ООО «Сименс Технологии Газовых Турбин» (СТГТ) – совместное предприятие «Сименс АГ» (65%) и ОАО «Силовые машины» (35%), созданное в 2011 году в Санкт-Петербурге. Завод занимается разработкой, сборкой, продажей и обслуживанием газовых турбин мощностью свыше 60 МВт для рынка России и СНГ, а также локализацией производства.

В июне 2015 года в Ленинградской области состоялось открытие новой производственной площадки «Сименс Технологии Газовых Турбин». Завод, построенный с нуля и оснащенный самым высокотехнологичным оборудованием, стал одним из крупнейших предприятий энергетического сектора в регионе.

Продуктовая линейка СТГТ включает в себя газовые турбины SGT5-2000E мощностью 187 МВт и SGT5-4000F мощностью 329 МВт. Это оборудование, обеспечивающее надежное и бесперебойное энергоснабжение, используется при оснащении и модернизации ТЭЦ и ГРЭС. На производственной площадке осуществляется механическая обработка роторных деталей и статорных узлов турбин, выполняется полный цикл сборочных работ. В перспективе завод будет также заниматься сборкой турбин малой и средней мощности (например, SGT-800 мощностью 53 МВт). Кроме того, на СТГТ перенесено производство магистральных и дожимных компрессоров мощностью от 6 до 32 МВт.

Завод «Сименс Технологии Газовых Турбин» является важнейшим инвестиционным проектом компании «Сименс», реализуемым в рамках стратегии по локализации производства в России. Предприятие полностью интегрировано в глобальную технологическую и производственную сеть «Сименс», которая включает и аналогичные заводы в Германии и США.

Для эффективного технического обслуживания поставленного оборудования на базе предприятия создан региональный сервисный центр. На территории заводского комплекса также организован склад комплектующих, необходимых для ремонта и эксплуатации турбин. В настоящее время СТГТ осуществляет сервис оборудования Киришской и Няганской ГРЭС.

В апреле 2016 года на заводе был введен в эксплуатацию современный Удаленный мониторинговый центр. На этой сервисной площадке производится удаленная диагностика работы газотурбинного оборудования электростанций в режиме реального времени. Здесь же выполняется хранение и обработка полученных данных. Для анализа технического состояния турбин, установленных на объектах в России, используются данные всего парка газотурбинных установок «Сименс», эксплуатирующихся в мире.

В работе центра применяется более 1000 математических моделей для оценки функционирования основных узлов турбин. Удаленный мониторинговый центр создан для предотвращения внештатных ситуаций, сокращения сроков сервисного обслуживания и повышения надежности работы оборудования «Сименс».

Разработка новых типов ГТУ, растущие темпы спроса на газ по сравнению с другими видами топлива, масштабные планы промышленных потребителей по созданию собственных мощностей обуславливают растущий интерес к газотурбинному строительству.

Р ынок малой генерации имеет большие перспективы развития. Эксперты прогнозируют увеличение спроса на распределенную энергетику с 8% (на текущий момент) до 20% (к 2020 году). Подобная тенденция объясняется сравнительно низким тарифом на электроэнергию (в 2-3 раза ниже, чем тариф на э/энергию от централизованной сети). Кроме этого, по словам Максима Загорнова, члена генерального совета «Деловой России», президента Ассоциации малой энергетики Урала, директора группы компаний «МКС», малая генерация надежнее сетевой: в случае аварии на внешней сети снабжение электроэнергией не прекращается. Дополнительное преимущество децентрализованной энергетики - скорость ввода в эксплуатацию: 8-10 месяцев в отличие от 2-3 лет создания и присоединения сетевых линий.

Сопредседатель комитета «Деловой России» по энергетике Денис Черепанов утверждает, что за собственной генерацией будущее. По словам первого заместителя председателя комитета Государственной Думы по энергетике Сергея Есякова, в случае распределенной энергетики в цепочке «энергия - потребитель» решающим звеном является именно потребитель, а не энергетика. При собственной генерации электроэнергии потребитель заявляет необходимые мощности, комплектации и даже вид топлива, экономя, при этом, на цене киловатта полученной энергии. Кроме прочего, эксперты считают, что можно получить дополнительную экономию, если реализовать работу энергоустановки в режиме когенерации: утилизированная тепловая энергия пойдет на отопление. Тогда срок окупаемости генерирующей энергоустановки значительно снизится.

Наиболее активно развивающимся направлением распределенной энергетики является строительство газотурбинных электростанций малой мощности. Газотурбинные электростанции предназначены для эксплуатации в любых климатических условиях в качестве основного или резервного источника электроэнергии и тепла для объектов производственного и бытового назначения. Использование таких электростанций в отдаленных районах позволяет получить значительную экономию средств за счет исключения издержек на строительство и эксплуатацию протяженных линий электропередач, а в центральных районах - повысить надежность электрического и теплового снабжения как отдельных предприятий и организаций, так и территорий в целом. Рассмотрим некоторые газовые турбины и газотурбинные установки, которые предлагают для строительства газотурбинных электростанций на рынке России известные производители.

General Electric

Решения GE на основе аэропроизводных турбин отличаются высокой надежностью и подходят для применения в целом ряде отраслей: от нефтегазой промышленности до ЖКХ. В частности, в малой генерации активно используются газотурбинные установки GE семейства LM2500 мощностью от 21 до 33 МВт и КПД до 39%. LM2500 применяют в качестве механического привода и привода электрогенератора, они работают на электростанциях в простом, комбинированном цикле, режиме когенерации, морских платформах и трубопроводах.

За последние 40 лет турбины GE данной серии являются наиболее продаваемыми в своем классе. Всего в мире установлено более 2000 турбин данной модели с общей наработкой более 75 миллионов часов.

Основные характеристики турбин LM2500: легковесная и компактная конструкция для быстрого монтажа и простоты обслуживания; выход на полную мощность с момента запуска за 10 минут; высокие показатели КПД (в простом цикле), надежности и доступности в своем классе; возможность использования двухтопливных камер сгорания для дистиллята и природного газа; возможность использования в качестве топлива керосина, пропана, коксового газа, этанола и СПГ; низкий уровень выбросов NOx с использованием камер сгорания DLE или SAC; коэффициент надежности - более 99%; коэффициент готовности - более 98%; выбросы NOx - 15 ppm (модификация DLE).

Для обеспечения клиентов надежной поддержкой на всем протяжении жизненного цикла генерирующего оборудования GE открыла специализированный Центр энергетических технологий в Калуге. Он предлагает заказчикам современные решения для обслуживания, инспекции и ремонта газовых турбин. На предприятии внедрена система менеджмента качества в соответствии со стандартом ISO 9001.

Kawasaki Heavy Industries

Японская компания Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (KHI) - многопрофильная машиностроительная компания. Важное место в ее производственной программе занимают газовые турбины.

В 1943 году Kawasaki создала первый в Японии газотурбинный двигатель и в настоящее время является одним из признанных мировых лидеров в производстве ГТУ малой и средней мощности, накопив референции по более, чем 11 000 установок.

Имея в приоритете экологичность и эффективность, компания достигла больших успехов в развитии газотурбинных технологий и активно ведет перспективные разработки, в том числе, в области новых источников энергии в качестве альтернативы ископаемому топливу.

Имея в активе хорошие наработки в криогенных технологиях, технологиях производства, хранения и транспортировки сжиженных газов, Kawasaki ведет активные исследования и ОКР в области применения водорода как топлива.

В частности, уже сейчас компания имеет опытные образцы турбин, использующих водород как добавку к метановому топливу. В перспективе ожидаются турбины, для которых, намного более калорийный и абсолютно экологически безопасный, водород заменит углеводороды.

ГТУ Kawasaki серий GPB спроектированы для работы в базовой нагрузке, включая как параллельные, так и изолированные схемы взаимодействия с сетью, при этом основу мощностного ряда составляют машины от 1,7 до 30 МВт.

В модельном ряду есть турбины, использующие для подавления вредных выбросов инжекцию пара, и применяющие доработанную инженерами компанию технологию DLE.

Электрический КПД, в зависимости от цикла генерации и мощности, соответственно, от 26,9% у GPB17 и GPB17D (турбины M1A-17 и M1A-17D) до 40,1% у GPB300D (турбина L30A). Электрическая мощность - от 1700 до 30 120 кВт; тепловая мощность - от 13 400 до 8970 кДж/кВтч; температура выхлопных газов - от 521 до 470°С; расход выхлопных газов - от 29,1 до 319,4 тыс. м3/ч; NOx (при 15% О2) - 9/15 ppm для газовых турбин M1А-17D, М7А-03D, 25 ppm - для турбины M7A-02D и 15 ppm для турбин L20A и L30A.

По эффективности ГТУ Kawasaki, каждая в своем классе, являются либо мировым лидером, либо одним из лидеров. Общая тепловая эффективность энергоблоков в когенерационных конфигурациях достигает 86-87%. Ряд ГТУ компания выпускает в двухтопливном (природный газ и жидкое топливо) исполнении с автоматическим переключением. У российских потребителей в настоящий момент наиболее востребованы три модели ГТУ - GPB17D, GPB80D и GPB180D.

Газовые турбины Kawasaki отличают: высокая надежность и большой ресурс; компактный дизайн, что особенно привлекательно при замене оборудования существующих генерирующих мощностей; удобство обслуживания за счет разрезной конструкции корпуса, съемных горелок, оптимально расположенных инспекционных отверстий и др., что упрощает осмотр и техобслуживание, в том числе силами персонала пользователя;

Экологичность и экономичность. Камеры сгорания турбин Kawasaki спроектированы с применением самых передовых методов, что позволило оптимизировать процесс горения и достичь лучших показателей эффективности турбины, а также уменьшить содержание NOx и других вредных веществ в выхлопе. Экологические показатели улучшены также за счет применения доработанной технологии сухого подавления выбросов (DLE);

Возможность использования широкого спектра топлив. Могут применяться природный газ, керосин, дизельное топливо, легкие мазуты типа «А», а также попутный нефтяной газ;

Надежное послепродажное обслуживание. Высокий уровень обслуживания, включая бесплатную систему онлайн-мониторинга (TechnoNet) с предоставлением отчетов и прогнозов, техническую поддержку силами высококвалифицированного персонала, а также замену по трейд-ин газотурбинного двигателя в ходе капитального ремонта (простой ГТУ сокращается до 2-3 недель) и т.д.

В сентябре 2011 г. Kawasaki представила новейшую систему камеры сгорания, позволившую опустить уровень выбросов NOx до менее чем 10 ppm для газотурбинного двигателя M7A-03, что даже ниже, чем требуют нынешние нормативы. Один из подходов компании к проектированию состоит в том, чтобы создавать новую технику, отвечающую не только современным, но и будущим, более жестким, требованиям к экологическим показателям.

В высокоэффективной ГТУ GPB50D класса 5 МВт с турбиной Kawasaki M5A-01D применены новейшие апробированные технологии. Высокая эффективность установки делает ее оптимальной для электро- и когенерации. Также компактный дизайн GPB50D особенно выгоден при модернизации существующих предприятий. Номинальный электрический КПД 31,9% - лучший в мире среди установок класса 5 МВт.

Турбина M1A-17D за счет применения камеры сгорания оригинальной конструкции с сухим подавлением выбросов (DLE) имеет отличные для своего класса показатели экологичности (NOx < 15 ppm) и эффективности.

Сверхнизкий показатель массы турбины (1470 кг), минимальный в классе, обусловлен широким применением композитных материалов и керамики, из которых изготовлены, например, лопатки рабочего колеса. Керамика более устойчива к работе при повышенных температурах, менее склонна к загрязнению, чем металлы. ГТУ имеет электрический КПД близкий к 27%.

В России к настоящему времени Kawasaki Heavy Industries, Ltd. в сотрудничестве с российскими компаниями реализовала ряд успешных проектов:

Мини-ТЭС «Центральная» во Владивостоке

По заказу АО «Дальневосточной энергетической управляющей компании» (АО «ДВЭУК») для ТЭС «Центральная» поставлено 5 ГТУ GPB70D (M7A-02D). Станция обеспечивает электроэнергией и теплом потребителей центральной части застройки острова Русский и кампус Дальневосточного федерального университета. ТЭС «Центральная» - первый энергообъект в России с турбинами Kawasaki.

Мини-ТЭС «Океанариум» во Владивостоке

Этот проект также осуществлен ОАО «ДВЭУК» для энергоснабжения расположенного на острове научно-образовательного комплекса «Приморский океанариум». Поставлено две ГТУ GPB70D.

ГТУ производства Kawasaki в ПАО «Газпром»

Российский партнер Kawasaki, ООО «МПП Энерготехника», на основе газовой турбины M1A-17D выпускает контейнерную электростанцию «Корвет 1,7К» для установки на открытых площадках с диапазоном температур окружающего воздуха от -60 до + 40 °С.

В рамках договора о сотрудничестве разработаны и на производственных мощностях «МПП «Энерготехника» собраны пять ЭГТЭС КОРВЕТ-1,7К. Зоны ответственности компаний в данном проекте распределялись следующим образом: Kawasaki поставляет газотурбинный двигатель M1A-17D и системы управления турбиной, Siemens AG - высоковольтный генератор. ООО «МПП «Энерготехника» производит блок-контейнер, выхлопное и воздухозаборное устройство, систему управления энергоблоком (в том числе систему возбуждения ШУВГм), электротехническое оборудование - основное и вспомогательное, комплектует все системы, осуществляет сборку и поставку комплектной электростанции, а также - реализацию АСУ ТП.

ЭГТЭС Корвет-1,7К прошла межведомственные испытания и рекомендована для применения на объектах ПАО «Газпром». Газотурбинный энергоблок разработан ООО «МПП «Энерготехника» по техническому заданию ПАО «Газпром» в рамках Программы научно-технического сотрудничества ПАО «Газпром» и Агентства природных ресурсов и энергетики Японии.

Турбина для ПГУ 10 МВт в НИУ МЭИ

Kawasaki Heavy Industries Ltd., изготовила и поставила комплектную газотурбинную установку GPB80D номинальной мощностью 7,8 MВт для Национального Исследовательского Университета «МЭИ», расположенного в Москве. ТЭЦ МЭИ является учебно-практической и, вырабатывая электричество и тепло в промышленных масштабах, обеспечивает ими сам Московский энергетический институт и поставляет их в коммунальные сети г. Москвы.

Расширение географии проектов

Компания Kawasaki, обращая внимание на преимущества развития местной энергетики в направлении распределенной генерации, предложила начать реализацию проектов с применением газотурбинных установок минимальной мощности.

Mitsubishi Hitachi Power Systems

Модельный ряд турбин Н-25 представлен в диапазоне мощности 28-41 МВт. Полный комплекс работ по производству турбины, включая НИОКР и центр удаленного мониторинга, осуществляется на заводе в г. Хитачи, Япония, компанией MHPS (Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd.). Ее образование приходится на февраль 2014 г. благодаря слиянию генерирующих секторов признанных лидеров машиностроения Mitsubishi Heavy Industries Ltd. и Hitachi Ltd.

Модели H-25 нашли широкое применение по всему миру для работы как в простом цикле благодаря высокому КПД (34-37%), так и в комбинированном цикле в конфигурации 1×1 и 2×1 с КПД 51-53%. Имея высокие температурные показатели выхлопных газов, ГТУ также успешно зарекомендовала себя для работы в режиме когенерации с суммарным КПД станции более 80%.

Многолетние компетенции в производстве газовых турбин широкого диапазона мощностей и продуманный дизайн одновальной индустриальной турбины отличают Н-25 высокой надежностью с коэффициентом готовности оборудования более 99%. Суммарное время наработки модели превысило 6,3 млн ч за второе полугодие 2016 г. Современная ГТУ выполнена с горизонтальным осевым разъемом, что обеспечивает удобство ее обслуживания, а также возможность замены частей горячего тракта по месту эксплуатации.

Противоточная трубчато-кольцевая камера сгорания обеспечивает стабильное горение на различных видах топлива, таких как природный газ, дизельное топливо, сжиженный нефтяной газ, уходящие топочные газы, коксовый газ и пр. Камера может быть выполнена в варианте с диффузионным режимом горения, а также сухой низкоэмиссионной предварительного смешивания газовоздушной смеси (DLN). Газотурбинный двигатель H-25 представляет собой 17-ступенчатый осевой компрессор, соединенный с трехступенчатой активной турбиной.

Примером надежной эксплуатации ГТУ Н-25 на объектах малой генерации в России является работа в составе когенерационного блока для собственных нужд завода АО «Аммоний» в г. Менделеевске, Республика Татарстан. Когенерационный блок обеспечивает производственную площадку электроэнергией 24 МВт и паром 50 т/ч (390°С / 43 кг/см3). В ноябре 2017 г. на площадке была успешно проведена первая инспекция системы сгорания турбины, подтвердившая надежную работу узлов и агрегатов машины в условиях высоких температур.

В нефтегазовом секторе ГТУ Н-25 были применены для работы площадки объединенного берегового технологического комплекса (ОБТК) Сахалин II компании «Сахалин Энерджи Инвестмент Компани, Лтд.» ОБТК расположен в 600 км к северу от Южно-Сахалинска в районе выхода на берег морского газопровода и является одним из наиболее важных объектов компании, отвечающим за подготовку газа и конденсата для последующей передачи по трубопроводу на терминал отгрузки нефти и завод по производству СПГ. В состав технологического комплекса входят четыре газовые турбины Н-25, находящиеся в промышленной эксплуатации с 2008 г. Когенерационный блок на базе ГТУ Н-25 максимально интегрирован в комплексную энергосистему ОБТК, в частности, тепло выхлопных газов турбины используется для подогрева сырой нефти для нужд нефтепереработки.

Промышленные генераторные газотурбинные установки «Сименс» (далее ГТУ) помогут справиться с трудностями динамично развивающегося рынка распределенной генерации. ГТУ единичной номинальной мощностью от 4 до 66 МВт полностью отвечают высоким требованиям в области промышленной комбинированной выработки энергии, в плане эффективности станции (до 90%), надежности эксплуатации, гибкости обслуживания и экологической безопасности, обеспечивая низкие затраты при полном сроке эксплуатации и высокую отдачу от инвестиций. Опыт компании «Сименс» в области строительства промышленных ГТУ и строительства ТЭС на их базе, насчитывает более чем 100 лет.

ГТУ «Сименс» мощностью от 4 до 66 МВт используются небольшими энергокомпаниями, независимыми производителями электроэнергии (например, промышленными предприятиями), а также в нефтегазовой отрасли. Применение технологий распределенной генерации электроэнергии с комбинированной выработкой тепловой энергии, позволяет отказаться от инвестирования в многокилометровые линии электропередач, минимизировав расстояние между источником энергии и объектом, ее потребляющим, достичь серьезной экономии средств, покрыв отопление промышленных предприятий и объектов инфраструктуры за счет утилизации тепла. Стандартная Мини-ТЭС на базе ГТУ «Сименс» может быть построена в любом месте, где есть доступ к источнику топлива, или оперативного его подвода.

SGT-300 - промышленная ГТУ с номинальной электрической мощностью 7,9 МВт (см. табл. 1), сочетает простую надежную конструкцию и новейшие технологии.

Таблица 1. Характеристики SGT-300 для механического привода и производства энергии

1) Электрическая 2) На валу

Рис. 1. Конструкция газогенератора SGT-300

Для промышленной генерации энергии применяется одновальный вариант ГТУ SGT-300 (см. рис. 1). Она идеально подходит для комбинированного производства тепловой и электрической энергии (ТЭС). ГТУ SGT-300 является промышленной ГТУ, изначально спроектированной для генерации и обладает следующими эксплуатационными преимуществами для эксплуатирующих организаций:

Электрический КПД - 31%, что в среднем выше на 2-3% КПД ГТУ меньшей мощности, благодаря более высокому значению КПД достигается экономический эффект на экономии топливного газа;

Газогенератор укомплектован низкоэмиссионной сухой камерой сгорания по технологии DLE, что позволяет достичь уровня выбросов NOx и CO, более чем в 2,5 раза ниже установленных нормативными документами;

ГТУ имеет хорошие динамические характеристики благодаря одновальной конструкции и обеспечивает устойчивую работу генератора при колебаниях нагрузки внешней присоединенной сети;

Промышленная конструкция ГТУ обеспечивает длительный межремонтный ресурс эксплуатации и является оптимальной с точки зрения организации сервисных работ, которые проводятся на месте эксплуатации;

Существенное снижение пятна застройки, точно также, как и инвестиционных затрат, включающих приобретение общестанционного механического и электрического оборудования, его монтаж и пусконаладку, при применении решения на базе SGT-300 (рис. 2).

Рис. 2. Массогабаритные характеристики блока SGT-300

Общая наработка установленного парка SGT-300 составляет более 6 млн ч, с наработкой лидерного ГТУ 151 тыс. ч. Коэффициент готовности/доступности - 97,3%, коэффициент надежности - 98,2%.

Компания OPRA (Нидерланды) - ведущий поставщик энергетических систем на основе газовых турбин. OPRA разрабатывает, производит и продает современные газотурбинные двигатели мощностью около 2 МВт. Ключевым направлением деятельности компании является производство электроэнергии для нефтегазовой промышленности.

Надежный двигатель OPRA OP16 обеспечивает более высокую производительность при меньшей себестоимости и большем сроке службы, чем какая-либо другая турбина этого класса. Двигатель работает на нескольких видах жидкого и газобразного топлива. Существует модификация камеры сгорания с пониженным содержанием загрязняющих веществ в выхлопе. Энергоустановка OPRA OP16 1,5-2,0 МВт будет надежным помощником в суровых условиях эксплуатации.

Газовые турбины OPRA являются совершенным оборудованием для генерации электроэнергии в автономных электрических и когенерационных системах малой энергетики. Разработка конструкции турбины велась более десяти лет. Результатом стало создание простого, надежного и эффективного газотурбинного двигателя, включая модель с низкими выбросами вредных веществ.

Отличительной особенностью технологии преобразования химической энергии в электрическую в OP16 является запатентованная система управления подготовкой и подачей топливной смеси COFAR, которая обеспечивает режимы горения с минимальным образованием окислов азота и углерода, а также минимум несгоревших остатков топлива. Оригинальной является также запатентованная геометрия радиальной турбины и в целом консольная конструкция сменяемого картриджа, включающего вал, подшипники, центробежный компрессор и турбину.

Специалистами компаний «ОПРА» и «МЭС Инжиниринг» разработана концепция создания уникального единого технического комплекса мусоропереработки. Из 55-60 млн т всех ТБО, образующихся в России за год, пятая часть - 11,7 млн т - приходится на столичный регион (3,8 млн т - Московская область, 7,9 млн т - Москва). При этом за МКАД из Москвы вывозится 6,6 млн т бытовых отходов. Таким образом, в Подмосковье оседает более 10 млн т мусора. С 2013 г. в Московской области из 39 мусорных полигонов закрыты 22. Заменить их должны 13 мусоросортировочных комплексов, которые будут введены в 2018-2019 гг., а также четыре мусоросжигательных завода. Такая же ситуация происходит и в большинстве других регионов. Однако, не всегда строительство крупных мусороперерабатывающих заводов является выгодным, поэтому проблема мусоропереработки очень актуальна.

Разработанная концепция единого технического комплекса объединяет полностью радиальные установки ОПРА, обладающие высокой надежностью и эффективностью, с системой газификации/пиролиза компании «МЭС», которая позволяет обеспечить эффективное превращение различных видов отходов (включая ТБО, нефтешламы, загрязненную землю, биологические и медицинские отходы, отходы деревообработки, шпалы и т.д.) в отличное топливо для выработки тепла и электроэнергии. В результате продолжительного сотрудничества спроектирован и находится в стадии реализации стандартизированный комплекс переработки отходов производительностью 48 т/сут. (рис. 3).

Рис. 3. Общая планировка стандартного комплекса переработки отходов мощностью 48 т/сут.

В состав комплекса включается установка газификации МЭС с площадкой хранения отходов, две ГТУ ОПРА суммарной электрической мощностью 3,7 МВт и тепловой мощностью 9 МВт, а также различные вспомогательные и защитные системы.

Реализация подобного комплекса позволяет на площади 2 га получить возможность для автономного энерго- и теплоснабжения различных производственных и коммунальных объектов, решив при этом вопрос утилизации различных видов бытовых отходов.

Отличия разработанного комплекса от существующих технологий вытекают из уникального сочетания предлагаемых технологий. Малые (2 т/ч) объемы потребляемых отходов, наряду с малой требуемой площадью участка позволяют размещать данный комплекс непосредственно вблизи от небольших поселений, промышленных предприятий и т.п., значительно сэкономив средства на постоянную перевозку отходов к местам их утилизации. Полная автономность комплекса позволяет развернуть его практически в любой точке. Использование разработанного типового проекта, модульных конструкций и максимальная степень заводской готовности оборудования дает возможность максимально сократить сроки строительства до 1-1,5 лет. Применение новых технологий обеспечивает высочайшую экологичность комплекса. Установка газификации «МЭС» вырабатывает одновременно газовую и жидкую фракции топлива, а за счет двухтопливности ГТУ ОПРА они применяются одновременно, что повышает топливную гибкость и надежность энергоснабжения. Низкая требовательность ГТУ ОПРА к качеству топлива повышает надежность всей системы. Установка МЭС позволяет использовать отходы с влажностью до 85%, следовательно, не требуется сушка отходов, что повышает КПД всего комплекса. Высокая температура выхлопных газов ГТУ ОПРА позволяет обеспечивать надежное теплоснабжение горячей водой или паром (до 11 тонн пара в час при 12 бар). Проект является типовым и масштабируемым, что позволяет обеспечить утилизацию любого количества отходов.

Проведенные расчеты показывают, что стоимость выработки электроэнергии будет составлять от 0,01 до 0,03 евро за 1 кВтч, что показывает высокую экономическую эффективность проекта. Таким образом, компания «ОПРА» в очередной раз подтвердила свою направленность на расширение линейки применяемого топлива и повышение топливной гибкости, а также ориентацию на максимальное применение «зеленых» технологий в своем развитии.

Респондент: А. С. Лебедев, доктор технических наук

— 18 июня состоялось открытие нового высокотехнологич ного завода по производству газотурбинных установок. Какие задачи стоят перед предприятием?

Основная задача – это внедрение газотурбинных технологий на российском рынке и максимальная локализация производства крупных газовых турбин мощностью 170, 300 МВт для электростанций работающих в парогазовом цикле.

Я бы предложил сделать шаг назад и осуществить короткий экскурс в историю, чтобы было понятно откуда мы появились, как организовалось совместное предприятие у «Сименс» и Силовых машин. Все началось в 1991 году, когда было создано совместное предприятие — тогда еще ЛМЗ и «Сименс» — по сборке газовых турбин. Был заключен договор о трансфере технологий на тогда еще Ленинградский Металлический завод, который теперь входит в состав ОАО Силовые машины. На этом совместном предприятии было собрано 19 турбин за 10 лет. За эти годы ЛМЗ накопил производственный опыт, чтобы эти турбины научиться не только собирать, но и некоторые компоненты изготавливать уже самостоятельно.

Опираясь на этот опыт, в 2001 году был заключен лицензионный договор с «Сименс» на право производства, продаж и послепродажного сервисного обслуживания турбин этого же типа. Они получили российскую маркировку ГТЭ-160. Это турбины, которые дают 160 МВт, а в парогазовых блоках 450 Мвт, то есть это по сути совместная работа газовой турбины с паровыми турбинами. И вот таких турбин ГТЭ-160 по лицензии «Сименс» было изготовлено и продано 35, из них 31 для российского рынка. Они довольно широко используются в Петербурге, в частности, на Северо-Западной ТЭЦ, на Южной ТЭЦ, Правобережной ТЭЦ, в Калининграде, в Южной Сибири, в Москве 6 таких турбин работают в парогазовых блоках. Можно даже без ложной скромности сказать, что это самая распространенная газовая турбина в Российской Федерации на сегодняшний день. Это факт. В таком количестве, такой серии мощных газовых турбин не выпустил никто.

И вот уже опираясь на этот опыт совместного производства, было заключено новое соглашение и создано новое совместное предприятие «Сименс Технологии Газовых Турбин». Случилось это три с лишним года назад, в декабре 2011 года. Теперь уже мы будем производить турбины на своем собственном заводе. Задачи остаются те же самые — освоить производство, добиться максимальной локализации и вписаться в программу развития правительства по импортозамещения.

— То есть по сути вы стали конкурентом Силовым машинам?

В части газовых турбин мы не являемся конкурентами. Потому что Силовые машины производят с 2011 года только паровые и гидравлические турбины. Весь газотурбинный бизнес с инженерами, с продолжением выполнения контрактов был Силовыми машинами передан в совместное предприятие. Мы на 35 процентов принадлежим Силовым машинам и на 65 процентов «Сименс». То есть мы всей газотурбинной частью Силовых машин вошли в это совместное предприятие. Другими словами, мы партнеры по бизнесу, а не конкуренты.

— Чем отличаются газовые турбины Siemens от отечественных аналогов?

В этом классе мощности единственным образцом отечественной продукции является рыбинская турбина НПО Сатурн — ГТД-110 мощностью 110 Мвт. На сегодня это самая мощная в Российской Федерации турбина собственного производства. Довольно широко представлены в Росси турбины до 30 Мвт на базе конверсии авиационных двигателей. Здесь очень обширное поле для конкуренции, и российская продукция основная в этом классе мощности. Для крупных газовых турбин на сегодня такого конкурентного продукта в Росси нет. 110 Мвт – это все что есть, сегодня таких установок изготовлено 6 штук. Со стороны заказчика есть определенные нарекания к их эксплуатации. Поскольку это в определенном смысле конкурент, я бы не хотел комментировать результаты его деятельности.

— Какие новейшие разработки вы используете?

Все возможные разработки компании «Сименс». Мы являемся предприятием, которое в основном принадлежит этой корпорации, в результате этого нам доступны и документация, и все результаты научно-исследова тельской деятельности, внедренные в те газовые турбины, на которые у нас есть лицензия — это 170 и 307 Мвт. Документы в объеме организованного в Горелово производства нам доступны без каких-либо ограничений, они позволяют внедрить самые новейшие разработки.

Наряду с этим, мы и сами участвуем в этих разработках. Примером может служить наше сотрудничество с Политехническим Университетом. Университет сейчас разбит на институты, и в Институте энергетики и электротехники есть Кафедра «Турбины, гидромашины и авиационные двигатели», это одно из подразделений института. Вот с этой и еще с одной кафедрой мы имеем договоры и ведем совместную научно-исследова тельскую деятельность. В одном случае испытываем элемент газовой турбины — выходной диффузор. В течение двух лет уже была проделана довольно интересная работа на стенде. Стенде, который мы собственно и оплачивали и помогали создавать.

На той же кафедре, но в подразделении гидромашин, мы проводим еще одну исследовательску ю работу. Почему по тематике гидромашин? Дело в том, что газовые турбины оснащены гидроприводами, а на этой самой кафедре накоплен большой опыт исследований по приводу различных элементов. Элементов, которые управляют процессом работы газовой турбины и гидротурбины. Причем ради этого сотрудничества кафедра участвовала в серьезном конкурсе, где и победила своих главных конкурентов из китайского университета.

Кроме совместной исследовательско й работы с этими двумя кафедрами, мы также читаем лекции, стараемся поддерживать и готовить себе кадры еще на студенческой скамье.

— Ваши основные заказчики – российские или зарубежные предприятия?

У нас лицензия с правом производства и продаж на Россию и СНГ. По согласованию с основным учредителем, корпорацией «Сименс, мы можем продавать и в другие страны. А без каких-либо дополнительных согласований мы продаем газовые турбины в российские энергоструктуры, это «Газпром энергохолдинг», «Интер РАО», «Фортум» и другие владельцы энергосистем.

— На ваш взгляд, в чем ключевое отличие организации инженерного труда на вашем предприятии?

Мне кажется, принципиальных отличий от российского производственног о предприятия нет. Наверное, потому что за последние 20 лет российские предприятия стали немного похожи на западные — появился западный менеджмент, внедрены заимствованные системы управления технологическим процессом и качеством. То есть революционной разницы не ощущается.

Но я бы выделил два отличия. Первое — это специализация, то есть инженер занимается чисто технической, больше даже творческой деятельностью. Нет такой определенной разбросанности в деятельности инженера, как на типичном российском предприятии, когда он используется практически везде.

Продемонстрирую на примере инжиниринга — таких инжинирингов на «Сименс» как минимум три: один основной инжиниринг по продукту, например, по газовой турбине, где создается сама газотурбинная установка, все ее внутренности, все ее технические решения, концепции внедряются. Второй инжиниринг – это сервисный инжиниринг, который занимается модернизациями, ревизиями, инспекциями, и он не занимается созданием нового продукта. Третий инжиниринг можно характеризовать как технические решения при системной интеграции, которая газовую турбину вписывает в оборудование станции — все устройства подготовки воздуха для ее работы, топливоподачи, газовое хозяйство, которое должно быть в соединении с другими элементами электростанции. И он опять-таки не занимается созданием нового продукта, а фокусируется на области вне основной газовой турбины.

Второе принципиальное отличие нашего производства связано с тем, что «Сименс» – это глобальная компания. И это и хорошо, и непросто одновременно. В глобальной корпорации «Сименс» все процедуры, правила, регулирующие документы должны быть универсальными для стран Латинской Америки, Финляндии, Китая, России и других стран. Они должны быть довольно объемные, довольно детальные и им надо следовать. И к этому надо в глобальной компании привыкнуть – ко множеству глобальных процессов и правил, прописанных очень детально.

— Какую роль в развитии предприятия играет участие в инженерных форумах, таких, например, как Инженерное собрание России? Планируете ли Вы участвовать в грядущем ноябрьском мероприятии?

Да, планируем участвовать. Мы хотели бы не только заявить о себе, о том что мы компания с развитым инжинирингом, компания, которая работает и с научными учреждениями, и собственные разработки делает вместе с «Сименс». Еще нам бы хотелось какого-то поиска партнеров по интересующим темам, например, по локализации производства. Вероятно, мы просто не знаем о тех возможностях, которые реально существуют. Нам нужно больше оперировать какими-то базами данных, быть более гибкими в поиске субпоставщиков, поставщиков, материалов, комплектующих или наоборот, инженерных услуг. Потому что сейчас такое непростое время, когда нужно все оценивать с экономической точки зрения, когда нужно еще раз взвесить, что нужно делать самим, а какие услуги лучше закупить, оценивая одновременно насколько это будет выгодно не только в данный момент, но и в перспективе. Может быть, надо сделать определенные вложения и в дальнейшем освоить какое-то производство или услуги самостоятельно. Для того чтобы этот кругозор приобрести, участие в таких конференциях и собраниях очень важно. Так что мы обязательно будем участвовать.

Заботина Анастасия

Россия нашла способ обойти западные санкции ради важнейшей государственной задачи – строительства крымских электростанций. Произведенные немецкой компанией «Сименс» турбины, необходимые для работы станций, доставлены на полуостров. Однако как получилось, что наша страна оказалась неспособна сама разрабатывать подобное оборудование?

Россия поставила две из четырех газовых турбин в Крым для использования на Севастопольской электростанции, сообщило накануне агентство Reuters со ссылкой на источники. По их данным, в порт Севастополя были доставлены турбины модели SGT5-2000E немецкого концерна Siemens.

Россия строит в Крыму две электростанции мощностью 940 мегаватт, и ранее поставки турбин Siemens на них были заморожены из-за западных санкций. Однако, судя по всему, выход был найден: эти турбины были поставлены некими сторонними компаниями, а не самой Siemens.

Российские компании серийно производят только турбины для электростанций малой мощности. Например, мощность газовой турбины ГТЭ-25П составляет 25 МВт. Но современные электростанции достигают мощности 400–450 МВт (как и в Крыму), и им нужны более мощные турбины – 160–290 МВт. Поставленная в Севастополь турбина имеет как раз нужную мощность 168 МВт. Россия вынуждена находить способы обойти западные санкции, чтобы выполнить программу по обеспечению энергетической безопасности Крымского полуострова.

Как же так получилось, что в России отсутствуют технологии и площадки по производству газовых турбин большой мощности?

После распада СССР в 90-х и начале 2000-х российское энергетическое машиностроение оказалось на грани выживания. Но потом началась массовая программа строительства электростанций, то есть появился спрос на продукцию российских машиностроительных заводов. Но вместо создания собственного продукта в России был выбран другой путь – и, на первый взгляд, очень логичный. Зачем изобретать велосипед, тратить много времени и денег на разработку, исследования и производство, если можно купить уже современное и готовое за рубежом.

«У нас в 2000-х понастроили газотурбинных электростанций с турбинами GE и Siemens. Тем самым они подсадили нашу и без того небогатую энергетику на иглу западных компаний. Теперь огромные деньги платятся за обслуживание иностранных турбин. Час работы сервисного инженера Siemens стоит как месячная зарплата слесаря этой электростанции. В 2000-е надо было не газотурбинные электростанции строить, а модернизировать наши основные генерирующие мощности», – полагает гендиректор инженерной компании Powerz Максим Муратшин.

«Я занимаюсь производством, и мне всегда обидно было, когда раньше высшее руководство говорило, что все за границей купим, потому что наши ничего не умеют. Сейчас все очнулись, но время упущено. Уже и спроса такого нет, чтобы создавать новую турбину взамен сименсовской. Но на тот момент можно было создать собственную турбину большой мощности и продать ее на 30 газотурбинных электростанций. Так бы сделали немцы. А русские просто купили эти 30 турбин у иностранцев», – добавляет собеседник.

Сейчас основная проблема в энергетическом машиностроении – износ машин и оборудования при отсутствии высокого спроса. Точнее, спрос есть со стороны электростанций, на которых надо срочно менять устаревшее оборудование. Однако денег у них на это нет.

«У электростанций не хватает денег на проведение масштабной модернизации в условиях жесткой тарифной политики, регулируемой государством. Электростанции не могут продавать электричество по такой цене, при которой смогли бы заработать на быструю модернизацию. У нас очень дешевое электричество по сравнению с западными странами», – говорит Муратшин.

Поэтому ситуацию в энергетической промышленности нельзя назвать радужной. Например, в свое время крупнейший в Советском Союзе завод по производству котлов «Красный котельщик» (входит в «Силовые машины») на пике производил 40 котлов большой мощности в год, а сейчас – всего один–два в год. «Нет спроса, и те мощности, которые были в Советском Союзе, утеряны. Но основные технологии у нас остались, поэтому в течение двух–трех лет наши заводы снова могут производить по 40–50 котлов в год. Это вопрос времени и денег. Но у нас же тянут до последнего, а потом за два дня хотят быстро все сделать», – переживает Муратшин.

Со спросом на газовые турбины еще сложнее, потому что вырабатывать электроэнергию на газовых котлах – дорогое удовольствие. Никто в мире не строит свою энергетику только на этом виде генерации, как правило, есть основная генерирующая мощность, а газотурбинные электростанции ее дополняют. Плюс газотурбинных станций в том, что они быстро подключаются и дают энергию в сеть, что важно в пиковые периоды потребления (утром и вечером). Тогда как, например, паровые или угольные котлы требуется готовить несколько часов. «Кроме того, в Крыму нет угля, зато есть собственный газ, плюс тянут газопровод с российского материка», – объясняет Муратшин логику, согласно которой для Крыма была выбрана именно электростанция на газе.

Но есть еще одна причина, почему Россия купила для строящихся в Крыму электростанций именно немецкие, а не отечественные турбины. Разработка отечественных аналогов уже ведется. Речь идет о газовой турбине ГТД-110М, которую модернизируют и дорабатывают в Объединенной двигателестроительной корпорации совместно с «Интер РАО» и Роснано. Эта турбина была разработана в 90-х и 2000-х, ее даже использовали на Ивановской ГРЭС и Рязанской ГРЭС в конце 2000-х. Однако продукт оказался со многими «детскими болезнями». Собственно, теперь НПО «Сатурн» и занимается их лечением.

А поскольку проект крымских электростанций крайне важен с очень многих точек зрения, судя по всему, ради надежности было решено не использовать для него сырую отечественную турбину. В ОДК объясняли, что не успеют доработать свою турбину до момента начала строительства станций в Крыму. К концу этого года будет создан только опытно-промышленный образец модернизированной ГТД-110М. Тогда как запуск первых блоков двух тепловых электростанций в Симферополе и Севастополе обещают к началу 2018 года.

Впрочем, если бы не санкции, то серьезных проблем с турбинами для Крыма не было бы. Более того, даже сименсовские турбины не чисто импортный продукт. Алексей Калачев из ИК «Финам» замечает, что турбины для крымских ТЭЦ можно было бы произвести в России, на питерском заводе «Сименс Технологии Газовых Турбин».

«Конечно, это дочернее предприятие Siemens, и наверняка какая-то часть комплектующих поставляется для сборки с европейских заводов. Но все же это совместное предприятие, и производство локализовано на российской территории и под российские потребности», – говорит Калачев. То есть Россия не просто закупает иностранные турбины, но и заставила иностранцев вложиться в производство на российской территории. По мнению Калачева, как раз создание СП в России с иностранными партнерами позволяет наиболее быстро и эффективно преодолевать технологическое отставание.

«Без участия зарубежных партнеров создание самостоятельных и полностью независимых технологий и технологических платформ теоретически возможно, но потребует значительного времени и средств», – поясняет эксперт. Причем деньги нужны не только на модернизацию производства, но и на подготовку кадров, НИОКР, инженерные школы и т. д. К слову, на создание турбины SGT5-8000H у Siemens ушло целых 10 лет.

Реальное же происхождение поставленных в Крым турбин оказалось вполне объяснимым. Как заявила компания «Технопромэкспорт», четыре комплекта турбин для энергообъектов в Крыму были закуплены на вторичном рынке. А он, как известно, под санкции не подпадает.

Общие сведения о турбине Siemens SGT-300

Газовая турбина Siemens SGT-300 (ранее название Tempest, в переводе – Буря) была представлена рынку в 1995 году. В коммерческую эксплуатацию она поступила в 1998 году. Одновальная газовая турбина завоевала репутацию надежной машины для комбинированного производства тепловой и электрической энергии. Совсем недавно SGT-300 доказала свою способность эффективной работы на топливе с низким числом Воббе, при этом соответствуя строгим требованиям по токсичности выбросов.

Одновальная турбина SGT-300

Двухвальная турбина SGT-300

Опираясь на успех одновальной турбины специалисты компании Siemens приступили к разработке двухвальной версии SGT-300. В целом подход к проектированию можно охарактеризовать как консервативный. Его результатом является умеренная температура на входе турбины (близкая к значениям температуры для одновальной версии) и применение проверенных конструкций и технологий, используемых в других газовых турбинах Siemens . Все это позволило разработать надежную газовую турбину, способную обеспечить высокую эффективность как при работе в качестве механического привода, так и для производства электроэнергии на объектах нефтегазового сектора. Эта турбина также доступна для промышленной электрогенерации (простой цикл и когенерация).

Конструкция и технические характеристики

Турбина SGT-300 состоит из ротора на двойном подшипнике , который помещен в корпус высокой прочности. Такая простая и надежная конструкция значительно упрощает техническое обслуживание и позволяет выполнять его непосредственно на месте установки.

На рисунке ниже представлено поперечное сечение внутреннего контура двигателя турбины SGT-300 с указанием основных элементов.

1. – камера сгорания DLE-типа
2. – выхлопная система

SGT-300 состоит почти на 100% из черных и цветных металлов, преимущественно нелегированной стали.

Топливная система

Турбина SGT-300 была спроектирована для сжигания различных видов топлива, включая газообразный сжиженный нефтяной газ и сжиженный природный газ, а также газовые топлива с более низким числом Воббе (от 32 МДж/м 3).

• Клапан фильтра
• Профилированный клапан-регулятор потока
• Надежный привод
• Отличное быстродействие и обратная связь
• Возможность высокоточного регулирования

DLE система сжигания топлива

Турбина SGT-300 оборудуется системой сухого снижения концентрации вредных веществ в выхлопных газах (Dry Low Emissions – DLE). Система сжигания DLE-типа Siemens продемонстрировала очень высокий уровень надежности. Та же система используется на турбинах SGT-100 , SGT-200 и SGT-400 .

Система обеспечивает стабильно низкие значения выбросов. В ней отсутствуют движущиеся части и нет необходимости проведения настройки на месте. Все управление осуществляется с помощью программного обеспечения в системе управления. Выбросы оксида азота составляют около 8ppm на газовом топливе и 25ppm на жидком топливе.

Система DLE насчитывает более 3 млн рабочих часов в широком диапазоне топлива и температуры окружающей среды. Система не имеет никакого влияния на общую производительность газовой турбины и снижение ее надежности.

Ниже представлено фото камеры сгорания DLE-типа и ее модель в сборке.

Siemens предлагает электростанции на базе SGT-300. Станция включает газовую турбину, генератор, редуктор и вспомогательные модули (смотри рисунок ниже).

1. Смазочный модуль
2. Модуль подачи жидкого топлива
3. Модуль очистки жидкого топлива
4. DLE модуль газообразного топлива
5. Модуль автоматического слива с электронным управляющим блоком

Принцип действия

Воздух поступает в фильтр и проходит через улитку.