От редакции

6 Газотурбинная энергетика России. Мы выпускаем малые и большие турбины

А.Ю. Култышев, д.т.н., главный редактор – журнал «Турбины и Дизели»

 

Интервью

8 Мы уверены в своих возможностях: расширяем производство и компетенции

О.В. Бычков — ООО «ИНГК»

 

Представление компании

12 Опыт, которому можно доверять

С.С. Хиневич – УП «АЭС-комплект»

 

Эксплуатация, сервис

16 В России освоено производство компонентов горячей части камеры сгорания турбины AE64.3А

Р.Р. Бекишев — ООО «ПП ТСС»

А.В. Дементьев — ООО «ЗТК»

 

Газотурбинные установки

20 Энергетические агрегаты производства ООО «ИНГК»

С.И. Бурдюгов (д.т.н.), О.В. Бычков, Д.А. Деринский,

В.И. Мясников, А.С. Печенкин — ООО «ИНГК»

 

24 Альтернативные виды топлива для авиационных ГТД: уровень эмиссии

С.С. Каликин, М.К. Канакин, Ю.В. Матвеев (к.т.н.) —

ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»

Ключевые слова: эмиссия, вредные выбросы, альтернативное топливо, авиационный газотурбинный двигатель, биодизель, биоэтанол, сжиженный природный газ, водород, ФТ-синтез, переэтерификация, возобновляемый источник энергии

Аннотация
В условиях истощения традиционных энергетических ресурсов и тенденции к снижению эмиссии загрязняющих веществ и парниковых газов авиационная отрасль стоит перед необходимостью перехода на альтернативные источники энергии. В статье приводится обзор вредных выбросов авиационных газотурбинных двигателей (АГТД) авиапарка России. Рассматривается возможность использования альтернативных видов топлива для авиационных двигателей.

Рассмотрены виды альтернативного топлива из природных ископаемых и возобновляемых ресурсов, такие как сжиженный природный газ и жидкий водород, синтетическое топливо Фишера-Тропша, а также биопроизводное топливо, в частности биоэтанол и биодизель.

Анализируются потенциальные экологические преимущества приведенных видов топлива, их влияние на эксплуатационные характеристики воздушных судов. Уделяется внимание вопросам безопасности, технологической совместимости с существующими авиационными системами.

На основе проведенного анализа делаются выводы о перспективности внедрения альтернативных видов топлива. Анализ альтернативных источников энергии для АГТД позволяет получить комплексное представление о текущем состоянии и перспективах развития данной отрасли.

Материал статьи может представлять научный интерес для специалистов авиационной отрасли, экологов, а также разработчиков новых решений для энергетики.

 

32 Современный сервис энергетического оборудования

Р.О. Юдин — ООО «ТурбоСервис Рус»

А.Ю. Култышев, д.т.н. — АО «Конструкторское бюро «Рысь»

Ключевые слова: газотурбинные установки, техническое обслуживание, ДСО, цифровизация, термобарьерные покрытия, диагностика, модульность, полимеры

Аннотация
В статье описаны современные подходы, решения, технологии и инструменты, которые входят в профиль современного сервиса энергетического оборудования. Сегодня современный формат сопровождения жизненного цикла энергетического оборудования, и этапа сервиса в частности, это технологии восстановления высокотемпературных ресурсных компонентов, внедрение ремонта изделий со снятием и восстановлением термобарьерных покрытий, применение полимерных, композитных материалов и высокотемпературных пластиков, экспертиза эксплуатации основного и вспомогательного оборудования с использованием цифровых инструментов мониторинга и диагностики, поэтапное внедрение и использование модульной концепции при модернизациях и реновациях оборудования, применение аддитивных методов при восстановлении компонентов и изготовлении запасных частей. Отдельное внимание уделено концепции долгосрочного сервиса оборудования (ДСО), как ключевому направлению в трансформации сервисной модели.

Особое значение приобретает внедрение полимерных материалов в конструкции подшипниковых опор. Их применение обеспечивает стабильность работы в условиях агрессивных сред, переменных нагрузок и ограниченного смазывания. Технические преимущества таких решений подтверждают их перспективность в составе современных газотурбинных установок.

 

38 Газотурбинные приводы «ОДК-Авиадвигатель» для технического перевооружения газокомпрессорных станций

Д.Д. Сулимов, C.Б. Мишенин — АО «ОДК-Авиадвигатель»

 

Новые разработки

44 Резервные решения для ГПУ и ДГУ на базе систем накопления энергии

А.В. Андреев, С.А. Леневский — ООО «Альфа Балт Марин»

 

46 Производство компонентов паровых и газовых турбин: современные подходы и материалы

А.М. Иващенко, к.т.н. — ООО «РОТЕК Компоненты и Материалы»

А.Ю. Култышев, д.т.н. — Группа компаний «Ренова

Ключевые слова: турбина, турбоустановка, жизненный цикл, модульная конструкция, современное производство, аддитивные технологии, компоненты, термопласты, уплотнения

Аннотация
В статье представлены современные подходы к энергомашиностроению. Авторами обозначено, что стремительное развитие российского энергомашиностроения может быть обеспечено только за счет радикального увеличения степени унификации производимого оборудования, что предопределяет внедрение модульных конструкций оборудования. Такой вектор развития создания оборудования и совершенствования сопровождения его жизненного цикла подтверждается направлениями развития мирового энергомашиностроения.

Применительно к турбинному оборудованию в части возможности рекомбинации модулей и их совершенствовании силами всех участников жизненного цикла можно говорить о потенциале модернизации оборудования и повышении технико-экономических и эксплуатационных показателей оборудования и объекта в целом.

В статье раскрывается один из ключевых инновационно-технологических инструментов быстрого и эффективного решения задач по оптимизации модулей, в том числе в части совершенствования узлов их сопряжения – это производство деталей и целых узлов с использованием аддитивных технологий. Причем развитие различных направлений аддитивного производства позволяет надежно и экономически целесообразно менять способы и материалы производства, создавая детали, узлы, модули и оборудование с новыми качествами, которые принципиально недоступны при других способах производства этих деталей и узлов.

 

54 Быстровозводимые ГТЭС российского производства

А.А. Воробьев, В.Ф. Савин, М.В. Белошицкий — ООО «ОДК Инжиниринг»

 

Парогазовые установки

56 Потенциал реконструкции ТЭС с использованием ПГУ в Российской Федерации

Н.А. Забелин (д.т.н.), Ф.А. Колесников — ООО «РЕНН-К»

ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»

Ключевые слова: парогазовые установки, котел-утилизатор, паровая турбина К-300-240-1 ЛМЗ, газовая турбина SGT5-9000HL, модернизация

Аннотация
Повышение эффективности энергетических установок сегодня возможно как на основе разработки новых турбоустановок, так и модернизации устаревших мощностей для генерации электроэнергии. Использование ПГУ для повышения энергоэффективности является экономически целесообразным решением.

Разработкой основ теории парогазовых установок занимались в свое время (1960-70-е гг.) ученые кафедры турбиностроения Ленинградского политехнического института, в частности, профессор Л.В. Арсеньев, доценты Е.А. Ходак и Г.А. Ромахова. К сожалению, в связи с низкой стоимостью углеводородного топлива в СССР в то время, результаты данных работ не были применены на практике.

В мировой практике при внедрении ПГУ в последние годы удалось добиться достаточно высокой их эффективности – более 64%, например, на электростанции Keadby-2 в Великобритании. В статье приведен краткий обзор основных мировых тенденций в области строительства и исследований ПГУ.

В нашей стране весьма актуальной является модернизация существующих паровых турбин отечественного производства путем надстройки их газовыми турбинами и котлами-утилизаторами. Это существенно снижает стоимость проекта по сравнению со строительством полностью нового энергоблока.

В статье рассмотрена возможность использования для создания ПГУ газовой турбины SGT5-9000HL (Siemens) мощностью 593 МВт и модернизированной паровой турбины К-300-240-1 (ЛМЗ), с генерацией пара в трехконтурном котле-утилизаторе. Обоснована возможность работы паровой турбины за счет теплоты выхлопных газов ГТУ.

 

62 Использование генераторного газа вместо природного: как это влияет на основное оборудование ПГУ

В.В. Безруких, И.Д. Аникина (к.т.н.) —  ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»

Ключевые слова: ПГУ, ПГУ с ВЦГ, газификация в слое, генераторный газ, газификация угля, уголь, угольная энергетика, альтернативное топливо, газификация, диверсифицированная энергетическая система

Аннотация
Уголь – это недооцененный ресурс, способный снабжать энергией не только Россию, но и весь мир целые столетия. Развитие технологий генерации энергии на базе угольного топлива – залог обеспечения энергетической безопасности страны, а также потенциальный драйвер развития экономики отдаленных регионов, где газификация осложнена технически и экономически.

В данном исследовании показано, как влияет использование генераторного газа из угля на основе российской технологии газификации угля в слое с воздушным дутьем на показатели основного оборудования парогазовой установки (ПГУ) при его сжигании в камере сгорания (КС) газотурбинной установки (ГТУ). Расчет показателей основных элементов производился с помощью уравнений материального и теплового баланса, а также известных уравнений химических реакций. Проведено сравнение показателей оборудования ПГУ при работе на природном и генераторном газе с учетом внесения в схему ПГУ элементов для функционирования системы газификации. Исходя из полученных данных показано, что основным фактором, влияющим на работу установки, является увеличение расхода топлива в КС в 6,8 раза, что в свою очередь вызывает увеличение мощности установки. Интегрирование газоохладителя (ГО) в схему ПГУ через связь с котлом-утилизатором (КУ) приводит к ухудшению утилизации тепла, но при этом снижает риск эрозии концевых поверхностей нагрева. Дополнительное тепло от ГО, вносимое в цикл, способствует увеличению мощности паровой турбины на 11,3%.

 

Паротурбинные установки

70 Тенденции развития рабочих лопаток последних ступеней турбин ТЭС и АЭС с учетом патентной аналитики

А.А. Ивановский (к.т.н.), А.М. Миронов (к.ф.-м.н.), О.В. Векшина, Л.Р. Белякова — АО «Силовые машины»

Ключевые слова: рабочие лопатки, лопатки последней ступени, патентная аналитика, «зеленая» энергетика

Аннотация
В последние годы, несмотря на то что во многих странах предпринимались усилия совершить ускоренный переход к «зеленой» энергетике взамен традиционной, данные попытки не увенчались успехом. В настоящее время уже можно говорить, что была выбрана ошибочная стратегия развития, которая привела к множественным энергетическим кризисам как в европейских странах, так и в США.

Во многом из-за этих обстоятельств наметилась существенная корректировка планов развития энергетики и возврат к развитию традиционных источников энергии. Стало понятно, что необходимы электростанции, работающие на ископаемом топливе, а также должны быть созданы системы накопления энергии, которые позволят обеспечить надежность энергоснабжения.

В этом ряду также находится и перевод ядерной генерации в разряд «зеленой» энергетики, и возобновление планов по строительству атомных электростанций (АЭС).

В некоторых странах ведется массовое строительство блоков на суперсверхкритические параметры пара (ССКП). В этих условиях, когда ряд стран никогда не отказывались от традиционной генерации и продолжали развивать как атомную, так и тепловую энергетику, патентная аналитика может помочь определить тенденции развития по некоторым направлениям и выявить возможных технологических лидеров, которые появятся в ближайшие годы.

 

Технологии

76 Утилизация низкопотенциального тепла с использованием теплонасосных систем для повышения энергоэффективности ЦОД

Д.В. Сидоров, А.А. Дудолин (к.т.н.) — Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Ключевые слова: рабочие лопатки, лопатки последней ступени, патентная аналитика, «зеленая» энергетика

Аннотация

В статье рассматривается проблема утилизации низкопотенциального тепла, образующегося при работе серверного оборудования центров обработки данных (ЦОД). Авторы предлагают инновационное решение на основе двухступенчатой системы охлаждения, сочетающей теплонасосную установку (ТНУ) и абсорбционную холодильную машину (АБХМ). Проведены теоретические расчеты и моделирование в программном комплексе Thermoflex для различных марок фреонов, таких как R600, R717, R134a и RC318, с определением ключевых термодинамических параметров.

В качестве основного показателя энергоэффективности выбран коэффициент COP (Coefficient of Performance), анализ которого показал преимущества предложенной системы по сравнению с традиционными методами охлаждения.

Исследование включает температурные параметры для различных типов серверных стоек (ИТ и ODM), а также оценку влияния климатических условий на эффективность системы. Результаты показывают, что использование двухступенчатой системы охлаждения позволяет снизить энергопотребление на 8–13%, уменьшить эксплуатационные затраты и повысить экологичность.

Особое внимание уделено перспективам внедрения тригенерационных технологий в ЦОД, что способствует устойчивому развитию цифровой инфраструктуры. Статья представляет интерес для специалистов в области энергоэффективности, проекти-ровщиков ЦОД и исследователей, занимающихся вопросами утилизации тепловых потерь.

 

Двигатели внутреннего сгорания

84 Распределенная генерация на базе ГПУ. Газопоршневые установки КНР на российском рынке: анализ конкурентных преимуществ и ключевых аспектов

Я.Ю. Сигидов (к.т.н.), Д.А. Кузнецов, А.В. Лебедева — АО «Интертехэлектро»

Ключевые слова: газопоршневая установка, энергетическая устойчивость, техническое обслуживание

Аннотация

Статья посвящена анализу состояния и перспективам развития распределенной генерации на базе ДВС производства КНР. Рассматриваются тенденции рынка, когда газопоршневые установки из резервных источников становятся основным источником энергии. На основе данных об импорте ГПУ в период 2023–2024 гг. отмечено, что рынок распределенной генерации в РФ оценивается в 1900 МВт/год, при этом 900 МВт приходится на ГПУ, преимущественно мощностью 1…2 МВт. Более 85% импорта ГПУ мощностью свыше 600 кВт обеспечивается КНР.

В статье дана классификация ГПУ по частоте вращения (тихоходные, среднеоборотные, быстроходные), типу топлива (природный газ, попутный нефтяной газ, биогаз, свалочный газ) и материнской платформе (автомобильные, судовые, энергетические).

Выделены конкурентные преимущества ГПУ: современные системы управления, оптимизированная конструкция для снижения эксплуатационных затрат, развитая сервисная поддержка. Особое внимание уделено соответствию ГПУ стандартам ISO 3046 / ГОСТ Р 52517-2005.

Рассмотрены перспективы освоения производства и обслуживания иностранных ГПУ на территории РФ как ключевых факторов долгосрочной конкурентоспособности. Освоение производства ГПУ позволит снизить зависимость от импорта и обеспечить потребности в запасных частях. В статье подчеркивается значимость сочетания технических характеристик, соответствия ГОСТ и наличия сервисной инфраструктуры для укрепления позиций китайских ГПУ на российском рынке.

 

Научные исследования

88 Анализ влияния конструкции соплового аппарата на работу радиально-центростремительного турбодетандера

В.В. Барсков (д.т.н.), А.М. Балакин, И.Ю. Талабира, М.А. Крюкова, Д.Д. Печенкин, Е.В. Коростелева —

ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»

Ключевые слова: сопло, сопловой аппарат, турбодетандер, малорасходная турбина, CFD расчеты, ступень турбины, сопловой канал, микротурбина, радиальная турбина, ступень ЛПИ

Аннотация

Децентрализованная генерация является актуальным вопросом для всего мира, в том числе и для нашей страны. Одним из примеров такого вида генерации электроэнергии является применение турбодетандеров. Анализ приведенной литературы показал, что в настоящее время детандеры малой мощности получили слабое развитие, несмотря на то что для различных объектов газотранспортных и газораспределительных сетей существует потребность в источнике генерации менее 1 кВт. Одним из вариантов таких машин являются радиальные центростремительные малорасходные турбодетандеры.

На сегодня опыт разработки данных машин небольшой, поэтому становится актуальным развитие ключевых элементов проточной части данных машин, в частности, сопловых аппаратов.

В статье рассмотрены вопросы влияния формы сопла на работу турбодетандера с помощью проведения численного эксперимента. Целью при этом было получение наилучшей геометрии сопловых каналов для достижения близких к номинальным расходных и мощностных характеристик турбодетандера. Методика включает в себя рассмотрение различных конструкций сопловых каналов и оценку влияния их геометрических размеров на рабочий процесс.