Д. Д. Сулимов ОАО «Авиадвигатель», г. Пермь

ОАО «Авиадвигатель» в декабре 2014 года отмечает 75-летие с начала своей деятельности. Двадцать лет из них продуктивно связаны с развитием энергетических газотурбинных установок.

Развитие нового направления – создание энергетических ГТУ – началось в 1993 г., когда компаниями «Авиадвигатель», «Тюментрансгаз» (ныне «Газпром трансгаз Югорск») и «Газпром» была подписана программа «Урал–Газпром» по созданию нового привода для модернизации передвижных автономных электростанций ПАЭС-2500 и газотурбинных электростанций ЭГ-2500 на базе конвертированного авиадвигателя Д-30 III серии. Это послужило началом для выполнения работ, определивших дальнейшее развитие энергетической тематики.
В ходе реализации программы была спроектирована и экспериментально отработана приводная газотурбинная установка ГТУ-2,5П для модернизации ПАЭС-2500 и ЭГ-2500. Первая модернизированная ПАЭС-2500М на базе ГТУ-2,5П была введена в эксплуатацию в 1994 г. в п. Игрим (Газпром трансгаз Югорск).
В дальнейшем была создана ГТУ-4П мощностью 4 МВт. В 1999 г. она нашла свое применение в составе ГТЭС-4 (разработка НПО «Искра») в п. Сысерть (Газпром трансгаз Екатеринбург). Станция обеспечивает электрической и тепловой энергией завод по обработке камня.
Конструкторским бюро предприятия был разработан пэкидж модульных газотурбинных электростанций ГТЭС Урал-2500, Урал-4000, Урал-6000.
Для повышения качества и надежности выпускаемой продукции построен испытательный стенд в ОАО «Протон–ПМ». Здесь осуществляется сборка, монтаж и испытания полноразмерных модульных ГТЭС серии «Урал». Испытания ГТУ-2,5П; ГТУ-4П; ГТУ-6П, отработка систем автоматического управления, испытания топливных агрегатов ГТУ проводятся на стенде ГТУ–ТЭС «Янус», расположенном на территории Пермского моторного завода.
В 2007 г. прошли приемочные межведомственные испытания (МВИ) газотурбинной электростанции ЭГЭС Урал-2500 на базе электростанции собственных нужд Перегребненского ЛПУ магистрального газопровода ООО «Газпром трансгаз Югорск». Проведению МВИ предшествовала длительная работа электростанции на нескольких компрессорных станциях. По результатам испытаний ГТЭС Урал-2500 была рекомендована к применению на объектах ОАО «Газпром».
В 2008 г. на ГТЭС Урал-2500, Урал-4000, Урал-6000 и их модификации были получены сертификаты соответствия, выданные СДС «ЭнСертико» (Система добровольной сертификации в электроэнергетике). Это значительно повысило привлекательность продукции для потенциальных заказчиков.
В процессе усовершенствования ГТЭС с учетом требований заказчика были разработаны и внедрены системы автоматического управления МСКУ-5000 взамен КУЭС, агрегаты управления подачей топлива в камеру сгорания ДГВ-3,5; ДГВ-6 взамен ДГ-30. Был разработан также блок углекислотной системы пожаротушения, электрическая система запуска ГТЭС. Выполнены конструктивные доработки ВОУ для улавливания и удаления снега из шумоглушителя на работающей электростанции в условиях Крайнего Севера.
Газотурбинные установки ГТУ-2,5П отлично показали себя в эксплуатации. По результатам состояния двигателей с наработкой 25 000 часов межремонтный ресурс привода был увеличен с 25000 до 30000 часов.
За 20 лет сотрудничества с ОАО «Газпром» изготовлено 165 газотурбинных установок для электростанций ПАЭС-2500М, ЭГ-2500М, ГТЭС-4, ЭГЭС Урал-2500, ГТЭС Урал-6000, ЭГЭС-12С, в том числе 43 из них для ГТЭС серии «Урал». Суммарная наработка этих установок составила более 4,4 млн часов, а общая мощность – 539 МВт.
Сотрудничество с инжиниринговой компанией «Искра-Энергетика» при поставке электростанций ГТЭС-4 на базе ГТУ-4П на Конитлорское и Приразломное месторождения позволило ОАО «Авиадвигатель» выйти на новый рынок газотурбинных электростанций для нефтегазовой отрасли.
Так, в 2001 г. началась плодотворная совместная работа с ОАО «Сургутнефтегаз» – одной из первых российских компаний, внедривших в свою практику утилизацию попутного нефтяного газа для выработки электроэнергии с применением пермских газотурбинных установок.
ЗАО «Искра-Энергетика» выполнило первую поставку энергоблоков ЭГЭС-12С для объектов компании «Сургутнефтегаз», основой которых стала перспективная газотурбинная установка ГТУ-12ПГ-2 мощностью 12 МВт разработки ОАО «Авиадвигатель». Начиная с 2004 г. тринадцать энергоблоков суммарной мощностью 156 МВт обеспечивают электроэнергией Лукьявинское, Русскинское, Биттемское, Лянторское месторождения нефти и газа.
Также совместно с ЗАО «Искра-Энергетика» реализован проект ГТЭС-96 на базе восьми ГТУ-12ПГ-2 в составе ЭГЭС-12С мощностью 12 МВт на Южно-Приобском месторождении (Газпромнефть–Хантос) – две очереди по четыре энергоблока.
С заключения контракта в феврале 2007 г. на поставку шести ЭГЭС-12 для Ватьеганского месторождения началось тесное сотрудничество компании «Авиадвигатель» с ООО «ЛУКойл – Западная Сибирь». Существенную роль в выборе оборудования производства «Авиадвигатель» сыграли минимальные сроки поставки, а также готовность компании к совместному проектированию объекта и внедрению новых конструктивных решений с учетом пожеланий заказчика. В ходе сотрудничества на объектах компании было построено пять энергоцентров на базе ГТУ-12ПГ-2 (Ватьеганьское, Тевлинско– Русскинское, Красноленинское, Покачевское и Повховское МНГ). Всего на месторождения компании «ЛУКойл –Западная Сибирь» поставлены 33 газотурбинные установки для ЭГЭС-12С, ГТЭС Урал-6000, ГТЭС-4.
В рамках освоения мирового рынка особенно важным стал опыт работы с компанией «Сахалин Энерджи Инвестмент Компани Лтд.» по реализации проекта «Сахалин-2». Для него были разработаны и поставлены электростанции ГТЭС Урал-4000 суммарной мощностью 12 МВт, выполненные в соответствии с требованиями стандартов API 616. Энергоблоки контейнерного исполнения надежно обеспечивают электроэнергией насосно-компрессорную станцию в п. Гастелло, в центре трассы наземных нефтеи газопроводов.
Еще одним важным проектом является ГТЭС-16 на Ильичевском месторождении нефти и газа для ООО «ЛУКойл–Пермь». Особенностью его является адаптация ГТЭС Урал-4000 и дожимной компрессорной установки к работе на нефтяном попутном газе с высоким содержанием сероводорода без предварительной его очистки, что потребовало конструктивных доработок ГТУ-4П. Аналогичный проект с ГТЭС Урал-4000 был реализован на Гежском месторождении (РИТЭК).
Совместная работа с нефтегазовыми компаниями привела к следующим результатам:
•    создан унифицированный пэкидж электростанций серии «Урал» в соответствии с международными стандартами API 616;
•    выполнена адаптация работы ГТЭС в сложных климатических условиях;
•    обеспечена стабильная работа ГТЭС на основных и переходных режимах с возможностью проведения динамических набросов/сбросов нагрузки при работе на локальные буровые установки;
•    разработаны и внедрены лопатки ТВД из нового сплава с улучшенным покрытием для
•    обеспечения работы ГТУ на попутном нефтяном газе с повышенным содержанием сероводорода;
•    внедрено фирменное ремонтно-техническое обслуживание в продолжение всего жизненного цикла ГТЭС.
Результатом стабильного и продуктивного сотрудничества с нефтегазовыми компаниями стало заключение договора в июне 2012 г. с фирмой «ЛУКойл–Энергоинжиниринг» на поставку восьми газотурбинных энергоагрегатов ГТЭС-25ПА для ООО «ЛУКойл– Пермнефтеоргсинтез». Это совместный пилотный проект компаний «Авиадвигатель» и «ЛУКойл» по созданию энергоцентра мощностью 200 МВт.
Для улучшения экологических характеристик энергоблоков в двигателях применена камера сгорания с прямым впрыском воды. Проект успешно реализуется: ввод первой очереди станции планируется в текущем году. Нужно отметить, что это самая современная и мощная ГТЭС в России на базе отечественных двигателей.
Всего для нефтедобывающих предприятий изготовлено 87 газотурбинных установок для электростанций ГТЭС-4, Урал-4000, Урал6000, ЭГЭС-12С, ГТЭС-25ПА общей мощностью 876 МВт, суммарная наработка которых превысила 3,1 млн часов.
Дальнейшее сотрудничество компаний «Авиадвигатель» и «Искра–Энергетика» продолжается в развитии новых схем и сложных циклов применения ГТЭС. В настоящее время строится первая ПГУ–ТЭС на базе двух ГТЭ16ПА2 в г. Знаменске Астраханской области для ГК-4.
Вполне закономерным продолжением развития распределенной энергетики на базе пермских ГТЭС стало сотрудничество с энергетическими компаниями. В этой отрасли давно осознали важность развития распределенной энергетики, а также оценили возможности реконструкции старых мощностей путем внедрения нового, эффективного газотурбинного оборудования. Одной из таких дальновидных компаний является БГК (Башкирская генерирующая компания).
Первому совместному проекту БГК и «Авиадвигатель» был дан старт почти 14 лет назад: в 2000 г. на базе ГТЭС Урал-4000 начала работать ГТУ–ТЭС «Шигили». А еще через два года в Башкортостане была запущена новая ГТУ–ТЭС «Агидель» суммарной мощностью 8 МВт (тепловая – 16,6 Гкал/ч). Башкирские энергетики остановили свой выбор на пермской электростанции не случайно. Было учтено, что поскольку ОАО «Авиадвигатель» – отечественный производитель, значит и стоимость технического обслуживания, ремонта, запасных частей будет значительно ниже, чем у зарубежных фирм.
Экономическая эффективность применения пермского энергетического оборудования послужила основой для развития сотрудничества с генерирующими компаниями:
•    в 2004 г. реализован первый в России проект реконструкции котельной путем строительства ГТУ–ТЭС на базе ГТЭС Урал-6000 в г. Иванове (Ивановский филиал ТГК-6);
•    в 2009 г. на старейшей в Уфе ТЭЦ-1 введена в эксплуатацию первая в России модульная ГТЭС-25П в составе ГТУ–ТЭС;
•    в 2009 г. запущена в эксплуатацию первая блочная ГТЭС-16ПА в составе ГТУ–ТЭС на Пермской ТЭЦ-13;
•    в 2011 г. вступила в строй ГТУ–ТЭС на базе ГТЭС-16ПА на Зауральской ТЭЦ в г. Сибай. Это обеспечило устойчивую работу всей Зауральской ТЭЦ;
•    на стадии монтажа находятся три ГТЭС Урал-6000 в Звенигороде Московской обл.
На сегодня для объектов энергетических компаний изготовлено 13 газотурбинных электростанций: ГТЭС Урал-4000, ГТЭС Урал-6000, ГТЭС-16ПА и ГТЭС-25П и две газотурбинные установки ГТЭ-16ПА2. Их общая мощность составляет 128,5 МВт, суммарная наработка более 294,1 тыс. часов.
Энергетические ГТУ компании «Авиадвигатель» применяются и на промышленных предприятиях. В 2007 г. сдана в эксплуатацию первая в Пермском крае газотурбинная электростанция, построенная под ключ, – ГТУ–ТЭС на предприятии «Уралкалий». В ее состав входят два энергоблока ГТЭС Урал-6000 с двумя паровыми котлами-утилизаторами, дожимная стационарная блочно-контейнерная станция и АСУ ТП.
В 2014 г. введена в эксплуатацию ГТУ–ТЭС для ЗАО «Сибур–Химпром» на базе трех ГТЭС Урал-6000 с паровыми котлами-утилизаторами и АСУ ТП верхнего уровня. Первая очередь электростанции (ГТЭС-4) за четырнадцать лет эксплуатации, отработав около 66 тысяч часов, доказала свою высокую надежность и экономическую эффективность. Поэтому предприятие, расширяя собственную генерацию, вновь остановило выбор на газотурбинном оборудовании разработки и производства пермского конструкторского бюро.
Новые технические решения проекта ГТЭС-18 для ЗАО «Сибур– Химпром» связаны с усовершенствованием системы очистки циклового воздуха энергоблоков, а также доработкой горячей части двигателя Д-30 III серии для поддержания номинальной электрической мощности 6 МВт в диапазоне температур окружающего воздуха до +38 °С.
Всего для нужд промышленных компаний изготовлено одиннадцать газотурбинных электростанций серии «Урал», общая мощность которых составляет 68 МВт, суммарная наработка более 194 тыс. часов.
С 1993 г. специалисты ОАО «Авиадвигатель» разработали и создали целую линейку энергетических газотурбинных установок и электростанций единичной мощностью от 2,5 МВт до 25 МВт. Разработано семь типов ГТЭС: Урал-2500/-4000/-6000; ГТЭС-10П, ЭГЭС-12С, ГТЭС-16П/-25П и две модификации ГТЭС-16ПА/-25ПА.
Общее количество поставленных заказчикам энергетических ГТУ составляет 276 единиц, их суммарная мощность около 1,6 ГВт, а общая продолжительность эксплуатации – 8,1 млн часов.
Такие темпы создания сложнейшей газотурбинной техники объясняются высоким профессиональным уровнем специалистов пермской конструкторской школы, наличием современной научно-производственной базы, объединением всего цикла создания продукции – от конструкторской разработки до серийного производства, включая также послепродажное обслуживание.
ОАО «Авиадвигатель» не останавливается на достигнутом: ориентируясь на пожелания и замечания заказчиков, накопленный опыт эксплуатации ГТЭС, компания совершенствует изготавливаемое оборудование, внедряет мероприятия по улучшению конструкции, повышению технических характеристик и надежности. Все это позволяет заключать новые контракты и расширять парк ГТЭС.
В настоящее время на предприятии ведутся разработки:
•    газотурбинной электростанции, работающей на сырой нефти;
•    энергетического комплекса по утилизации твердых бытовых отходов на базе газотурбинных технологий;
•    малоэмиссионной камеры сгорания;
•    ПГУ–ТЭС.
Кроме того, реализуется возможность использовать в качестве топлива для ГТЭС синтез-газ, получаемый путем внутрицикловой газификации угля.
Применение газотурбинных технологий в ТЭК России способствует развитию энергоэффективности и экономики в целом, а также улучшению экологической ситуации в стране. Подводя итоги, можно отметить, что компания «Авиадвигатель» охватывает своей деятельностью все сегменты энергетического рынка – нефтегазовый, индустриальный и муниципальный, энергосистемы. Сегодня стало совершенно очевидно, что именно отечественное оборудование должно обеспечивать энергетическую безопасность страны.