От редакции

6 От капитального ремонта и выпуска деталей горячей части к выпуску газовых турбин

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

 

Интервью

8 Российской энергетике нужно много ГТУ большой мощности — мы готовы их поставить

А.В. Таничев — ООО «СТГТ»

 

Эксплуатация, сервис

12 Интеграция новой стационарной газотурбинной установки АТС-10СТМ в ГПА ГТК-10-4

Д.А. Бернгардт, В.Л. Кисляков, С.В. Улыбин, И.А. Хотеенков — ООО «ЦентрИнжиниринг»

 

16 ООО «СТГТ»: от ремонта лопаток к полному изготовлению компонентов горячего тракта

С.В. Костенников, А.В. Таничев (к.т.н., к.э.н.) — ООО «СТГТ»

 

20 От износа к надежности: модернизация токоподводящего узла турбогенератора ТВФ-180-2У3

С.С. Хиневич – УП «АЭС-комплект»

 

22 Ремонт и техническое обслуживание газовых турбин в ООО «СТГТ»: опыт и новые технологии

В.В. Филиппов — ООО «СТГТ

 

26 Проведение выездной инспекции камеры сгорания газовой турбины SGT-800

Л.Ю. Данилов — ООО «ТурбоСервис Рус»

 

Газотурбинные установки

30 Производство газовой турбины большой мощности в «СТГТ» — задача ближайшего времени

П.Н. Сиротинкин, А.В. Таничев (к.т.н., к.э.н.) — ООО «СТГТ

 

32 Повышение эффективности ГТД ТМ16М2 за счет комплексного использования промохлаждения, регенерации и утилизации тепла

Б.А. Шифрин, М.С. Ганков, В.Б. Перов, О.О. Мильман (д.т.н.) — ЗАО НПВП «Турбокон»

М.Ш. Минцаев — ФГБОУ ВО «ГГНТУ им. академика М.Д. Миллионщикова»

Ключевые слова: модернизация ГТД, регенерация тепла, утилизация тепла, органический цикл Ренкина, парогазовая установка, низкокипящее рабочее тело

Аннотация

На примере ГТД ТМ16М2 с промохлаждением рассматривается возможность повышения КПД газотурбинного цикла за счет комплексного использования тепла уходящих газов и тепла промохлаждения в ОЦР-надстройках в сочетании с традиционной регенерацией тепла уходящих газов для подогрева сжатого воздуха. Исследование выполнялось с использованием специально разработанной для этих целей расчетной модели ГТД с надстройками. Расчетная модель верифицирована на основе сравнения с опубликованными данными и показала минимальные отличия в расчетах по обеим методикам.

Исследованы различные варианты модернизации ГТД, в том числе как введением дополнительных устройств по отдельности, так и в комплексе. Установлено, что максимальный КПД может быть получен при одновременном введении регенерации с использованием тепла промохлаждения и тепла уходящих газов ГТД в ОЦР-надстройке. Для предложенного варианта организации рабочего процесса определена оптимальная степень повышения давления в компрессоре. Показано, что предложенный цикл, как минимум, не уступает парогазовому циклу, рассчитанному для тех же параметров ГТД.

 

38 Парогазовые установки на базе турбин G50 и G15 (часть 1)

С.А. Покровский, Б.А. Рыбаков — ООО «Импекс-1

 

42 Разработка комплекса мероприятий для повышения надежности рабочих лопаток осевых компрессоров ГПА

С.В. Богданец, О.В. Комаров (к.т.н.), В.Л. Блинов, Ю.Г. Марченко, И.А. Калинин —

ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

А.Н. Вдовин, Д.В. Косачев, А.Ю. Перевозчиков — ООО «Газпром трансгаз Югорск»

Ключевые слова: осевой компрессор, вибрация, усталость материала, прочностной анализ, метод конечных элементов, вычислительная газовая динамика, резонанс, модернизация

Аннотация

В статье представлены результаты исследовательских работ, направленных на решение проблемы, связанной с систематическим разрушением рабочих лопаток ступени осевого компрессора газотурбинной установки. Комплексный подход, включающий расчетно-экспериментальные газодинамические исследования и детальный прочностной анализ методами конечных элементов, позволил выявить ключевые причины поломок: опасная близость к резонансным режимам по первой форме изгибных колебаний, критическое напряженно-деформированное состояние лопатки и повышенная газодинамическая нагрузка на ступень.

На основе вариантных исследований разработана и обоснована модернизированная конструкция рабочей лопатки, обеспечивающая требуемый запас прочности и вибрационную отстройку. Приведены результаты валидации численных моделей и даны рекомендации по их применению.

 

48 Подготовка оборудования АО «Стенд» к испытаниям отечественных газовых турбин ГТЭ-110

С.М. Скирта, И.В. Будаков, М.Н. Герасимов, М.Д. Безрукова — АО «Стенд»

С.К. Морозов — ООО «СНаТЭК»

Ключевые слова: газотурбинная установка, воздухозаборный тракт, обслуживание и ремонт, испытательный стенд

Аннотация

В статье рассмотрена история создания испытательного стенда, его развития и причины продолжительного простоя. Показаны перспективы развития испытательного стенда с увеличением выпуска газотурбинных установок отечественного производства.

В ходе исследования выявлены ключевые проблемы, препятствующие быстрому запуску испытательного стенда после простоя, и предложены пути их решения. Особое внимание уделено процессу подготовки разрешительной документации, необходимой для осуществления производственной деятельности на объекте, относящемся к категории опасных производственных объектов.

Проанализирована целесообразность изменения основного вида деятельности предприятия, связанного с загрузкой и режимами работы, что позволило при формировании штатного расписания сократить потребность в вахтенном персонале с четырех вахт до двух. Смена вида деятельности также открыла возможность изменения категории негативного воздействия на окружающую среду (НВОС); позволила выстроить работу с системным оператором, чтобы включить оборудование в единую энергетическую систему на период проведения испытаний. Выполнены работы по освидетельствованию теплотехнического и электротехнического оборудования.

 

Интервью

54 Комплексные решения для заказчиков — единый подход для всех проектов компании «ОДК Инжиниринг»

А.А. Воробьев — ООО «ОДК Инжиниринг»

 

Технологии

60 Ремонт внутренней футеровки дымовой трубы после ГТУ: применяемые технологии и решения

А.А. Иванов — ООО «ДМЭнерджи»

 

62 Современные тенденции и решения при строительстве и реконструкции энергетических объектов в РФ

А.С. Алешина, к.т.н. — ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»

Р.О. Юдин — ООО «ТурбоСервис Рус»

А.Ю. Култышев, д.т.н. — ООО «Ренова-Холдинг Рус»

Ключевые слова: энергетические объекты, модульное проектирование, цифровая трансформация, унификация оборудования, жизненный цикл, реконструкция электростанций

Аннотация

В статье рассмотрены современные тенденции и решения строительства и реконструкции энергетических объектов в Российской Федерации с акцентом на типовые проекты и модульные подходы.

Проанализирован опыт реализации Программы договоров о предоставлении мощности (ДПМ), выявлены системные ошибки, в том числе профицит мощностей и зависимость от импортного оборудования. Обоснована необходимость типизации объектов и оборудования для снижения затрат и повышения технологической преемственности.

Представлена комплексная модульная концепция, объединяющая цифровую трансформацию, стандартизацию, унификацию и оптимизацию оборудования на всех этапах жизненного цикла, что обеспечивает повышение технико-экономических и эксплуатационных показателей. Описан новый проект федерального закона, предусматривающий создание публично-правовой компании «Росэнергопроект» для типового проектирования, управления стоимостью и контроля реализации объектов электроэнергетики, что способствует формированию устойчивой и технологически передовой энергетической инфраструктуры.

 

70 Ремонт газовых турбин на Хуадянь-Тенинской ТЭЦ выполнен российскими предприятиями

П.Е. Щербаков, Р.Г. Муртазин — ООО «РЕНН-К»

В.В. Лудченко — ООО «ТурбоСервис Рус»

 

72 Моделирование системы управления топливоподачей газотурбинной установки НК-16-СТ в ПО Repeat

И.В. Мелихов, А.Д. Борисова, Н.А. Гирин, И.А. Зырянов, Р.С. Плеханов, А.О. Байрак —

ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Ключевые слова: газотурбинная установка, НК-16-СТ, цифровое моделирование, система управления, переходные режимы, ПИД-регулятор, давление, частота вращения, динамика, исполнительные механизмы, расход топлива

Аннотация

В статье рассматривается цифровое моделирование системы управления топливоподачей газотурбинной установки НК-16-СТ с применением программного обеспечения Repeat. Целью работы является создание динамической схемы, отражающей логику работы исполнительных механизмов, регуляторов и параметров ГТУ в переходных режимах.

Представлена структурная схема модели, описан принцип действия блоков, а также реализованные алгоритмы управления подачей топлива с учетом ограничений на давление и частоту вращения ротора. Выполнен расчет переходных характеристик при различных значениях заданной частоты вращения, проанализированы графики изменения расхода топлива, давления в магистрали и выходной мощности.

На основе анализа графиков сделаны выводы о динамической устойчивости системы, ее точности и адекватности физическим процессам. Представленная модель может использоваться для обучения, верификации и тестирования новых алгоритмов управления газотурбинными установками.

 

Представление компании

78 «РОЛТ Групп» — комплексный подход к обслуживанию и ремонту газопоршневых электростанций

М.А. Гришанов — ООО «Ролт Энерго Сервис»

 

Гидротурбинные установки

82 Концепция перевода гидроагрегатов на ремонт по техническому состоянию

А.А. Конаков, Н.В. Пуцын — ОАО «НПО ЦКТИ

Ключевые слова: гидроагрегат, гидротурбина, надежность, ремонт по техническому состоянию, экспоненциальное распределение

Аннотация

В статье предлагается общая концепция перевода гидроагрегатов с планово-предупредительных ремонтов на ремонты по техническому состоянию. Цель концепции – укрупненно описать алгоритм, следуя которому перевод гидроагрегатов на ремонт по техническому состоянию можно осуществить безопасно, не снижая надежности гидроэнергетического оборудования. Именно поэтому первый этап алгоритма является ограничительным: он указывает на ряд предварительных условий, которые должны быть выполнены при переводе гидроагрегатов на ремонты по техническому состоянию.

Второй этап алгоритма посвящен прогнозированию технического состояния гидроагрегатов. При существующем уровне развития техники прогнозирование может быть только статистическим, опирающимся на сведения о дефектах оборудования, регистрировавшихся в предшествующие периоды эксплуатации; показано, что закон распределения, в соответствии с которым появляются дефекты, следует принимать экспоненциальным. Третий этап алгоритма – создание системы диагностики технического состояния гидроагрегата.

В настоящее время, несмотря на активное развитие систем мониторинга, обеспечение надежной работы гидроагрегата невозможно без периодических осушений и осмотров проточной части гидротурбины – такие осмотры должны быть неотъемлемой частью диагностических мероприятий. Проверка концепции, проведенная на четырех натурных гидроагрегатах, показала, что переход на ремонты по техническому состоянию позволяет увеличить период между капитальными ремонтами до 48–80 тыс. часов при диагностических мероприятиях, длящихся 3–5 дней в году.

 

90 Теоретическое обоснование увеличения мощности свободнопоточной гидротурбины при наклоне вала

И.А. Бушуйкин, Е.А. Потапов, А.В. Филатов, А.К. Лямасов (к.т.н.) — Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Ключевые слова: гидроэнергетика, малые ГЭС, свободнопоточная гидротурбина, кинетическая гидротурбина, наклон вала, гидроагрегат, лопастная система, угол атаки, регулирование, гидродинамическое моделирование

Аннотация

В статье представлено теоретическое и численное исследование инновационной конструкции свободнопоточной гидротурбины с неколлинеарной, то есть наклоненной относительно направления водного потока, осью вращения. Актуальность работы обусловлена растущим спросом на экологически безопасные и адаптивные источники энергии, особенно для малых водотоков, где строительство традиционных ГЭС нерентабельно. Основная гипотеза исследования заключается в том, что наклон вала турбины позволяет увеличить активную площадь взаимодействия рабочего колеса с потоком, что потенциально повышает энергоэффективность установки.

В работе проведен анализ существующих технических решений и выявлены их недостатки. Разработан и оценен ряд перспективных компоновок гидроагрегата: с размещением генератора на поверхности, под водой и на донной платформе. Теоретически обосновано и количественно оценено увеличение активной площади рабочего колеса при его наклоне, показавшее рост до 41,4%. Для репеллерного рабочего колеса проведен детальный расчет треугольников скоростей, учитывающий наклон оси и неравномерность распределения скорости потока по глубине, который подтвердил улучшение энергетических характеристик.

 

Компрессорные установки

96 Газоперекачивающий агрегат водородсодержащего газа производства ООО «ИНГК»

С.И. Бурдюгов (д.т.н.), О.В. Бычков, С.В. Кудрявцев, А.Р. Макс, С.Ф. Машанов,

А.С. Печенкин, С.Н. Шевнин — ООО «ИНГК»

 

Аналитика, обзоры

100 Анализ современных подходов к проектированию энергетического оборудования

Р.О. Юдин — ООО «ТурбоСервис Рус»

А.Ю. Култышев, д.т.н. — ООО «Ренова-Холдинг Рус

Ключевые слова: жизненный цикл оборудования, цифровая трансформация,типовые решения, модульное проектирование, повышение эффективности ЖЦ, технико-экономические показатели

Аннотация

В работе анализируется переход российской электроэнергетики и энергомашиностроения к качественно иному уровню проектирования, при котором энергоблоки с самого начала закладываются с учетом типовых решений, модульных конструкций и цифровых инструментов сопровождения жизненного цикла. Создание ППК «Росэнергопроект» и подготовка профильного федерального закона формируют институциональную среду, в которой типовые проекты с заранее установленными целевыми технико-экономическими показателями становятся нормой, а не исключением.

Референтной базой для определения целевых параметров технико-экономических показателей выбраны паровая турбина Т-63/76-8,8 и газовая турбина SGT5-2000E: именно их характеристики задают планку для перспективных отечественных паровых и газовых установок. Модульный принцип проектирования, предполагающий высокую унификацию узлов и компонентов, позволяет сократить конструкторскую подготовку производства, снизить трудоемкость, улучшить ремонтопригодность и упростить тиражирование решений на серию однотипных объектов.

Авторы цитируют понятие «эффекта домино»: чем раньше в проект закладывается перспективная технология (типизация, модульность, цифровой двойник, IoT или алгоритмы машинного обучения) – тем больший накопленный эффект она дает за счет сокращения простоев, оптимизации режимов и увеличения межремонтных интервалов на протяжении всего жизненного цикла.

 

Выставки, конференции

108 LXХII научно-техническая сессия РАН по проблемам газовых турбин

А.Д. Капралов — журнал «Турбины и Дизели»

 

Нашим учителям

112 И.И. Кириллов — Per aspera ad astra

Н.А. Забелин, д.т.н — ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»