Р.А. Леонтьев, И.Ю. Прыгаев, В.В. Спирин, А.В. Яковлев – ЗАО «РЭП Холдинг», С.-Петербург

В 2008 году ЗАО «РЭПХ» приобрело у GE Oil & Gas лицензию на производство и продажу в России ГТУ MS5002E мощностью 32 МВт под наименованием «Ладога 32». Условиями лицензионного соглашения предусматривается поэтапная полная передача технологии изготовления газотурбинного двигателя. Сегодня компания «РЭП Холдинг» производит основные узлы и вспомогательное оборудование для ГТУ, центробежный нагнетатель типа 400-21-1С, предлагая российскому рынку технологически совершенное изделие для наиболее сложных условий эксплуатации промышленного применения. В декабре 2009 г. было поставлено по одной установке «Ладога 32» на КС «Вавожская» (Газпром трансгаз Чайковский) и ОПКС «Грязовец» (Газпром трансгаз Ухта). В данный момент закончен монтаж двух ГПА «Ладога 32» и проводятся пусконаладочные работы в соответствии с утвержденным ОАО «Газпром» графиком.
Для проведения различных видов испытаний и проверок установки в ЗАО «РЭПХ» был спроектирован и построен испытательный стенд.
В качестве нагрузочного устройства на стенде применяется генератор необходимой мощности, работающий через понижающий редуктор. Для снятия электрической нагрузки используются реостаты с воздушным охлаждением. Также обеспечена возможность частичной передачи электроэнергии в городскую сеть.
ГТУ «Ладога 32» прошла приемочные испытания на стенде по согласованной с заказчиком программе и методике. В ходе испытаний были подтверждены основные характеристики установки, заявленные в техническом задании.
На заводах холдинга развернуто серийное производство ГПА, приводом которых является ГТУ данного типа, и в период 2010-2011 гг. будет выпущено еще 16 таких агрегатов для магистрального газопровода Бованенково – Ухта.
ГТУ «Ладога 32» спроектирована на двух рамах: рама турбоблока и рама вспомогательных устройств (РВУ). На раме турбоблока установлен двигатель в шумотеплоизолирующем кожухе. Все вспомогательное оборудование и системы (система пуска ГТУ, маслоснабжения, топливного газа и продувочного воздуха, вентиляции, газообнаружения, пожаротушения и др.) расположены на РВУ, которая является также маслобаком и находится в отдельном кожухе. Оба этих блока стыкуются друг с другом. Общая длина ГТУ, состоящей из двух блоков, составляет около 18 м.
В связи с большими массогабаритными показателями установки компания «РЭПХ» поставила задачу модернизировать ГТУ «Ладога 32», уменьшив ее длину, упростив монтаж и систему пуска, а также сократив энергопотребление. В результате проделанной работы установка получила название ГТ-32РП «Ладога» (РП – российское производство), описание которой приведено ниже.

Система пуска. Стартер-генератор
Основной особенностью пуска двигателя стал вентильный стартер-генератор СГВ-500 – новейшая конструкторская разработка компании «РЭПХ». Основные особенности стартера-генератора:
•    имеет безредукторный (непосредственный) привод вала турбины высокого давления (ТВД);
•    спроектирован без собственных подшипников (на опорах турбины);
•    является обращенной синхронной машиной с возбуждением от постоянных магнитов;
•    исключена механическая передача, отдельный привод валоповорота и соединительные промежуточные валы;
•    в связи с применением СГВ-500 сокращается осевая длина привода по сравнению со штатным вариантом, в результате возможно существенное уменьшение габаритов турбины;
•    применена комбинированная схема охлаждения: для обмотки статора используется жидкостное охлаждение (масло), ротор имеет воздушное охлаждение.
Мощность стартера СГВ-500 составляет 500 кВт. Ротор стартера-генератора устанавливается на ротор ТВД. Статорные части крепятся к корпусу передней опоры.
Максимальная частота вращения СГВ-500 в двигательном режиме составляет 4500 об/мин, в режиме генератора – 8000 об/мин. Максимальный крутящий момент – 2200 Н·м.
Основное назначение стартера-генератора – обеспечение пуска газотурбинной установки. На номинальном режиме работы ГТУ он используется для выработки электроэнергии. Поскольку в двигательном режиме СГВ-500 может работать в диапазоне частот вращения от 0 до 4500 об/мин, он применяется также в качестве валоповоротного устройства для охлаждения ГТУ и для выполнения холодной прокрутки.

Входной направляющий аппарат
Газотурбинная установка «Ладога 32» оснащена регулируемым направляющим аппаратом с гидравлическим приводом. Чтобы исключить применение системы масла высокого давления, гидропривод регулируемого входного направляющего аппарата был заменен электроприводом. Характеристики электропривода аналогичны параметрам используемого гидропривода.
Электропривод устанавливается на то же место и таким же образом, что и гидропривод. Он более компактен и имеет более высокие показатели ресурса и надежности.

Система маслоснабжения
ГТУ «Ладога 32» оснащается главным масляным насосом с механическим приводом от ротора ТВД через понижающий редуктор. В ГТ-32РП данная система была изменена. Вместо насоса с механическим приводом применяются два насоса одинаковых характеристик с приводом от электродвигателя и аварийный насос, работающий от источника постоянного тока. Такая конструкция позволила убрать редуктор с рамы вспомогательных устройств, а также объединить систему маслоснабжения в отдельный блок. Он предназначен для подготовки масла в системе маслоснабжения газовой турбины и центробежного компрессора.
Блок маслоснабжения состоит из основного и вспомогательного насоса одного типа, сдвоенного фильтра масла, трубопроводной обвязки и стойки КИП, смонтированных на общей раме. Он представляет собой законченный агрегат с запорной регулирующей арматурой, обратными клапанами. Подключение – фланцевое, через имеющиеся ответные фланцы. Аварийный масляный насос расположен на раме маслобака
В системе смазки блок маслоснабжения выполняет следующие функции:
•    создает гидравлическое давление, необходимое для циркуляции смазочного масла;
•    осуществляет обращение масла через охладитель;
•    выполняет очистку масла (в том числе идущего с аварийного насоса);
•    осуществляет замер и контроль параметров масла.
Смазочное масло засасывается насосами из маслобака и через трубы нагнетается в коллектор, из которого поступает на внешний охладитель. После чего масло возвращается в подводящий коллектор и очищается в одной из секций фильтра. Затем оно поступает в трубу, имеющую регулятор давления, и подается
в трубопровод на раме-маслобаке для дальнейшей разводки к подшипникам газовой турбины, центробежного компрессора и в коллектор подачи охлаждающего масла к стартеру-генератору СГВ-500. В коллектор также может поступать для очистки масло от аварийного насоса, расположенного на раме маслобака.

Система топливоподачи
Система топливоподачи ГТ-32РП убрана с рамы вспомогательных устройств и устанавливается на нулевой отметке в помещении станции непосредственно возле турбоблока.
Блок клапанов конструктивно выполнен в виде рамы, на которой установлены кроме клапанов контрольно-измерительные приборы и клеммная коробка, предназначенная для выполнения необходимых электрических соединений. Посредством фланцевых соединений блок клапанов подсоединяется к подводящему трубопроводу топливного газа, трубопроводам подвода продувочного воздуха и подачи топливного газа в топливные коллекторы камеры сгорания. При помощи штуцерно-торцевых соединений блок подсоединяется к трубопроводу подвода приборного воздуха и дренажным трубопроводам.
Блоки управления регулирующих клапанов (1000C215-G001) размещаются в шкафах агрегатной системы автоматики.

Рама-маслобак
Рама-маслобак представляет собой сварную металлоконструкцию, предназначенную для установки газовой турбины ГТ-32РП; хранения и обеспечения оборота масла системы маслоснабжения во время работы ГТУ; установки шумотеплоизолирующего кожуха.
Рама-маслобак включает в себя следующие составные части:
•    маслобак, являющийся опорной металлоконструкцией для установки турбоблока ГТ-32РП и передачи на фундамент статических и динамических нагрузок при работе газовой турбины, а также емкостью для системы маслоснабжения;
•    основание, которое обеспечивает единую высотную отметку рамы турбоблока и рамымаслобака при установке кожуха, а также является опорным элементом для установки топливных трубопроводов от блока топливоподачи к турбоблоку;
•    аварийный насос смазочного масла с приводом от электродвигателя постоянного тока;
•    теплоэлектронагреватели для разогрева масла в период предпусковой подготовки до необходимой температуры;
•    уровнемеры (электронный и показывающий) для обеспечения контроля уровня масла;
•    запорную арматуру (шаровые краны).
Для выполнения очистки рамы-маслобака после слива масла предусмотрены люки.
В качестве основного масла, применяемого в системе маслоснабжения, используется ТП-22С по ТУ 38.101821, в качестве резервного – ISO VG32 согласно GEC 28143А.

Кожух шумотеплоизолирующий (КШТ)
Кожух турбоблока ГТ-32РП разработан на базе КШТ турбоблока «Ладога 32» и в основном аналогичен ему, за исключением некоторых технических решений.
В связи с изменениями, внесенными в компоновку турбоблока, при установке стартерагенератора и турбины на собственной раме на раму-маслобак увеличилась длина кожуха. Для того чтобы оптимизировать компоновочные решения по установке турбоблока в ангарном укрытии и уменьшить высоту ангара, фланец подачи охлаждающего воздуха под КШТ перенесен на верхнюю часть торцевой поверхности кожуха, с сохранением проходного сечения фланца. Расход воздуха, предназначенного для охлаждения турбины, не изменился.
Для обеспечения доступа в зону обслуживания стартера-генератора предусмотрены две дополнительные двери на боковых поверхностях КШТ. Конструкция и размеры дверей аналогичны конструкции ГТУ «Ладога 32». В остальном, кожух ГТ-32РП не имеет конструктивных отличий от КШТ турбины «Ладога 32».

Комплексная система автоматического управления
Комплексная система автоматического управления (КСАУ) ГТ-32РП обеспечивает диагностику состояния, управление, регулирование и защиту всего технологического оборудования.
КСАУ строится на базе современных апробированных программно-технических средств компаний Siemens и GE, которые являются перспективными для использования в ближайшие 15 лет.
Управление стартером-генератором осуществляется посредством высокотехнологичного частотно-регулируемого привода, обеспечивающего оптимальные характеристики на всех пусковых режимах.
Система управления размещается в одном составном блоке размерами 2x3 м. Она проходит полный цикл испытаний с газовой турбиной на заводском стенде, после чего отправляется на объект эксплуатации в полной заводской готовности вместе с турбиной. САУ полностью унифицирована, ее конструкция не зависит от объекта эксплуатации.
В основу построения устройств системы управления ГТ-32РП «Ладога» положена современная цифровая концепция. В КСАУ предусмотрен прием сигналов от агрегатных интеллектуальных станций, расположенных непосредственно на технологическом оборудовании ГПА (на ГТУ, нагнетателе, маслосистеме и др.) по цифровой шине, что сводит к минимуму электромонтаж на объекте и обеспечивает максимальную заводскую готовность ГПА.
Таким образом, в результате мероприятий по модернизации ГТУ «Ладога 32» была создана современная установка ГТ-32РП с уменьшенными практически вдвое массогабаритными характеристиками.
Это позволяет применять ее как при новом строительстве, так и для реконструкции существующих компрессорных станций, а также в качестве генераторной машины для выработки электроэнергии.
Кроме того, при использовании вырабатываемой стартером-генератором электроэнергии для собственных нужд уменьшается ее потребление из общей сети.

Закрытое акционерное общество «РЭП Холдинг» – российский энергомашиностроительный холдинг, образован в январе 2004 года. Осуществляет инжиниринговые разработки, изготовление и комплексные поставки электротехнического и энергетического оборудования для газовой, нефтяной, металлургической и химической промышленности, для энергетики и судостроения.
Сегодня в структуре холдинга 12 дочерних компаний, а также несколько совместных с западными компаниями предприятий. Подразделения, входящие в состав холдинга, – это предприятия с полным производственным циклом, юридически самостоятельные и полностью управляющие своей основной текущей деятельностью.
В состав холдинга входят промышленные, научно-производствен- ные и сервисные компании, среди которых такие крупные предприятия С.-Петербурга, как завод «Электропульт», Невский завод, Невский металлургический завод и др.
Предприятия холдинга изготавливают и внедряют современное энергосберегающее турбокомпрессорное оборудование, инновационные системы управления, распределения и преобразования электроэнергии, предоставляют услуги в области инжиниринга, выполняют проектные работы по строительству, реконструкции и перевооружению технологически сложных промышленных объектов.
Продукцию, выпускаемую предприятиями холдинга, отличает высокое качество, надежность и конкурентоспособность.
Высокое качество продукции и услуг ЗАО «РЭПХ» обеспечивается внедренной единой интегрированной системой менеджмента качества и экологического менеджмента. Соответствие ИСМ требованиям международных и российских стандартов, а также корпоративных стандартов ОАО «Газпром» в области качества и охраны окружающей среды подтверждено сертификатами, выданными крупнейшими независимыми органами по сертификации: «Тест-Санкт-Петербург», ассоциацией «Петросерт», Международной сертификационной сетью IQNet, членом Международного аккредитационного форума IAF – Ассоциацией SINCERT.
На сегодня «РЭП Холдинг» является ключевым энергомашиностроительным предприятием России, специализирующимся на разработке и производстве инновационной продукции, применение которой будет способствовать скорейшей модернизации нефтегазовой отрасли и газопроводной системы страны.