, решение соответствует стратегии инновационного развития энергосистемы и может способствовать укреплению международных позиций ПАО «Россети».

Решению команды «Volk@.ru» (Данила Киркин, Вадим Михно, Татьяна Шубкина) эксперты присудили второе место. Как и победители направления, серебряные призёры проанализировали варианты передачи мощности от Нововоронежской АЭС в Московский регион и сравнили эффективность линий переменного и постоянного тока.

По их расчётам, технологии на постоянном токе обеспечивают меньшие потери энергии и экономически выгодны для передачи на дальние расстояния. Дополнительно команда рассмотрела прогнозируемый рост энергопотребления в Москве и для снижения дефицита мощности предложила внедрить автоматизированные системы управления, развить распределённую генерацию и принять меры по снижению эксплуатационных затрат.

Тройку лидеров замкнула команда «АРА» (Ангелина Лиляева, Руслан Хайдаров, Анастасия Лепихина). В Московском регионе студенты выявили ежегодный рост энергопотребления на 1,81 % и дефицит мощности 1200 МВт в зимний период. Чтобы восполнить нехватку, будущие энергетики предложили передавать 1,5 ГВт мощности от Курской и Нововоронежской АЭС с наименьшими потерями.

Оптимальным решением команда посчитала передачу на постоянном токе с линейно-коммутационным преобразователем и схемой «полный мост», которая оказалась лучше по критериям управляемости, надёжности и экологичности. Такой вариант позволит сэкономить 65,86 млрд рублей за 50 лет, снизить потери на 60 МВт и повысить устойчивость сети к авариям. Кроме того, проект может способствовать развитию отечественных технологий, включая производство IGBT-модулей – транзисторов для управления высокими мощностями и напряжениями.

В следующий этап инженерного чемпионата «CASE-IN» проходят команды, которые заняли первое место в отборочном этапе своего направления. Очный финал пройдёт в Москве в конце мая. Участники доработают свои решения и представят их перед экспертным сообществом.

Альбом «CASE-IN 2025»