25 лет в энергетике России

28 сентября 2018

Четверть века назад – 24 марта 1993 года, пермское КБ (сегодня АО «ОДК-­Авиадвигатель»), РАО «Газпром» (ныне ПАО «Газпром») и ГП «Тюменьтрансгаз» (в настоящее время ООО «Газпром трансгаз Югорск») заключили договор на разработку газотурбинной установки мощностью 2,5 МВт для модернизации электростанции ПАЭС-­2500. Успешная разработка и внедрение ГТУ-­2,5П на объекты крупнейшего отечественного газового концерна позволила пермским двигателестроителям стать полноправным участником рынка в качестве разработчика и изготовителя газотурбинного энергетического оборудования для нужд предприятий топливно­энергетического комплекса России. За более чем 25 лет работы с «Газпромом» специалисты «Авиадвигателя» выполнили ряд работ, послуживших дальнейшему развитию энергетической тематики пермского конструкторского бюро, в том числе:

  • создана ГТУ-­2,5П для модернизации электростанций ПАЭС­-2500 и ЭГ­-2500. Первая модернизированная ПАЭС­-2500М введена в эксплуатацию в 1994 году в поселке Игрим (ООО «Газпром трансгаз Югорск») и успешно эксплуатируется и в настоящее время;
  • создана блочно­-автоматизированная электростанция единичной мощностью 4 МВт. Первая ГТЭС-­4 на базе ГТУ­-4П введена в 1999 году в поселке Сысерть (ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург»). Эксплуатация электростанций ГТЭС-­4 продолжается до сих пор;
  • разработан пэкидж блочно­-модульных газотурбинных энергоблоков: «Урал­-2500», «Урал­-4000» и «Урал­-6000»;
  • построен и введен в эксплуатацию испытательный стенд для контроля качества и надежности газотурбинного оборудования энергетического назначения разработки пермского КБ, а также сборки, монтажа и проведения приемо­-сдаточных испытаний полноразмерных блочно­-модульных газотурбинных энергоблоков: «Урал­-2500», «Урал-­4000» и «Урал­-6000»;
  • успешно завершены приемочные межведомственные испытания ЭГЭС «Урал­-2500» на базе электростанции для собственных нужд Перегребненского ЛПУ ООО «Газпром трансгаз Югорск»;
  • разработаны и внедрены в эксплуатацию системы автоматического управления КУЭС, МСКУ­-5000, агрегаты управления подачей топлива в камеру сгорания ДГ­-30; ДГВ­-3,5; ДГВ-­6, блок-­модуль углекислотной системы пожаротушения ГТЭС, электростартер системы запуска ГТЭС;
  • введены в эксплуатацию дополнительные конструктивные доработки ВОУ для улавливания и удаления снега из шумоглушителя энергоблока разработки «Авиадвигателя» в условиях Крайнего Севера;
  • увеличен межремонтный ресурс ГТУ­-2,5П, ГТУ­-4П и ГТУ-­6П с 25 до 30 тысяч часов.

За 25 лет для нужд ПАО «Газпром» изготовлено более 180 газотурбинных установок для энергоагрегатов ПАЭС­-2500М, ЭГ‑2500М, ГТЭС‑4, «Урал­-2500», «Урал‑4000», «Урал‑6000», ЭГЭС-­12С. В настоящее время их суммарная наработка превысила показатель 5,8 млн часов, а общая мощность составила более 768 МВт.

С 2001 года пермское КБ впервые вступило на рынок нефтегазодобывающих компаний. Первым объектом эксплуатации энергетических ГТУ, созданных в Перми, стало Конитлорское МНГ ОАО «Сургутнефтегаз». Комплексным интегратором проекта выступило ООО «Искра­-Энергетика». Положительный опыт работы ГТУ на базе газогенератора авиационного двигателя Д­-30, использующих в качестве топлива попутный нефтяной газ,  позволил специалистам пермского КБ успешно адаптировать и более мощные энергетические ГТУ, созданные на базе газогенератора ПС‑90А и ставшие основой для энергоагрегатов ЭГЭС­-12С.

Уже в 2004 году на нескольких объектах «Сургутнефтегаза»: Биттемском, Лянторском, Лукьявинском, Русскинском МНГ – были запущены в эксплуатацию электростанции на базе ГТУ­-12ПГ­2, призванных не только производить электроэнергию, но и одновременно и утилизировать попутный нефтяной газ.

Необходимо подчеркнуть, что именно «Сургутнефтегаз» стал пионером среди отечественных компаний, внедривших стратегию утилизации попутного нефтяного газа в проектах электростанций собственных нужд.

В 2007 году на технологию использования ПНР в качестве топлива электростанций для собственных нужд перешла компания ПАО «ЛУКОЙЛ». С этого года началось долгосрочное и плодотворное сотрудничество «Авиадвигателя» с крупнейшей нефтяной компанией России. Первым же подразделением «ЛУКОЙЛа», поддержавшим вопрос рационального решения проблемы утилизации попутного нефтяного газа, стало ООО «ЛУКОЙЛ­-Западная Сибирь».

Сегодня пермские газовые турбины промышленного назначения в полной мере обеспечивают электроэнергией и теплом не только месторождения нефтяников Западной Сибири, но и специалистов других структурных подразделений компании «ЛУКОЙЛ»: «ЛУКОЙЛ­-Пермнефтеоргсинтез» и ООО «ЛУКОЙЛ-­Коми». Немаловажно, что продолжением успешного сотрудничества конструкторов пермской конструкторской школы авиационного газотурбинного двигателестроения стало сотрудничество «Авиадвигателя» с «Иркутской нефтяной компанией» – крупнейшим российским производителем углеводородного сырья в Восточной Сибири.

Внедрение на объектах добычи, переработки и транспорта нефти и газа газотурбинного оборудования позволяет предприятиям нефтегазодобывающего комплекса России успешно решать вопросы утилизации попутного нефтяного газа. Возможность работы энергоагрегатов разработки пермского КБ значительно повышает экономическую эффективность компании, энергобезопасность ее объектов собственной генерации, снижает себестоимость выпускаемой продукции за счет снижения стоимости вырабатываемой электроэнергии и тепла. Возможность работы газотурбинных двигателей промышленного назначения разработки пермского КБ, использующих в качестве топлива попутный нефтяной газ с высоким содержанием сероводорода, позволяет эксплуатанту не только исключить систему сероочистки ПНГ из проектных решений, но и сократить капитальные затраты в проекты генерации.

Правительство РФ высоко оценило труд пермских моторостроителей. Не случайно за разработку и внедрение газотурбинных электростанций серии «Урал» на попутном нефтяном газе группе специалистов АО «ОДК­-Авиадвигатель», ПАО «НПО «Искра», ООО «Спутник-­Комплектация», а также эксплуатирующих организаций, в том числе ОАО «Сургутнефтегаз» и ООО «ЛУКОЙЛ-­Западная Сибирь» присвоено почетное звание «Лауреат премии Правительства Российской Федерации 2013 года в области науки и техники».

Важнейшим достижением фирмы является программа фирменного ремонтно­технического обслуживания (РТО) в течение всего жизненного цикла с оплатой за фактически отработанный машино­час. Внедрение этого подхода позволяет заказчикам совершенствовать процессы планирования затрат на эксплуатацию двигателя, снижать расходы на страхование оборудования, оптимизировать состав запасных частей, учитывать при планировании производства фиксированные сроки устранения неполадок и неисправностей и сокращать время на выполнение РТО, а также использовать глубокую диагностику, непрерывный контроль за параметрами оборудования и его системами. Программа полного сервиса газотурбинных агрегатов ГТЭС «Урал-­4000», ЭГЭС­-12С и ГТЭС­-25ПА в течение всего жизненного цикла успешно применяется на 52 энергоагрегатах «ЛУКОЙЛа» и «Иркутской нефтяной компании».

Отлаженная система удаленного мониторинга и диагностики энергоблоков позволяет сократить сроки реагирования на внештатные ситуации, а также спрогнозировать состояние оборудования с целью своевременной корректировки и планирования сервисного обслуживания.

Ключевыми моментами многолетнего эффективного сотрудничества специалистов пермского конструкторского бюро с прогрессивными нефтяными и нефтегазовыми компаниями стали:

  • адаптация энергоагрегатов к работе на нефтяном попутном газе разных составов, в том числе ПНГ с высоким содержанием сероводорода, без предварительной его очистки;
  • разработка конструкторской документации для модульного исполнения энергоагрегатов;
  • создание унификационного пэкиджа энергоблоков серии «Урал» единичной мощностью 2,5; 4 и 6 МВт в соответствии с требованиями зарубежных стандартов API 616;
  • адаптация работы ГТЭС в сложных климатических условиях;
  • обеспечение стабильной работы ГТЭС на основных и переходных режимах с возможностью проведения динамичных набросов и сбросов нагрузки при работе на локальную нагрузку для буровых установок;
  • внедрение фирменного ремонтно­технического обслуживания в течение всего жизненного цикла ГТЭС.

Всего для отечественных нефтяных и нефтегазовых компаний изготовлено 137 газотурбинных установок для электростанций ГТЭС­-4, «Урал­4000», «Урал­-6000», ЭГЭС-­12С, ГТЭС-­25ПА общей мощностью 1 423 МВт. Их суммарная наработка превысила 5,1 млн часов.

Логичным продолжением развития малой распределенной энергетики стала работа «Авиадвигателя» с российскими генерирующими компаниями. Энергетики «Башкирской генерирующей компании» еще в начале 2000­-х годов по достоинству оценили возможности перевооружения и реконструкции устаревших котельных путем внедрения пермских энергоагрегатов. Экономическая эффективность применения газотурбинного оборудования специалистами Башкирии послужила стимулом для развития партнерских отношений АО «ОДК­-Авиадвигатель» и ПАО «Т-Плюс».

Результатом стабильного и продуктивного сотрудничества с российскими генерирующими компаниями стали:

  • адаптация САУ ГТЭС и возможность работы газотурбинной электростанции в параллель с энергосистемой;
  • возможность работы ГТЭС с котельным оборудованием различных производителей (водогрейными и паровыми котлами);
  • опыт длительной эксплуатации ГТЭС в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии;
  • создание разнообразных пэкиджей для уличного и ангарного применения в соответствии с требованиями заказчика.

На сегодняшний день по заказам энергетических компаний изготовлено 18 ГТУ для энергоагрегатов «Урал-­4000», «Урал-­6000», ГТЭС-­16ПА, ГТЭС-­25П общей мощностью 235 МВт. Их суммарная наработка превысила 377 тысяч часов.

Немаловажен вклад специалистов «Авиадвигателя» в собственную энергетику российских промышленных предприятий. В 2007 году пермское КБ приобрело новый ценный опыт – впервые выступило в роли генерального подрядчика и выполнило весь комплекс работ от поставки оборудования до сдачи объекта «под ключ» для калийщиков Пермского края.

Газоперерабатывающая и нефтехимическая компания «Сибур­-Холдинг» не остается в стороне от государственных задач и ведет активную работу над повышением энергоэффективности своего производства, в том числе с использованием проверенных пермских газовых турбин промышленного назначения. В 2014 году в ПАО «Сибур­-Химпром» запущена в эксплуатацию ГТУ­-ТЭЦ на базе ЭГЭС «Урал­-6000» с паровыми котлами КГТ-­17/1,5­230 производства ЗАО «Энергомаш». За время работы оборудование зарекомендовало себя как надежный источник собственной генерации электрического и теплового снабжения.

Успешное сотрудничество с промышленными предприятиями позволило специалистам пермского КБ:

  • получить опыт выполнения работ «под ключ»;
  • разработать новую систему фильтрации воздуха энергоагрегатов;
  • получить опыт эксплуатации энергоагрегатов в условиях агрессивных воздушных сред;
  • выполнить адаптацию двигателя Д­30-ЭУ­6 для непрерывного поддержания электрической мощности 6 МВт во всех эксплуатационных температурах окружающего воздуха (до +38°С) и др.

На начало апреля 2018 года для нужд российских промышленных компаний изготовлено девять газотурбинных установок для электростанций «Урал­-4000» и «Урал­-6000» общей мощностью 48 МВт, суммарная наработка которых превысила 330 тысяч часов.

За прошедшие два с половиной десятилетия специалистами «ОДК-­Авиадвигатель» разработаны шесть типов газотурбинных электростанций, в том числе: «Урал­-2500», «Урал-­4000», «Урал­-6000», ЭГЭС­-12С, ГТЭС­-16П, ГТЭС-­25П и две модификации – ГТЭС­-16ПА и ГТЭС­-25ПА.

Всего на начало апреля 2018 года изготовлено более 960 ГТУ, суммарная наработка которых приближается к 25 млн часов. 352 ГТУ успешно эксплуатируются в составе энергоагрегатов, суммарная мощность которых составила 2 473 МВт, а суммарная наработка превысила 11,7 млн часов.

Постоянное стремление специалистов пермского КБ к расширению ассортимента продукции, разработке новых форм обслуживания, поиску новых рынков сбыта требует создания новых технологий и перспективных направлений деятельности общества. В настоящее время ведутся активные работы по повышению конкурентоспособности и дальнейшему развитию мощностного ряда ГТУ по проектам:

  • создания на базе конвертированного газогенератора новейшего авиационного двигателя ПД­-14 газотурбинных установок номинальной мощностью 6–8 МВт с КПД от 34 до 36% и газотурбинных установок номинальной мощностью 12–16 МВт с КПД от 38 до 40,5%;
  • создания энергоагрегатов мощностью 6–8 МВт на базе газогенератора авиационного двигателя ПС­-90А;
  • создания ГТУ в классе мощности 30–40 МВт;
  • применения газотурбинного оборудования собственной разработки в проектах по сжижению природного газа и разработки энергетических комплексов по утилизации твердых бытовых отходов;
  • создания двухтопливной ГТУ, работающей на двух видах топлива (газ+жидкое топливо) и обеспечивающей резервирование по топливу;
  • расширения рынков сбыта пермских газовых турбин промышленного назначения и т.д.

Учитывая государственную политику Российской Федерации в области импортозамещения, экономические санкции со стороны США и стран Евросоюза, непредсказуемые скачки курса валюты, именно отечественное оборудование способно решать задачи по обеспечению энергетической безопасности объектов отечественного топливно-­энергетического комплекса. Двадцатипятилетний опыт эксплуатации газотурбинного оборудования разработки «ОДК­-Авиадвигатель» позволяет современным и потенциальным партнерам пермского КБ уверенно смотреть в будущее.

Источник: «Пермские газовые турбины» №34

Сайт разработан РЦИ ПНИПУ, 2014 г.