Турбины большой мощности

Содержание

Обнадеживающую новость принесла завершившаяся на днях «Российская энергетическая неделя». «Роснано» переходит на импортозамещение даже в тех отраслях, где позиции нашей страны были исторически слабы. Так, уже 3 тыс. часов успешно отработала первая российская газовая турбина ГТД-110М по командам единого диспетчера. Как сообщил заместитель директора департамента Минпромторга по станкостроению и инвестиционному машиностроению Олег Токарев, через полтора-два года технологию можно будет тиражировать.

«ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БАЗОЙ СТАНЕТ РОСТЕХ»

«Сейчас мы рассматриваем вопрос серийного производства этой турбины. Для этого мы создаем достаточно широкий круг производителей в рамках кооперации. Надеемся, что база будет сосредоточена в рамках группы компаний «Ростех», но с привлечением множества компаний, — отметил Олег Токарев. — Нам необходимо произвести еще два двигателя, чтобы три двигателя длительный цикл испытаний прошли».

Сейчас в России нет собственного серийного производства газовых турбин большой мощности. Модернизацией проекта российской газовой турбины ГТД-110М с 2014 года занимался консорциум из «ОДК-Сатурн», «Интер РАО» и «Роснано» — Инжиниринговый центр «Газотурбинные технологии». За это время разработчикам удалось устранить конструктивные недостатки, повысить надежность и технологические характеристики конструкции. Доработки проверялась как расчетным путем, так и экспериментально.

«Газотурбинные технологии» добились повышения ряда технико-экономических характеристик турбины. Так, мощность установки выросла со 110 до 115 МВ. Изначально КПД установки был на уровне 35,5%, фактически испытания сейчас подтвердили до 37%, а в составе комплексной парогазовой установки – до 52%. Это улучшило экономику проекта — такому блоку достаточно текущих тарифов на электроэнергию, рост цен потребителям не грозит.

«СИЛЫ НАЙДЕНЫ»

К октябрю модернизированная турбина успешно отработала 3 тыс. часов испытаний, разбитые на два этапа – стендовые испытания и опытно-промышленная эксплуатация. Первые 700 часов отработаны в апреле на стенде в составе одиночной газовой турбины (без парогазовой части). В мае 2019 года по итогам испытания инспекция подтвердила целостность всех элементов и готовность двигателя к дальнейшей эксплуатации.

Как уточнили в пресс-службе компании «Роснано», в июне газовая турбина с испытательного стенда была переставлена в серийную ячейку блока Ивановских ПГУ (парогазовых установок) мощностью 325 МВт. С конца июня турбина находится в опытно-промышленной эксплуатации и поставляет электроэнергию в единую энергосистему.

Теперь установка проходит плановый осмотр. Если дефектов не обнаружат, то эффективность и безопасность проекта ГТД-110М будет подтверждена, а инвестпроект по модернизации — завершен. Ожидается, что турбина останется в промышленной эксплуатации на Ивановских ПГУ.

На пути к качественному продукту разработчики сталкивались с неполадками и повреждениями установки, что немудрено в случае такой сложной энергетической технологии, но планомерно исправляли их. «Не могу не отметить, опыт создания турбины ГТД-110М очень сложной, имеющий свою непростую историю. Тем не менее, спасибо участникам «Газотурбинных технологий»: силы были найдены, возможности были найдены, — обратился к разработчикам проекта Олег Токарев.

Второй путь, который обсуждают машиностроители и энергокомпании, — перенести в России зарубежные технологии турбостроения. Но сделать это крайне сложно: Минпромторг поставил жесткие требования к локализации: Она должна быть на уровне 90%, включая критические компоненты: по сути весь лопаточный тракт, включая горячий тракт, камеры сгорания, требования по литым заготовкам, упаковкам, системы управления. «Это критические важные элементы, которые мы должны локализовать», — заявил Токарев. Готовы ли на это наши зарубежные партнеры – большой вопрос.

Фото с сайта НПО «Сатурн»

«НА УРОВЕНЬ ВЫСОКОТЕХНОЛИЧНЫХ ДЕРЖАВ»

Обратим внимание, что газовая турбина — ключевой элемент парогазового цикла — самой эффективной сегодня технологии в традиционной тепловой энергетике. Дело в том, что на парогазовых установках электричество производится дважды — с помощью газовой, а затем паровой турбины. На выходе из первой газ остается горячим. Его тепло можно использовать, чтобы подогреть котел с водой: вырабатываемый пар запускает вторую турбину.

В Советском Союзе ПГУ строили только экспериментально. В производстве тепла упор делали на уголь и мазут, а также менее экономичный паросиловой цикл. В последнее десятилетие парогазовая технология пользуется большим спросом на мировом рынке, а в России стала базой в программе модернизации тепловой энергетики прошлого десятилетия. Но за неимением собственных закупались импортные турбины вместе с сервисом от GEи Simens, услуги по регулярном облуживанию после девальвации рубля в 2014 году влетели в копеечку энергетикам.

Напомним, зависимость от импорта привела к скандалу в 2017 году. Тогда в Крыму строили две электростанции, для которых нужны были газовые установки большой мощности. Турбины Siemens закупили на вторичном рынке и обновили силами российских заводов, однако это все-равно вызвало недовольство европейских производителей, ограничивших поставки высокотехнологичного оборудования в Россию. После Минэнерго и Минпромторг всерьез взялись за импортозамещение, чтобы избежать санкционных рисков в базовой отрасли. «Создание собственных компетенций в турбиностроении выведет нашу страну на уровень высокотехнологической державы», — резюмировал Олег Токарев.

Газотурбинная установка ГТЭ-110 на базе двигаетеля ГТД-110

Поделиться «Газотурбинная установка ГТЭ-110 на базе двигаетеля ГТД-110»

  • LinkedIn
  • Twitter

В статье рассказывается о ГТУ ГТЭ-110 и ее технических характеристиках, а также подпробно описан двигатель ГТД-110 и генератор ТФГ‑110‑2УЗ.

Краткое описание газотурбинной установки ГТЭ-110

Газотурбинная установка ГТЭ-110 создана на основе газотурбинного двигателя ГТД‑110 и предназначена для использования на электростанциях. Она может работать как пиковая или базовая установка, а также в составе комбинированных установок.

Установка представляет собой технологический комплекс оборудования в блочно-комплектном исполнении, что обеспечивает удобство монтажа и обслуживания. В состав ГТЭ-110 входят следующие основные узлы:

  • газотурбинный двигатель ГТД‑110 на раме;
  • укрытие (контейнер);
  • турбогенератор ТФГ‑110‑2УЗ мощностью 110 МВт на раме с системой возбуждения и тиристорным пусковым устройством;
  • блоки маслоагрегатов и топливной автоматики;
  • входное и выходное устройство ГТД;
  • блок электротехнического оборудования с системой автоматического регулирования, управления, защиты и контроля.

История испытаний

принципиальная схема ГТЭ-110

Газотурбинный двигатель ГТД‑110 разработан НПП «Машпроект» (г. Николаев, Украина) и предназначен для работы в составе комбинированных установок различной мощности с коэффициентом полезного действия 52‑55 % и более. Он также может использоваться на электростанциях для покрытия пиковых электрических нагрузок.

Первый опытный двигатель ГТД‑110 был изготовлен в 1998 году в производственной кооперации НПП «Машпроект» и ОАО «Рыбинские моторы». В настоящее время производство установки ГТЭ‑110 в полном объеме организовано на НПО «Сатурн» (г. Рыбинск).

В период с 1998 по 2000 годы на испытательном стенде НПП «Машпроект» проведен большой объем испытаний двигателя ГТЭ‑110 № 1. Первый этап испытаний осуществлялся на дизельном топливе, второй — на природном газе.

Испытательный стенд НПП «Машпроект» состоит из испытуемого газотурбинного двигателя, гидротормоза «Бизон», специально разработанного в объединении «Машпроект» для испытаний ГТД‑110, пускового газотурбинного двигателя мощностью 4 МВт и систем обеспечения работы стенда. При испытаниях нагружение двигателя вплоть до номинальной мощности осуществлялось с помощью гидротормоза, имитировавшего нагрузку электрического генератора. На стенде установлены штатные блоки топливных агрегатов жидкого и газообразного топлива. Стенд оборудован системами смазки, пневматического управления, охлаждения и др. Подвод воздуха к ГТД осуществлялся во входную улитку через мерные цилиндры, позволяющие производить замер параметров на входе в двигатель. Уходящие газы отводятся в стендовый газоотвод. Управление стенда осуществляется микропроцессорной системой управления, регулирования, контроля и защиты.

В результате испытаний выполнено около 60 пусков. Общее время запуска от момента подачи топлива до выхода на холостой ход генератора с частотой вращения 3000 об/мин составляет 7,5—8,3 минуты (450—500 сек.)

Испытания и опытно‑промышленная эксплуатация второй установки ГТЭ‑110 № 2 осуществляются на Ивановской ГРЭС, где для этого создан специальный стенд.

Регулирование ГТУ

Регулирование режимов работы установки ГТЭ‑110 возможно с помощью входного поворотного направляющего аппарата компрессора. Входной направляющий аппарат (ВНА) может принимать два крайних положения: полностью открытое (–6о), обеспечивающее максимальный расход воздуха через компрессор и полностью закрытое (–35о), при котором расход воздуха снижается до некоторого предельного значения.

Регулирование установки с помощью ВНА используется на пусковых режимах, а также на тех режимах, где требуется поддержание температуры газа за газовой турбиной на заданном уровне. Обычно это режимы работы по комбинированному циклу в составе парогазовой установки. При работе ГТЭ с заданной электрической мощностью положение ВНА может быть установлено произвольно в допустимом интервале его изменения, при этом оно именуется как промежуточное.

ТТХ ГТУ на разных режимах

В опытах температура газа перед турбиной, при которой достигается номинальная мощность ГТЭ, равная 110 МВт, составляла 1161оС, температура газа за турбиной была равна 502оС, расход воздуха —358 кг/с, степень повышения давления в компрессоре — 15,7. Мощность газовой турбины составляла 250 — 255 МВт, компрессора — около 140 МВт. Суммарные потери давления в трактах ГТУ при работе на этих режимах составили (1-Пт/Пк)=0,071-0,074.

В результате экстраполяции результатов испытаний установки с открытым положением ВНА на расчетную температуру газа перед турбиной 1210оС электрическая мощность составила 118,7 МВт, температура газа за турбиной — 526оС, а КПД — 36,2 %. При расчетной температуре газов за турбиной 517оС мощность установки равна 116,4 МВт, температура газа перед турбиной — 1197оС, а КПД — 35,9 %. Эти цифры, полученные при тепловых испытаниях, говорят о наличии резерва для повышения мощности, что является результатом увеличения расхода воздуха и КПД компрессора по сравнению с расчетными значениями.

Газотурбинный двигатель ГТД-110

Конструктивно двигатель выполнен одновальным по традиционной для подобных энергетических установок схеме. Основные особенности двигателя перечислены ниже:

  • двухопорный ротор турбокомпрессора (15‑ступенчатый компрессор и 4‑ступенчатая турбина);
  • привод электрогенератора со стороны компрессора;
  • упорный подшипник со стороны компрессора;
  • регулируемый входной направляющий аппарат в компрессоре;
  • осевой выходной газоход для снижения скорости потока с минимальными потерями давления.

Температура газа перед турбиной (сопловым аппаратом первой ступени) принята равной 1210оС при работе в базовом режиме. Расчетный ресурс двигателя при этой температуре —100 тыс. часов, ресурс охлаждаемых лопаток — 25 тыс. часов.

Система охлаждения двигателя

Турбина имеет конвективную систему охлаждения за исключением соплового аппарата первой ступени, который выполнен с конвективно‑пленочным охлаждением. Охлаждаются сопловые решетки первых трех ступеней и рабочие лопатки первых двух ступеней. Все рабочие и сопловые лопатки изготавливаются методом точного литья по выплавляемым моделям. Для рационального использования воздуха охлаждение лопаточных венцов, дисков и корпусов турбины осуществляется воздухом, отбираемым за 7, 10 и 15-й ступенями компрессора. Часть воздуха, отбираемого за 15‑й ступенью компрессора, охлаждается в водо-воздушном теплообменнике до температуры 150‑180оС и поступает на охлаждение рабочей лопатки первой ступени и соплового аппарата второй ступени. Суммарный отбор воздуха на охлаждение турбины составляет около 13 % от расхода воздуха через компрессор.

Топливо

Камера сгорания — трубчато-кольцевая. В кольцевом пространстве, образованном кожухом камеры сгорания и корпусом компрессора расположены 20 жаровых труб. По схеме течения потоков воздуха и продуктов сгорания камера сгорания является противоточной (петлевой). Установка может работать на двух видах топлива — природном газе и жидком топливе.

Габариты

Отличительной особенностью двигателя ГТД-110 является его малый вес, не превышающий 50 тонн (без рамы), и малые габариты (длина 7100 мм, диаметр — 3100 мм). Это позволяет осуществлять поставку двигателя на место эксплуатации в полностью собранном и испытанном виде. Перед отправкой заказчику каждый образец двигателя ГТД‑110 проходит сдаточные испытания с проверкой его характеристик на номинальной мощности и предъявляется заказчику на соответствие параметров, заданных в технических условиях. Такой метод приемки, принятый в авиационной и судовой промышленности, позволяет резко снизить стоимость и время монтажных и пуско‑наладочных работ по сравнению с традиционными паротурбинными блоками. Общее время монтажа и пуско‑наладочных работ двигателя составляет 1,0–1,5 месяца.

Основные показатели двигателя по условиям ISO

Наименование параметра

Базовый

режим

работы

Пиковый

режим работы

Электрическая мощность, МВт 114,5 125,0
КПД, % 35,5 36,0
Температура газа перед турбиной, оС 1210 1270
Температура уходящих газов, оС 525 555
Расход уходящих газов, кг/с 362 363
Степень повышения давления в компрессоре 14,7 15,0

Турбогенератор ТФГ‑110‑2УЗ

Турбогенератор ТФГ‑110‑2УЗ производства ОАО Электросила имеет воздушное охлаждение и снабжен системой тиристорного возбуждения, обеспечивающей высокую надежность.

По сравнению с водородным или водяным охлаждением воздушное охлаждение обеспечивает турбогенератору следующие преимущества:

  • повышенную надежность в эксплуатации;
  • высокую степень готовности;
  • простоту обслуживания;
  • меньшие затраты на эксплуатацию и ремонт.

Турбогенератор оснащен современной бесщеточной статистической тиристорной системой возбуждения с микропроцессорным управлением. В состав основного оборудования системы возбуждения входят:

  • трансформатор возбуждения;
  • щит возбуждения с двухсторонним обслуживанием, а также резисторы в цепи разрядника, устанавливаемые отдельно от щита возбуждения.

Характеристики турбогенератора ТФГ‑110‑2УЗ

Мощность, МВт 110
КПД, % 98,4
Напряжение, В 10500
Ток, А 7561
Частота, Гц 50
Вес, т 50

Система автоматического управления ГТЭ-110

Управление установкой ГТЭ‑110 осуществляется микропроцессорной системой автоматического управления (САУ), разработанной АО «Интеравтоматика». Система выполняет следующие функции:

  • автоматическое управление всеми режимами работы двигателя;
  • автоматическое управление режимами работы всех вспомогательных систем установки;
  • автоматическое управление электротехнической частью установки;
  • защита всех основных и вспомогательных систем установки при появлении аварийных ситуаций;
  • оперативная сигнализация о состоянии оборудования;
  • регистрация и документирование технологических параметров;
  • учет произведенной электрической энергии.

Аппаратура построена на элементной базе Teleperm ME, разработанной и применяемой фирмой Siemens во всех современных системах управления технологическими процессами. Российский аналог — ТПТС‑51 выпускается по лицензии на заводах Москвы. Система качества АО «Интеравтоматика» имеет сертификат соответствия ISO 9001.

Поделиться «Газотурбинная установка ГТЭ-110 на базе двигаетеля ГТД-110»

Конкуренция за проект импортозамещения газовых турбин большой мощности в России обостряется. Четыре основных претендента — «Силовые машины» Алексея Мордашова, Объединенная двигателестроительная корпорация «Ростеха», Siemens с «Газпром энергохолдингом», а также «Интер РАО» c GE — собираются уже через два-три года представить готовые образцы турбин. Основной угрозой для всех претендентов остается перспектива низкого спроса от энергетиков. “Ъ” разбирался, на какой стадии находится каждый из проектов.

После скандала 2017 года с перепоставкой турбин немецкой Siemens в Крым правительство объявило гонку по созданию в России отечественных образцов машин большой мощности (ГТБМ). Исторически в СССР и России делали ГТУ мощностью до 25 МВт (на базе авиадвигателей), но большие машины самостоятельно производить так и не научились. Сейчас в стране их собирают только в кооперации с мировыми игроками — американским GE и немецким Siemens, уровень локализации достаточно низкий. Оба концерна думают об углублении локализации, тогда как полностью российскую турбину обещают сделать «Силовые машины» Алексея Мордашова и консорциум Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) «Ростеха» с «Интер РАО» и «Роснано».

Турбины довели до дуэли

Наиболее серьезными шансами на локализацию в РФ и создание полноценного продукта, по мнению ряда собеседников “Ъ”, обладает немецкий Siemens. По его лицензии уже примерно на 60% локализована SGT-2000E (187 МВт) в рамках СП «Сименс технологии газовых турбин» с «Силовыми машинами» Алексея Мордашова (СТГТ, у Siemens 65%). После введения санкций США и ЕС в отношении Алексея Мордашова и его бизнеса в 2018 году стало очевидно, что партнерство работает плохо и обе стороны явно хотят выйти из него. В результате сейчас основной вопрос — каким будет исход «дуэли» между акционерами.

По правилам «дуэли», у «Силовых машин» каждые три года, начиная с декабря 2016-го, возникает трехмесячный опцион на продажу своей доли партнеру. Следующее окно открывается в декабре. Siemens обязан выкупить всю долю партнера, но для доли немецкого концерна опцион не предусмотрен, говорят собеседники “Ъ”, знакомые с условием «дуэли». Siemens, со своей стороны, может инициировать опцион по выкупу доли «Силовых машин» только в декабре 2021 года. Но договориться, вероятно, придется уже сейчас: по условию акционерного соглашения, ни один из партнеров по СТГТ не вправе изготавливать и продавать газовые машины в России вне СП, говорят два собеседника “Ъ”. Они утверждают, что «Силовые машины» намерены выдвинуть предложение до конца года. Если стороны не могут самостоятельно договориться о цене сделки, она будет определена независимым оценщиком.

Поскольку по решению правительства РФ иностранная компания не может контролировать производство турбин для программы модернизации ТЭС, Siemens хочет привлечь в качестве нового партнера ГЭХ, который должен будет сменить «Силовые машины» в СТГТ. В ГЭХе отказались комментировать, намерены ли там войти в СП, если «дуэль» состоится в ближайшее время.

После выхода «Силовых машин» из СП бывшие партнеры станут явными соперниками в борьбе за рынок сбыта. Машины Siemens и «Силовых машин» относятся к одной линейке мощностей.

Напряжение между сторонами уже выходит в публичное поле. Гендиректор «Силовых машин» Тимур Липатов весьма яростно выступает против заключения Siemens с правительством РФ СПИК, дающих отсрочку по локализации до 2023 года. Господин Липатов считает, что в этот период Siemens будет поставлять готовую продукцию со складов, отобрав часть рынка у «Силовых машин». Президент Siemens в России Александр Либеров в интервью “Ъ” от 19 ноября расценивал подобные высказывания «как намерение нарушить договоренности об СП». В Siemens “Ъ” сообщили, что предложений по опциону от «Силовых машин» пока не поступало.

Деньги гребут лопаткой

«Силовые машины», которые с 2018 года позиционировали себя как лидера процесса создания российской турбины, последние несколько месяцев стали сдавать позиции в борьбе за рынок. Многие собеседники “Ъ” объясняют это общими сомнениями правительства и профильных министерств в способности «Силовых машин» выдержать сроки по разработке машин ГТЭ-65 и ГТЭ-170. Кроме того, они считают, что господин Мордашов проводит слишком агрессивную политику по отстранению конкурентов, что не устраивает других игроков, требующих общего доступа к рынку.

В частности, по данным “Ъ”, комиссия Минпромторга не удовлетворила заявку «Силовых машин» на 5 млрд руб. из бюджета на создание ГТБМ при общей стоимости проекта в 17 млрд руб. Но турбины компании не соответствовали требованиям по минимальному уровню КПД в 35%. На первом этапе для ГТЭ-170 компания заявила КПД на уровне в 34,1% с ростом до 36% в результате совершенствования модели. В результате Минпромторг будет проводить новый конкурс до 15 декабря.

В Минпромторге “Ъ” пояснили необходимость нового конкурса тем, что заявка, поданная в рамках первой процедуры, не содержала достаточных сведений для проведения экспертным советом научно-технической экспертизы проекта. Условия отбора остаются прежними, говорят в министерстве: победитель должен будет реализовать комплексный проект по созданию ГТБМ в диапазоне 60–80 МВт и 150–180 МВт с коэффициентом полезного действия не менее 35%. «Заявиться могут все желающие, соответствующие критериям»,— уточнили в Минпромторге.

Дорогостоящие эксперименты

Безуспешно завершилась и попытка «Силовых машин» пролоббировать создание ТЭС на 1,4 ГВт для обкатки пилотных образцов собственных турбин. Но, как выяснил “Ъ”, правительство не полностью отказалось от этой идеи: планируется провести общий конкурс по строительству в 2026–2028 годах новых энергоблоков на 2 ГВт для экспериментальных образцов турбин.

Минэнерго в ближайшее время опубликует соответствующий проект постановления. Как сообщили “Ъ” в министерстве, оно предлагает поделить эти 2 ГВт на несколько типоразмеров оборудования по мощности. По данным “Ъ”, отбор может быть проведен по критерию наименьшей стоимости киловатт-часа выработки за жизненный цикл (LCOE).

Таким образом, на рынке появится не один, а два или три экспериментальных энергоблока. Основными претендентами на участие в конкурсе считаются «Силовые машины», турбина ГТД-110М и совместный проект «Интер РАО» с GE. В Минэнерго “Ъ” уточнили, что предельные CAPEX еще рассчитываются, поэтому определить полную стоимость проекта пока невозможно. Экспериментальные турбины планируется ставить прежде всего на существующие станции с действующими системами выдачи мощности и топливоподачи.

Строиться проект будет по наиболее дорогостоящему на российском энергорынке механизму конкурентного отбора мощности новой генерации (КОМ НГ, верхний предел ценовой заявки по этому механизму — 1,7 млн руб. за 1 МВт в месяц). Но, как отмечают собеседники “Ъ”, по итогам конкурса цена проектов может снизиться. По оценке Владимира Скляра из «ВТБ Капитала», CAPEX ТЭС мощностью в 2 ГВт, построенных по КОМ НГ, может достигать $1,6–1,8 млрд. Ежегодная нагрузка на рынок будет достигать 22–23 млрд руб., поднимая конечные цены на энергорынке на 0,6%.

Развал и сомнения

В ближайшее время в борьбу за рынок должен вступить и консорциум во главе с ОДК, разрабатывающий турбину ГТД-110М. На этой машине лежит тень неудач: так, в конце 2017 года турбина полностью разлетелась при испытаниях, и консорциуму пришлось ставить на стенд Ивановских ПГУ новый образец. Пока его испытания идут успешно, но многие участники рынка по-прежнему сомневаются в работоспособности ГТД-110М. Как признал в интервью “Ъ” зампред правления «Роснано» Юрий Удальцов, машине еще предстоит преодолеть скепсис среди энергетиков.

Проекту также нужно финансирование для расширения производственной линии к 2021 году, но машина не соответствует требованиям конкурса Минпромторга на получение госсубсидии, поэтому вопрос об источнике финансирования выхода проекта в серию остается открытым. В «Ростехе» “Ъ” сообщили, что уже успешно завершен первый этап испытаний ГТД-110М продолжительностью 2,5 тыс. часов, следующая отметка — 8 тыс. часов. Там добавили, что готовы участвовать в конкурсах на строительство генерации, «если они будут объявлены, и в целом поддерживают соответствующие инициативы государства, в том числе с использованием механизма КОМ НГ».

Две темные лошадки

Намерения «Интер РАО» по локализации двух машин американской GE пока выглядят наименее определенными. Компании уже состоят в паритетном СП «Русские газовые турбины».

Наибольшие проблемы с согласованием условий локализации остаются с фреймом 6FA (около 80 МВт). Сейчас она производится на заводе GE во французском Бельфоре, но основные лицензионные компоненты горячей части и часть программного обеспечения для машины поступают из США, говорят собеседники “Ъ”. И уже на последнем этапе турбина собирается на заводе российского СП в Рыбинске. Турбина 6FA универсальна, может работать в нефтегазе, в комбинированном цикле в энергетике, а также самостоятельно для распределенной генерации. Вторая машина — GT13E (180 МВт, бывшая модель Alstom) производится на площадке GE в немецком Мангейме, и по ней переговоры идут проще, говорят собеседники “Ъ”, поскольку все критическое оборудование для нее производится в Европе. Эта машина может работать только в электроэнергетике.

У участников энергорынка сохраняются сомнения относительно того, что американская компания в итоге согласится передать в РФ полную лицензию по производству своих машин — таких прецедентов в мире раньше не было. Публично GE пока не делала подобных заявлений, хотя, по данным “Ъ”, глава «Интер РАО» Борис Ковальчук на совещаниях в правительстве говорил, что американцы готовы пойти на полную локализацию. Кроме того, «Русские газовые турбины», как и СТГТ, планируют заключить СПИК с правительством РФ. В Минпромторге “Ъ” сообщили, что заявка пока не поступала. В «Интер РАО» лишь отметили, что рассматривают разные варианты.

Победители гонки турбин в любом случае рискуют столкнуться с проблемой их сбыта. Спрос на отечественные машины должна создать программа модернизации старых ТЭС объемом в 40 ГВт до 2031 года, однако, по мнению многих участников рынка, он будет едва-едва достаточен для двух игроков.

Замглавы Минпромторга Василий Осьмаков оценивал потенциальный рынок сбыта в не менее чем 50 машин до 2030 года. Так, на уже проведенных отборах по модернизации до 2024 года были одобрены только два проекта по надстройке ГТУ — на Щекинской ГРЭС и Нижнекамской ТЭЦ «Татнефти». Учитывая это, производителям турбин придется либо искать рынки в России за пределами энергетики (это прежде всего нефтегазовая отрасль), либо надеяться на экспорт.

Татьяна Дятел

«Ростех» рассчитывает на помощь «Силовых машин» в производстве газовых турбин

О необходимости господдержки таких разработок в апреле 2018 г. рассказывал владелец «Силовых машин» Алексей Мордашов. «Силмаш» долго занимался производством турбин на базе «Сименс технологии газовых турбин» (СП с немецкой Siemens). Но у компании есть свои проекты газовых турбин мощностью 65 и 170 МВт, говорил Мордашов. Бизнесмен оценивал их стоимость в 15 млрд руб. и говорил, что самостоятельно профинансировать разработку бизнес сможет лишь наполовину.

Проект ГТД-110М позиционируется «Ростехом» как еще один вариант решения проблемы локализации производства газовых турбин. «По оценкам Минэнерго, к 2030 г. только российской энергетике понадобится до 80 единиц газотурбинных двигателей мощностью 110–120 МВт, – говорят в «Ростехе». – Кроме того, ГТД‑110М можно использовать и в схеме закачки газа на заводы СПГ. У российских компаний большие планы по строительству крупнотоннажных заводов СПГ, поэтому они проявляют значительный интерес к данному двигателю».

История ГТД-110 началась еще в начале 2000-х, когда проект разработки украинского предприятия «Зоря» – «Машпроект» был передан в НПО «Сатурн» для модернизации и производства. С середины 2000-х в России было установлено пять таких турбин, из которых четыре – на Ивановской ГРЭС. Последняя установка той серии была произведена в 2009 г., после чего проект закрыли: энергетики отказались от него из-за высокой аварийности.

Дмитрий Леликовзаместитель генерального директора «Ростеха» «Да, есть сложности, которые объяснимы, – это первый наш собственный опыт создания оборудования такого уровня с нуля. Знаете, ракета Илона Маска тоже полетела не сразу…» ТАСС, 19 июня 2019 г.

Реанимация проекта и появление литеры «М» произошли в 2012 г. с созданием ИЦ «Газотурбинные технологии» (СП «Роснано», НПО «Сатурн» («дочка» «Ростеха») и «Интер РАО»). Испытания первого опытного образца обновленной установки завершились досрочно, в декабре 2017 г., из-за аварии: был поврежден ротор, восстановление займет не менее года, сообщал «Коммерсантъ» со ссылкой на источники.

Второй пилотный образец ГТД-110М уже прошел испытания на стенде и его предполагается установить в ячейку блока для проведения длительных испытаний, сообщили «Ведомостям» в «Ростехе». На самом деле это восстановленная первая установка, говорит собеседник «Ведомостей», знакомый с проектом. «Результат мы планируем получить уже в этом году», – говорят в «Ростехе».

«Технология ГТД-110М хоть и сыра, но явно на более продвинутом этапе с точки зрения налаживания производства, – считает аналитик «ВТБ капитала» Владимир Скляр. – Учитывая возрастающий спрос на турбины от российских генераторов, уверен: у этой турбины найдется свой покупатель. Особенно в свете преференций, которые российское правительство готово давать внутреннему производителю».

Синергия в производстве на «Силовых машинах» турбин собственных проектов и турбины «Ростеха» вряд ли возможна, думает старший аналитик Центра энергетики Московской школы управления «Сколково» Юрий Мельников. «ГТД-110 родом с украинского завода, который выпускал судовые энергетические установки, и развивали этот проект специалисты по турбинами авиационного типа. Проекты «Силовых машин» изначально создаются для работы на тепловых электростанциях. Это совсем разные конструкторские школы», – говорит Мельников.

На данный момент более 60% тепловых мощностей в стране отработали свой ресурс и в среднесрочной перспективе подлежат замене, напоминает Скляр. Вариантов несколько, в том числе ДПМ, который не исключено что продлят и за 2031 г., считает Скляр: «Поэтому рынок газовых турбин в России составляет десятки гигаватт, а учитывая слабые позиции ВИЭ, будет поддерживаться на высоком уровне минимум два ближайших десятилетия». Кто первый сможет предложить локализованную и рабочую турбину, сможет получить существенный задел в доле этого рынка, убежден аналитик.

Проект ГТД-110 смотрелся довольно неплохо 20 лет назад, но с тех пор основные мировые производители ушли далеко вперед по технико-экономическим показателям своих турбин, продолжает Мельников. Существует огромный риск проинвестировать вывод в серию модернизированной версии машины, которая так и не стала коммерческим продуктом за 20 лет, и не получить в итоге продукт, интересный хотя бы российскому рынку.

Грезы о большой турбине. Среди российских машиностроителей разворачивается нешуточная борьба за госсубсидии на создание ГТБМ

Фото: EPA/Vostock-photo

У отечественной газовой турбины большой мощности (ГТБМ) трудная судьба. В СССР они не выпускались — советская электроэнергетика использовала паросиловые установки (энергетический котел плюс паровая турбина), поэтому компетенций в производстве подобного оборудования у российских машиностроителей не было. Попытки создать «свое» предпринимались еще с конца 1990–х, когда НПО «Сатурн» начало разрабатывать турбину ГТЭ–110.

Импортозамещающие агрегаты. Производители турбин торопятся усвоить иностранные технологии Энергетика

Импортозамещающие агрегаты. Производители турбин торопятся усвоить иностранные технологии

14079

После длительных испытаний пять турбин данного типа были установлены на Ивановских ПГУ и Рязанской ГРЭС, однако опыт их эксплуатации оказался печальным — они часто ломались и долго чинились. Терпения владеющего Рязанской ГРЭС «Газпромэнергохолдинга» (ГЭХ) хватило на полтора года, после чего отечественная разработка была заменена агрегатом иностранного производства.

Свои разработки были и у «Силовых машин», однако ГТЭ–180 так и осталась в виде чертежей, а единственный образец турбины меньшей мощности ГТЭ–65 прошел ряд испытаний на одной из московских электростанций, но в эксплуатацию принят не был.

Маркировали изящно

До определенного момента отсутствие собственной ГТБМ никого всерьез не беспокоило. Во время массовой реализации проектов строительства новых энергоблоков в рамках первой программы модернизации электрогенерации потребность отрасли в газовых турбинах закрывали иностранные производители (GE, Siemens, Ansaldo, Mitsubishi), а также совместное предприятие «Силовых машин» и Siemens («Сименс Технологии газовых турбин» — СТГТ). Это СП предлагало заказчикам ГТЭ–160 — собираемую по лицензии с частичной локализацией турбину Siemens V94.2, снятую с производства в Германии в конце 1990–х годов.

Однако после 2014 года все изменилось. США и Европа наложили санкции на поставки энергетического оборудования в Крым, где как раз начиналось строительство новых ТЭЦ для надежного энергоснабжения полуострова, оказавшегося в энергетической блокаде. После долгих попыток найти хоть какие–то варианты было применено изящное решение — у Siemens купили турбины якобы для ТЭС в Тамани, перемаркировали, ввезли в Крым и установили на новых электростанциях. Все попытки оспорить в суде подобные действия заказчика Siemens проиграл, но стало очевидно, что без отечественных турбин российская энергетика все равно не обойдется.

Реклама

В марте 2019 года свет увидело постановление правительства о предоставлении на конкурсной основе субсидий на создание новой российской газовой турбины большой мощности. Максимальный ее размер составит 7 млрд рублей, а победитель конкурса должен инвестировать в создание производства не менее 50% собственных средств. К конкурсу не допустят организации, в уставном капитале которых доля иностранных юрлиц составляет более 50% (причем «Силовые машины» настаивают на увеличении этой цифры до 75%).

ПАО Алексея Мордашова готово создавать первые в РФ мощные турбины Энергетика

ПАО Алексея Мордашова готово создавать первые в РФ мощные турбины

1711

Неопытны, но решительны

Почти сразу выяснилось, что в стране, которая до сих пор не могла создать собственную успешно работающую ГТБМ, есть немало желающих поучаствовать в конкурсе. В первую очередь это все те же «Силовые машины», которые заявили о готовности запустить российскую турбину в серийное производство уже к 2024 году. При этом пока непонятно, будет ли предприятие разрабатывать и выпускать турбину самостоятельно или же в рамках своего СП с Siemens. Однако именно «Сименс Технологии газовых турбин» подало первую заявку на получение субсидии, предложив вариант с производством в России турбины Siemens SGT5–2000 мощностью 187 МВт с доведением уровня локализации к 2023 году до 90%.

Не меньшую заинтересованность в создании ГТБМ проявили и крупнейшие российские энергокомпании «Интер РАО» и «Газпромэнергохолдинг». Их руководители неоднократно высказывали сомнения в том, что российская ГТБМ может быть произведена без участия иностранных производителей. У «Интер РАО» есть совместное предприятие с американской GE («Русские газовые турбины»), выпускающее на заводе в Рыбинске турбины GE 6FA с частичной локализацией. ГЭХ же заявлял о планах создания совместного предприятия все с той же Siemens (возможно, речь идет о выкупе доли «Силовых машин» в СТГТ). Не оставляет планов успешно завершить проект ГТЭ–110 и НПО «Сатурн», теперь уже в рамках совместного предприятия с «ИнтерРАО» и «Роснано».

Один останется

Основные проблемы, с которыми неизбежно столкнется победитель конкурса на создание российской ГТБМ, — необходимость активной опытной эксплуатации для лечения «детских болезней» и гарантированный спрос на свою продукцию. Если с первой предполагается справиться путем строительства опытной ТЭС мощностью до 1,4 ГВт, то со второй сложнее. Мировой рынок газовых турбин упал за последние 5 лет на 60%, надеяться на то, что российская турбина сможет массово поставляться на экспорт, не приходится. Конечно, какой–то объем выпущенной продукции будет востребован по программе модернизации генерирующих мощностей, но конкретных цифр по такой потребности пока не названо, а приоритет в первом отборе проектов на модернизацию получили проекты реновации старых ТЭС на основе исключительно паросиловой технологии.

Ясно одно — никакой конкуренции среди предприятий, которые потенциально могут производить российскую ГТБМ, не будет. После выигрыша конкурса на рынке останется кто–то один.

Реклама

Нелишне напомнить, что в 2011–м Минпромторг уже представлял «Стратегию развития российского энергетического машиностроения до 2030 года», которая предполагала масштабную поддержку отечественных производителей, «ориентацию на импортозамещение», «серийный выпуск конкурентоспособной на мировом рынке энергомашиностроительной продукции» к 2020–му и «завоевание 15% мирового рынка энергомашиностроительной продукции» к 2030–му. Однако пока серийный выпуск работающей российской газовой турбины остается все такой же концептуальной мечтой.

Выделите фрагмент с текстом ошибки и нажмите Ctrl+Enter