Производство турбин в россии набирает обороты. Наша цель - запустить производство российских газовых турбин Завод газовых турбин сименс

М. Василевский

Сегодня на российском рынке газотурбинного оборудования активно работают ведущие зарубежные энергомашиностроительные компании, прежде всего, такие гиганты как Siemens и General Electric. Предлагая качественное и долговечное оборудование, они составляют серьезную конкуренцию отечественным предприятиям. Тем не менее, традиционные российские производители стараются не уступать мировым стандартам.

В конце августа этого года наша страна стала членом Всемирной торговой организации (ВТО). Это обстоятельство неизбежно приведет к усилению конкуренции на отечественном рынке энергетического машиностроения. Здесь, как и везде, действует закон: «изменяйся или умирай». Не пересмотрев технологии и не проведя глубокую модернизацию, бороться с акулами западного машиностроения будет практически невозможно. В связи с этим все актуальней становятся вопросы, касающиеся разработки современного оборудования, работающего в составе парогазовых установок (ПГУ).

В последние два десятилетия парогазовая технология стала самой популярной в мировой энергетике - на нее приходится до двух третей всех вводимых сегодня на планете генерирующих мощностей. Это обусловлено тем, что в парогазовых установках энергия сжигаемого топлива используется в бинарном цикле - сначала в газовой турбине, а потом в паровой, а потому ПГУ эффективнее любых тепловых станций (ТЭС), работающих только в паровом цикле.

В настоящее время единственная область в тепловой энергетике, в которой Россия критически отстает от ведущих мировых производителей - это газовые турбины большой мощности - 200 МВт и выше. Причем зарубежные лидеры не только освоили производство газовых турбин единичной мощностью 340 МВт, но и успешно опробовали и применяют одновальную компоновку ПГУ, когда газовая турбина мощностью 340 МВт и паровая турбина мощностью 160 МВт имеют общий вал. Такая компоновка позволяет существенно сократить сроки создания и стоимость энергоблока.

Минпромторг России в марте 2011 г. принял «Стратегию развития энергомашиностроения Российской Федерации на 2010-2020 годы и на перспективу до 2030 года», в соответствии с которой это направление в отечественном энергетическом машиностроении получает солидную поддержку от государства. В итоге российское энергетическое машиностроение к 2016 г. должно осуществить промышленное освоение, включая полномасштабные испытания и доработку на собственных испытательных стендах, усовершенствованных газотурбинных установок (ГТУ) мощностью 65-110 и 270-350 МВТ и парогазовых установок (ПГУ) на природном газе с повышением их коэффициента полезного действия (КПД) до 60 %.

Причем Россия умеет производить все основные узлы ПГУ - паровые турбины, котлы, турбогенераторы, а вот современная газовая турбина пока не дается. Хотя еще в 70-е годы наша страна была лидером в этом направлении, когда впервые в мире были освоены суперсверхкритические параметры пара.

В целом, в результате реализации Стратегии предполагается, что доля проектов энергоблоков с использованием зарубежного основного энергетического оборудования должна составить к 2015 г. - не более 40 %, к 2020 г. - не более 30 %, к 2025 г. - не более 10 %. Считается, что иначе может возникнуть опасная зависимость стабильности работы единой энергосистемы России от поставок зарубежных комплектующих. В процессе эксплуатации энергетического оборудования регулярно требуется замена ряда узлов и деталей, работающих в условиях высоких температур и давлений. При этом часть таких комплектующих в России не производится. Например, даже для отечественной газовой турбины ГТЭ-110 и лицензионной ГТЭ-160 некоторые важнейшие узлы и детали (например, диски для роторов) закупаются только за рубежом.

На нашем рынке активно и весьма успешно работают такие крупные и продвинутые концерны как Siemens и General Electric, которые часто побеждают в тендерах на поставку энергетического оборудования. В российской энергосистеме уже существует несколько генерирующих объектов, в той или иной степени укомплектованных основным энергетическим оборудованием производства Siemens, General Electric и др. Правда, их суммарная мощность пока не превышает 5 % от общей мощности российской энергосистемы.

Однако многие генерирующие компании, использующие отечественное оборудование при его замене, предпочитают все же обращаться к фирмам, с которыми они привыкли работать не одно десятилетие. Это не просто дань традиции, а оправданный расчет - многие российские компании провели технологическое обновление производства и на равных ведут борьбу с мировыми энергомашиностроительными гигантами. Сегодня мы более подробно расскажем о перспективах таких крупных предприятий, как ОАО «Калужский турбинный завод» г. (Калуга), ЗАО «Уральский турбинный завод» (г. Екатеринбург), НПО «Сатурн» (г. Рыбинск, Ярославская обл.), Ленинградский металлический завод (г. Санкт-Петербург), Пермский моторостроительный комплекс (Пермский край).

ОАО «Калужский турбинный завод»

ОАО «Калужский турбинный завод» выпускает паровые турбины малой и средней мощности (до 80 МВт) для привода электрических генераторов, приводные паровые турбины, блочные турбогенераторы, паровые геотермальные турбины и пр. (Рис. 1).

Рис.1

Завод был основан в 1946 г., а через четыре года были выпущены первые 10 турбин собственной конструкции (ОР300). На сегодняшний день заводом для объектов энергетики России, стран СНГ и дальнего зарубежья выпущено более 2640 энергетических установок суммарной мощностью 17091 МВт.

В наши дни предприятие входит в состав энергомашиностроительного концерна «Силовые машины». Одним из практических результатов аффилирования стало внедрение с января 2012 г. информационного решения SAP ERP на основе действующего прототипа, успешно используемого в ОАО «Силовые машины», вместо ранее применяемой на КТЗ системы Baan. Создаваемая информационная система позволит предприятию выйти на новый уровень автоматизации производства, модернизировать свои бизнес-процессы на основе лучших практик мировых лидеров машиностроительной отрасли, повысить точность и оперативность управленческих решений.

Продукция завода пользуется стабильным спросом в России и за рубежом. Предприятие имеет большой портфель заказов на газотурбинное и паротурбинное оборудование. В 2011 г. для Уфимской ТЭЦ №5 изготовлены и предъявлены Заказчику две паровые турбины Т-60/73 - самые мощные из выпускающихся ОАО «КТЗ» установок на сегодняшний день. Одним из последних проектов можно назвать контракт с ОАО «Энергостроительная корпорация «Союз», в рамках которого КТЗ изготовил две паровые турбины для филиала ОАО «Группа «Илим» в г. Братске (Иркутская обл.), предназначенные для реконструкции турбинного отделения ТЭС-3. По условиям договора две противодавленческие турбины - Р-27-8,8/1,35 мощностью 27 МВт и Р-32-8,8/0,65 мощностью 32 МВт - были поставлены летом этого года.

В последние годы в мире все активнее используются нетрадиционные источники энергии, в том числе геотермальный пар. Геотермальные электростанции (ГеоЭС) можно назвать одним из самых дешевых и надежных источников электроэнергии, поскольку они не зависят от условий доставки и цен на топливо. Инициатором развития геотермальной энергетики России последних лет стала фирма «Геотерм». В качестве базового предприятия по поставке энергоустановок для заказов этой компании выступил ОАО «Калужский турбинный завод». Обращение к КТЗ не было случайным, поскольку на предприятии была практически решена одна из основных проблем геотермальных турбин - работа на влажном паре. Эта проблема сводится к необходимости защищать от эрозии рабочие лопатки последних ступеней. Распространенный метод защиты - установка специальных накладок, изготовленных из материалов стойких к эрозии. КТЗ для защиты от эрозии применяет метод, основанный на борьбе не со следствием, а с самой причиной эрозии - с крупнодисперсной влагой.

В 1999 г. была введена в строй Верхне-Мутновская ГеоЭС на Камчатке мощностью12 МВт - все оборудование энергоблоков для станции по контракту с «Геотерм» было поставлено из Калуги. Практически все турбоустановки, поставленные для геотермальных электростанций России (Паужетская, Южно-Курильская на о. Кушашир, Верхне-Мутновская, Мутновская ГеоЭС), изготовлены Калужским турбинным заводом. К настоящему времени предприятием накоплен большой опыт создания геотермальных турбоустановок любого типоразмера от 0,5 до 50 МВт. Сегодня ОАО «Калужский турбинный завод» является наиболее квалифицированным в России турбинным заводом по геотермальной тематике.

ЗАО «УТЗ» (Уральский турбинный завод)

Предприятие исторически расположено в г. Екатеринбурге и входит в группу компаний «Ренова». Первая паровая турбина АТ-12 мощностью 12 тыс. кВт была собрана и испытана уральскими турбостроителями в мае 1941 г. Несмотря на то, что это была первая турбина УТЗ, она надежно проработала 48 лет.

Сейчас Уральский турбинный завод - одно из ведущих в России машиностроительных предприятий по проектированию и производству паровых теплофикационных турбин средней и большой мощности, конденсационных турбин, паровых турбин с противодавлением, турбин мятого пара, газоперекачивающих агрегатов, энергетических газотурбинных установок и др. Турбины, произведенные УТЗ, составляют около 50 % всех действующих в России и СНГ теплофикационных турбин. За более чем 70 летнюю работу завод поставил 861 паровую турбину общей мощностью 60 тыс. МВт на электростанции различных стран.

На предприятии разработано целое семейство паровых турбин для паросиловых установок разных типов. Кроме того, специалистами УТЗ ведется разработка и подготовка производства турбин для парогазовых установок - проработаны варианты парогазовых установок мощностью 95-450 МВт. Для установок мощностью 90-100 МВт предлагается одноцилиндровая паровая теплофикационная турбина Т-35/47-7,4. Для двухконтурной парогазовой установки мощностью 170-230 МВт предлагается использование теплофикационной паровой турбины Т-53/67-8,0, которая при сохранении конструкции и в зависимости от параметров пара может иметь маркировку от Т-45/60-7,2 до Т-55/70-8,2. На базе этой турбины заводом могут быть произведены конденсационные паровые турбины мощностью 60-70 МВт.

По словам первого заместителя генерального директора ЗАО «УТЗ» Дениса Чичагина, отечественное станко- и машиностроение на данный момент не дотягивает до мирового уровня. Для модернизации предприятий нужно дать зеленый свет высокотехнологичному оборудованию, поэтому в настоящее время компания изменяет технологическую политику. В тесной кооперации со специалистами ЗАО «РОТЕК» и компанией Sulzer (Швейцария) на заводе проводится модернизация управленческих и технологических схем для успешного освоения и адаптации зарубежных прогрессивных технологий, что значительно усилит позиции предприятия на рынке. На предприятии продолжается разработка оптимальных конструкторских решений по основному турбинному оборудованию, при этом заказчику предлагаются современные решения по сервису, в том числе основанные на долгосрочном постгарантийном обслуживании паровых и газовых турбин. В 2009-2011 гг. завод вложил в программы технического перевооружения более 500 млн руб. для обеспечения имеющегося портфеля заказов и выхода на проектную мощность выпуска 1,8 ГВт турбинного оборудования в год. В феврале 2012 г. в рамках этой программы УТЗ приобрел высокопроизводительное металлообрабатывающее оборудование для производства турбинных лопаток - два 5-тикоординатных обрабатывающих центра с ЧПУ модели MILL-800 SK с поворотным шпинделем (Рис. 2) фирмы Chiron-Werke GmbH & Co KG (Германия)

Рис.2

Специализированное программное обеспечение, поставляемое в комплекте с оборудованием, позволяет сократить машинное время до 20-30 % по сравнению с универсальными CAM-системами. Монтаж и наладка новых станков производилась специалистами фирмы Chiron. В рамках договора проведено тестирование телесервиса - удаленной диагностики станков, предотвращения или исправления ошибок и аварий. По защищенному выделенному каналу сервис-инженеры Chiron фиксируют работу оборудования в режиме онлайн и выдают рекомендации на производство УТЗ.

Турбинное оборудование, выпускаемое УТЗ, стабильно находит заказчиков даже в условиях жесткой конкуренции со стороны зарубежных производителей. В конце февраля 2012 г. Уральский турбинный завод изготовил новую паровую турбину мощностью 65 МВт для Барнаульской ТЭЦ-2 ОАО «Кузбассэнерго». Новая турбина Т-60/65-130-2М ст.номер 8 успешно прошла испытания на валоповоротном устройстве на сборочном стенде УТЗ. Протокол испытаний подписан представителями заказчика без замечаний. Новое оборудование устанавливается взамен отработавшей свой ресурс и выведенной из эксплуатации турбины Т-55-130, также произведенной на Уральском турбинном заводе. Следует отметить, что двухцилиндровая турбина Т-60/65-130-2М является серийной моделью производства ЗАО «УТЗ» - продолжением серийной линейки паровых турбин Т-55 и Т-50, хорошо зарекомендовавших себя за долгие годы эксплуатации на ТЭЦ России и СНГ. В новых турбинах применяются современные узлы и доработанные элементы, повышающие технико-экономические показатели турбоустановки (Рис. 3).

Рис.3

Аналогичную турбину УТЗ поставил для Абаканской ТЭЦ (Хакасия). Турбина будет основой нового энергоблока Абаканской ТЭЦ: с ее запуском общая мощность станции должна возрасти до 390 МВт. Ввод в эксплуатацию нового энергоблока позволит увеличить выработку электроэнергии на 700-900 млн кВт.ч в год и существенно повысить надежность энергоснабжения региона. Ввод установки планируется в конце следующего года. С турбиной комплектуются два подогревателя сетевой воды ПСГ-2300 и конденсаторная группа КГ-6200, а также турбогенератор ТВФ-125-2У3 с водородным охлаждением производства НПО «ЭлСиб».

Недавно на сборочном стенде УТЗ прошли успешные испытания новой паровой одноцилиндровой турбины Т-50/60-8,8, изготовленной для Петропавловской ТЭЦ-2 (АО «СевКазЭнерго»). Новая турбина уральского производства должна заменить ранее работавшую двухцилиндровую чешскую турбину Р-33-90/1,3 фирмы Skoda, и будет смонтирована на тот же фундамент. Проект на замену турбины подготовлен институтом АО «КазНИПИЭнергопром», с которым ЗАО «УТЗ» уже давно и плодотворно сотрудничает. Не ослабевают и давние связи с бывшими союзными республиками: так, в настоящий момент на стадии переговоров находится вопрос о поставке нескольких уральских турбин для ТЭЦ Казахстана.

НПО «Сатурн»

НПО «Сатурн» - разработчик и производитель промышленного газотурбинного оборудования малой, средней и большой мощности для применения на теплоэлектростанциях, промышленных предприятиях и нефтегазовых месторождениях. Это одно из старейших промышленных предприятий России: в 1916 г. было принято решение о создании на основе государственного кредита пяти автомобильных заводов, в том числе в г. Рыбинске (АО «Русский Рено»). В послереволюционные годы завод работал над разработкой и производством авиационных двигателей. В начале 90-х гг. Рыбинский моторостроительный завод был преобразован в ОАО «Рыбинские моторы». В 2001 г. после его объединения с Рыбинским конструкторским бюро моторостроения (ОАО «А. Люлька-Сатурн») компания получила свое современное название и начала выпускать газовые турбины для энергетической и газовой отраслей. В линейке выпускаемой продукции прежде всего следует назвать промышленные газовые двухвальные турбины ГТД-6РМ и ГТД-8РМ, применяемые для привода электрогенераторов в составе газотурбинных агрегатов ГТА-6/8РМ, которые используются в газотурбинных теплоэлектростанциях средней мощности (от 6 до 64 МВт и выше). Также предприятие выпускает семейство унифицированных газовых турбин ГТД-4/6,3/10РМ для применения в составе газоперекачивающих агрегатов и теплоэлектростанций (от 4 МВт и выше). Для электростанций малой мощности (от 2,5 МВт и выше) выпускается установка ДО49Р - одновальная газовая турбина со встроенным соосным редуктором. Помимо «наземных» установок, предприятие изготавливает газовые турбины морского исполнения М75РУ, М70ФРУ, Е70/8РД, применяемые для привода электрогенераторов и газовых компрессоров в составе морских и приморских промышленных объектов малой и средней мощности (от 4 МВт и выше).

В 2003 г. были проведены межведомственные испытания установки ГТД-110 - первой российской газовой турбины мощностью более 100 МВт (Рис. 4).

Рис.4

ГТД-110 - это одновальная газовая турбина для применения в составе энергетических и парогазовых установок большой мощности (от 110 до 495 МВт и выше), созданная в рамках Федеральной целевой программы «Топливо и энергия» для нужд отечественной энергосистемы и являющаяся пока единственной российской разработкой в сфере газотурбинного машиностроения высокой мощности. В настоящее время пять ГТД-110 находятся в эксплуатации у Газпромэнергохолдинга (ГЭХ) и «Интер РАО». Однако, по словам специалистов «Интер РАО», в штатном режиме функционирует только новейшая установка, запущенная в начале марта. Остальные в данный момент работают неустойчиво и обслуживаются по гарантии завода-изготовителя.

По мнению директора по газотурбинным и энергетическим установкам НПО «Сатурн» Александра Иванова, как и в случае с любым новым высокотехнологичным изделием, это вполне естественный процесс, когда выявляются дефекты и предприятие активно работает над их устранением. В ходе технического обслуживания проверяются наиболее критические узлы, и при необходимости производитель заменяет детали за свой счет без остановки работы турбины.

Недавно ОАО «Инжиниринговый центр «Газотурбинные технологии» (ОАО «НПО «Сатурн» совместно с ОАО «ИНТЕР РАО ЕЭС») выиграло конкурс ОАО «РОСНАНО» по созданию инжинирингового центра, который будет заниматься инновационными продуктами, в частности созданием ГТД-110М (Рис. 5), модернизированного газотурбинного двигателя ГТД-110 мощностью 110 МВт.

Рис.5

Фактически, новый инжиниринговый центр будет доводить технические и экономические характеристики ГТД-110 до лучших мировых образцов в данном классе мощности; двигатель будет усовершенствован и доработан, планируется создание камеры сгорания, обеспечивающей допустимый уровень вредных выбросов NОx 50 мг/м3. Кроме того, в производстве двигателя планируется применение технологий наноструктурированных покрытий, что увеличит надежность горячей части турбины, повысит ресурс наиболее изнашиваемых частей и всего двигателя в целом. ГТД-110М станет основой для создания российских ПГУ большой мощности. Вся комплексная работа над проектом ГТД-110М рассчитана на 2-3 года.

ОАО «Ленинградский металлический завод»

Ленинградский металлический завод - предприятие уникальное. Свою историю завод исчисляет с 1857 г., когда вышел именной Указ императора Александра II «Об учреждении Акционерной компании «Санкт-Петербургского металлического завода» на основании Устава». Производство паровых турбин здесь началось еще в 1907 г., гидравлических - в 1924-м, газовых - в 1956-м. К настоящему моменту на ЛМЗ изготовлено более 2700 паровых и свыше 780 гидравлических турбин. Сегодня это одно из крупнейших в России энергомашиностроительных предприятий, которое входит в состав ОАО «Силовые машины», осуществляющего проектирование, изготовление и сервисное обслуживание широкой линейки паровых и гидравлических турбин различной мощности. Из недавних разработок завода - газотурбинная установка ГТЭ-65 мощностью 65 МВт. Она представляет собой одновальный агрегат, предназначенный для привода турбогенератора и способный нести базовую, полупиковую и пиковую нагрузку как автономно, так и в составе парогазового блока. Газотурбинная установка ГТЭ-65 может быть применена в различных типах парогазовых блоков для модернизации существующих и строительства новых электростанций конденсационного и теплофикационного типа. По ценовым и техническим характеристикам ГТЭ-65 как машина средней мощности отвечает возможностям и потребностям отечественных электростанций и энергосистем.

В начале 2000-х гг. ОАО «ЛМЗ» подписало с компанией Siemens договор на право производства и продажи в РФ и Белоруссии газотурбинной установки ГТЭ-160 мощностью 160 МВт (Рис. 6).

Рис.6

Прототипом установки является газовая турбина V94.2 фирмы Siemens, документация которой изменена с учетом возможностей ОАО «ЛМЗ» и его партнеров. Именно такая турбина, произведенная на ОАО «Ленинградский металлический завод», в рамках контракта между ЗАО «КЭС» и ОАО «Силовые машины» прошедшим летом была доставлена на Пермскую ТЭЦ-9.

Сотрудничество с немецкими турбиностроителями продолжается. В декабре 2011 г. ОАО «Силовые машины» и компания Siemens подписали соглашение о создании в России совместного предприятия по производству и сервисному обслуживанию газовых турбин «Сименс Технологии Газовых Турбин». Этот проект осуществлен на базе ООО «Интертурбо», которое является совместным предприятием партнеров с 1991 г. Новая компания занимается научно-исследовательской разработкой новых газовых турбин, локализацией производства в России, сборкой, продажей, управлением проектами и сервисным обслуживанием газовых турбин большой мощности классов E и F мощностью от 168 до 292 МВт. Это направление деятельности «Сименс Технологии Газовых Турбин» увязано с требованием «Стратегии развития энергомашиностроения Российской Федерации на 2010-2020 годы и на перспективу до 2030 г.» организовать в ближайшее время на Ленинградском металлическом заводе крупномасштабное производство лицензионных ГТУ большой мощности (около 300 МВт) с переходом от ГТЭ-160 (V94.2) разработки Siemens 80-х гг. к более современным газовым турбинам.

Испытания первой в России газовой турбины большой мощности приостановлены из-за аварии. Это затянет сроки начала ее производства и потребует новых инвестиций - к проекту в качестве инвестора могут присоединиться «Силовые машины»

Газотурбинная установка ГТД-110М (Фото: Союз машиностроителей России)

Испытания первой в России газовой турбины большой мощности ГТД-110М (до 120 МВт) остановлены из-за вышедших из строя механизмов, сообщило агентство ТАСС . Это подтвердили РБК представители инжинирингового центра «Газотурбинные технологии», который проводил испытания, и двух его акционеров — «Роснано» и Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) «Ростеха».

«В процессе тестовых испытаний газотурбинной установки ГТД-110М произошла авария, в результате которой турбина действительно была повреждена», — сказал РБК представитель ИЦ «Газотурбинные технологии». Целью испытаний было выявить недостатки конструкции, чтобы избежать серьезных инцидентов в процессе промышленной эксплуатации в энергосистеме, добавил он. Представитель ОДК уточнил, что ряд механизмов вышел из строя в декабре 2017 года, поэтому испытания пришлось остановить до устранения проблем.

Разработка собственной турбины большой мощности в России велась давно, но без особых успехов, а в 2013 году «дочка» ОДК «ОДК-Сатурн» подписала инвестиционное соглашение с «Роснано» и «Интер РАО» по созданию турбины нового поколения — ГТД-110М, разработкой которой занялся ИЦ «Газотурбинные технологии». «Интер РАО» получила в этом проекте 52,95%, Фонд инфраструктурных и образовательных программ «Роснано» — 42,34%, «ОДК-Сатурн» — 4,5%, оставшиеся 0,21% у некоммерческого партнерства ЦИЭТ.«Роснано» должно было профинансировать проект и внести в уставный капитал 2,5 млрд руб., писал «Интерфакс» в 2013 году со ссылкой на источник, близкий к одной из сторон. Корпорация участвовала в финансировании проекта, подтверждает ее представитель. Согласно данным СПАРК, уставный капитал инжинирингового центра составляет 2,43 млрд руб. В 2016 году «Газотурбинные технологии» также получили субсидию Минпромторга в 328 млн руб. на частичную компенсацию затрат на НИОКР по приоритетным направлениям, следует из данных системы.

Санкционные турбины

Россия остро нуждается в отечественной газовой турбине большой мощности. В прошлом году из-за отсутствия собственных технологий «дочка» «Ростеха» «Технопромэкспорт», несмотря на санкции, вынуждена была поставить на новые электростанции в Крыму турбины немецкого Siemens, что привело к международному скандалу. Siemens заявил о приостановке работы с российскими госкомпаниями, а «Технопромэкспорт», а также его глава Сергей Топор-Гилка и два чиновника Минэнерго — Андрей Черезов и Евгений Грабчак — попали под европейские и американские санкции.

Планировалось, что испытания завершатся в 2017 году, но затем этот срок перенесли на полгода — на середину 2018 года, на этот год намечался и запуск оборудования в серийное производство, напоминает

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.

В промышленной зоне Горелово Ленинградской области состоялась церемония открытия нового завода «Сименс Технологии Газовых Турбин» — совместного предприятия «Сименс АГ» и ОАО «Силовые машины». В развитие производства планируется вложить 275 млн евро

Предприятие займется обработкой роторных деталей и статорных узлов турбин, полным циклом сборочных работ, стендовыми испытаниями. Завод выпускает газовые турбины SGT5-2000E и SGT5- 4000 °F мощностью 60-307 МВт. В дальнейшем на предприятии наладят выпуск турбин малой и средней мощности, в частности турбин SGT-800 мощностью 53 МВт. Новый завод производит также компрессоры мощностью от 6-32 МВт.

Общая площадь завода — 25 тыс кв. м. Штат сотрудников на новом предприятии составляет 300 человек. На территории заводского комплекса организован склад комплектующих, необходимых для ремонта и эксплуатации турбин. В настоящее время предприятие осуществляет сервисное обслуживание оборудования Киришской ГРЭС, Няганьской ГРЭС. Было поставлено оборудование для Южноуральской ГРЭС-2 и Верхнеталильской ГРЭС.

Производственный комплекс ООО «Сименс Технологии Газовых Турбин» — совместное предприятие ОАО «Силовые Машины» (35%) и «Сименс АГ» (65%).

Напомним также, что ООО «Сименс технологии газовых турбин» было создано в 2011 году на базе ООО «Интертурбо». В течение 20 лет занималось сборкой газовых турбин по лицензии Siemens для производства и обслуживания газовых турбин мощностью от 60 до 307 МВт, а также компрессоры от 6 до 32 МВт для рынка России и СНГ.

Аналитики прочат наступление эры газа. Уже никто не сомневается в высокой эффективности парогазовых установок. Все чаще говорят о необходимости распределенной генерации, причем основанной не на дизельном топливе, а на более чистых источниках. Казалось бы, есть все условия для бурного развития рынка газовых турбин наземного применения.

Оборачиваясь назад

Исторически в нашей стране производство паровых турбин развивалось активнее, нежели газовых. На ведущих предприятиях, выпускающих турбины для энергетики, — Невском заводе (г. Санкт-Петербург) и Уральском турбинном заводе (УТЗ, г. Екатеринбург) первые газовые турбины были выпущены лишь в 1950-е гг. В Советском Союзе ставка делалась на уголь, нефть и другие теплотворные источники.

Газовые же турбины разрабатывались в первую очередь применительно к авиационному строительству. Не удивительно, что компетенции в области разработки промышленных газовых турбин (в том числе энергетических) порой восходят корнями к создателям авиадвигателей. Так, в 1990-е гг. на базе НПП «Машпроект» (Украина) началась разработка энергетических газовых турбин на основе двигателей, созданных НПО «Сатурн» для самолетов. Сегодня выпуском наземного энергооборудования на базе двигателей НПО «Сатурн» занимается ОАО «Сатурн - Газовые турбины» (г. Рыбинск Ярославской обл., входит в ОАО «Объединенная Двигателестроительная Корпорация»).

Похожая история имела место на ОАО «Пермский моторный завод», освоившем выпуск газотурбинных электростанций на базе разработок ОАО «Авиадвигатель» (г. Пермь).

Вероятно, все это и предопределило нынешнее положение дел. А оно таково, что на сегодняшний день о буме на рынке газовых турбин речи не идет — это признают как производители и продавцы, так и покупатели. Скорее наблюдается его стабилизация.

Рынок газоперекачивающего и энергогенерирующего газотурбинного оборудования в диапазоне единичной мощности 2,5 - 25 МВт на 2010-12 г. (источник: журнал «Подъемная сила»)

Кооперация — в тренде

Количество предприятий, производящих газовые турбины, в нашей стране весьма ограниченно, их не более десяти. Предприятий, производящих наземное оборудование на базе газовых турбин, и того меньше. Среди них уже упомянутые ЗАО «Невский завод» (входит в ЗАО «РЭП Холдинг»), ОАО «Сатурн - Газовые турбины» и ОАО «Пермский моторный завод». При этом в основном номинальная вырабатываемая мощность серийной продукции этих предприятий не превышает 25 МВт. Есть несколько введенных в эксплуатацию машин единичной мощностью 110 МВт на базе разработок НПО «Сатурн», но на сегодняшний день продолжается доводка конструкции горячей части этих промышленных турбин.

По этой причине турбины большой мощности для создания крупных объектов генерации поставляются в основном зарубежными компаниями. Российские же предприятия, имеющие близкие компетенции, стремятся к вступлению в кооперацию с мировыми лидерами, которыми считаются General Electric, Alstom, Siemens и Solar Turbines (дочернее предприятие Caterpillar Inc).

Так, ОАО «Силовые машины» (г. С.-Петребург), прежде выпускавшее собственные газовые турбины, теперь развивает это направление только в сотрудничестве с Siemens. В 2011 г. создано совместное предприятие — ООО «Сименс Технологии Газовых Турбин». В задачах СП не только производство, но и разработка новых продуктов.

ЗАО «УТЗ» также приостановило выпуск газовых турбин, разработанных несколько десятилетий назад. По заявлению Михаила Лифшица, председателя Совета директоров УТЗ, предприятие сегодня работает в условиях жесткой конкуренции. Соответственно, ряд применяемых решений — это трансфер технологий из-за рубежа. На 2014 г. здесь намечена локализация производства компонентов горячего тракта больших газовых турбин — это одно из ключевых направлений развития для завода.

ОАО «Сатурн - Газовые турбины» предлагает на рынке пэкидж (комплектная установка) на базе турбин производства Solar Turbines, GE и Rolls-Royce. РЭП Холдинг ведет совместную работу с GE Oil & Gas (Nuovo Pignone S.p.A.).

На производственных площадях ЗАО «Невский завод» (фото ЗАО «РЭП Холдинг»)

Мощные турбины: непредсказуемость спроса

В то же время далеко не все мировые лидеры заинтересованы в организации производства газовых турбин большой мощности в России, и одна из причин этого — нестабильный спрос на продукцию. К примеру, Alstom, имеющий совместные предприятия в России и мире по ряду направлений, пока воздерживается от создания в нашей стране производства газовых турбин. Так что крупные проекты поставки, реализуемые компанией, обеспечиваются импортом.

«Последние несколько лет рост спроса на газовые турбины в России определялся механизмами ДПМ [Договоров поставки мощности — Прим. ред.], — поясняет Андрей Лавриненко, вице-президент Alstom Power в России, странах СНГ и Грузии. — Сейчас все основное оборудование законтрактовано в рамках ДПМ, спрос соответственно снизился, и все участники энергорынка живут в эпоху ожидания перемен. Отсутствие нового механизма стимулирования и утвержденной модели рынка значительно осложняет долгосрочное, среднесрочное и оперативное планирование реализации тех или иных проектов.

Следует отметить, что спрос на газовые турбины также зависит и от уровня энергопотребления. Энергопотребление в России стабильно росло с 2010 г. Но, по оценкам экспертов, после нескольких лет роста спроса на электроэнергию в России может наступить стагнация, увеличение спроса в 2013-2014 гг. составит порядка 1% в год или даже меньше».

«Наибольшую сложность для производителей турбин представляет прогнозирование спроса на рынке в условиях нестабильной конъюнктуры», — признает и Пьерпаоло Мацца, генеральный директор подразделения по распределению электроэнергии компании GE в России и СНГ.

По мнению Дмитрия Соловьева, заместителя главного конструктора ОАО «Сатурн - Газовые турбины», сходные причины удерживают и российские компании от освоения производства газовых турбин большой мощности.

«Для производства мощных газотурбинных установок (ГТУ) необходимо специальное оборудование, станки больших диаметров, установки для сварки в вакууме, имеющие камеры порядка 5 на 5 м, — говорит он. — Чтобы создать такое производство, необходимо быть уверенным в рынке сбыта. А для этого в стране должна быть долгосрочная программа по развитию энергетики, возможно, тогда предприятия начнут вкладывать средства в модернизацию базы».

Испытания газовой турбины GT 24/ GT 26 (фото Alstom)

Средние — в лидерах

Тем не менее, отсутствие предсказуемых перспектив не стоит трактовать как отсутствие спроса. Спрос, безусловно, есть, в том числе и на турбины мощностью больше 150 МВт, и доказательством тому служат проекты, выполненные с их использованием по заказу крупных генерирующих компаний — Fortum, КЭС Холдинг и др. Однако, по мнению Андрея Лавриненко, в связи с завершением программы ДПМ ожидается повышение интереса к энергоблокам меньшей мощности, требующим меньше капитальных затрат, но в тоже время решающим вопросы повышения энергоэффективности и окупаемости.

«Сейчас в первую очередь растет спрос на небольшие ГТУ, которые получают все большее распространение в непрерывно растущем секторе распределенного производства энергии, — отмечает и Пьерпаоло Мацца. — Преимущество на этом рынке будут иметь универсальные, экономичные и надежные установки, такие как газовые турбины на базе авиационного двигателя».

Газовые турбины мощностью 4, 8, 16, 25 МВт — сегмент, в котором в основном и работают российские производители, уже почувствовавшие на себе рыночную тенденцию. Так, в РЭП Холдинге отмечают, что на данный момент наибольшим спросом пользуются агрегаты мощностью 16-25 МВт, а также чуть менее — 4-12 МВт, которые могут эксплуатироваться как на объектах нового строительства, так и на реконструируемых станциях. Не удивительно, что сейчас компания работает над новым агрегатом мощностью 16 МВт в сотрудничестве с GE.

Дмитрий Соловьев тоже связывает рост рынка сбыта с развитием региональной энергетики и вводом генерирующих объектов средних мощностей. К примеру, сейчас в рамках пилотного проекта Программы повышения энергоэффективности регионов РФ «Сатурн - Газовые турбины» заканчивает строительство и вводит в эксплуатацию ПГУ-ТЭЦ-52 в г. Тутаев Ярославской обл., где будет установлено четыре газотурбинных агрегата по 8 МВт каждый. Исходя из рыночной ситуации, основной продукт, над которым сегодня работает компания — энергетические агрегаты мощностью 10-25 МВт.

В то же время развитие объектов малой распределенной генерации на основе газовых турбин, принадлежащих промышленным предприятиям, представляется пока менее перспективным. «Предположим, днем предприятие использует энергию ГТУ на свои нужды, но куда ее направлять ночью? — ставит вопрос Д. Соловьев. — Выходит, нужно торговать на рынке электроэнергии, а это не так просто, нужны договоренности с энергосистемой. Если предприятие не использует свой объект генерации на полную мощность, то страдает его окупаемость».

Малые, да полезные

Как известно, темпы развития распределенной генерации (в частности, с использованием газотурбинных электростанций) в России пока существенно ниже, чем в развитых странах, где когенерационные установки малой мощности — дело обычное. Ситуация будет меняться и у нас, вопрос только в том, когда.

Производство газовых турбин (фото ОАО «Сатурн - Газовые турбины»)

«С ростом цен на энергоносители предприятия, имеющие собственные газовые котельные, все чаще задаются вопросом повышения энергоэффективности, — отмечает Александр Сидоров, технический директор ООО «Турбоэнергия и сервис» (г. Пермь). — Для данных целей, когда выработка тепла выступает как первостепенная задача, а выработка электроэнергии — как фактор повышения энергоэффективности, начинают применять газотурбинные установки малой мощности».

Тем не менее, А. Сидоров признает, что основной сложностью для компаний, поставляющих турбины малой мощности, остается недостаточная платежеспособность потенциальных клиентов. Все-таки, несмотря на низкую стоимость энергии, вырабатываемой ГТУ, первоначальная стоимость оборудования, которая определяется стоимостью материалов, сложностью технологий изготовления и сборки, довольно высока.

Кроме того, микротурбинам приходится конкурировать с газопоршневыми электростанциями, и перевес не всегда оказывается на стороне первых, хотя у микротурбинных систем есть свои преимущества — меньшее количество движущихся частей и более высокая вырабатываемая мощность на единицу площади. Кроме того, основная часть выделяемой тепловой энергии не распределена, а сосредоточена в одном месте, что создает возможность для ее дальнейшего использования.

На службе нефтянки

Нельзя не сказать еще об одном, традиционном сегменте рынка газовых турбин — объектах генерации на нефтегазовых месторождениях и магистральных газопроводах. Причины популярности ГТУ здесь очевидны — топливо, что называется, «под рукой». Газотурбинные электростанции позволяют эффективно утилизировать попутный нефтяной газ, решая не только проблему энергообеспечения, но и рационального использования углеводородных ресурсов.

По наблюдениям специалистов ОАО «Сатурн - Газовые турбины», в докризисных 2006-2008 гг. был всплеск спроса от нефтяников. Причем турбины внедрялись для переработки попутного нефтяного газа и выработки электроэнергии не только для нужд месторождений, но и для населения. Большое количество подобных заказов компания получила от ОАО «ТНК-ВР». Сегодня спрос находится на стабильном уровне. Естественно, производители совершенствуют турбины для данного рынка.

«На наш взгляд, на предприятиях, занимающихся добычей нефти на месторождениях с низким (отсутствующим) газовым фактором, должны быть востребованы недавно разработанные турбины мощностью 1,8 МВт, работающие на сырой нефти и на сложных видах топлива, — делится мнением Александр Сидоров. — Еще одним дополнительным направлением развития становится применение радиальных турбин как установок, работающих на газе с высоким (до 5%) содержанием сероводорода, что позволяет обойтись без проектирования и строительства дополнительных узлов подготовки газа».

Стоит отметить, конструктивно радиальные турбины отличаются от более распространенных осевых организацией движения воздушного и теплового потоков. Радиальные рассчитаны в первую очередь на электроснабжение малых потребителей. Специалисты РЭП Холдинга отмечают, что радиальные турбины имеют преимущества по эффективности при малых расходах рабочего тела, но для них трудно обеспечить работоспособность при высоких температурах. Соответственно, они находят широкое применение в низкотемпературных утилизационных установках и в керамических микротурбинах. Для остальных областей все-таки подходят (и используются) только осевые турбины.

ГТЭС-12 г. Рыбинск (фото ОАО «Сатурн - Газовые турбины»)

Стать еще лучше

Очевидно, что инновациями для нефтянки современные тренды в совершенствовании газовых турбин не исчерпываются. Приведем еще несколько примеров.

В первую очередь все производители стремятся к повышению КПД. Российские компании отмечают, что для них при разработке новых продуктов важно перекрыть продукцию зарубежных конкурентов именно по этому показателю, а не только (и не столько) по мощности. Однако, если здесь речь идет о коэффициенте в 34%, то западные коллеги уже замахиваются на 38%-й КПД. Такого уровня эффективности достигла модернизированная в 2012 г. турбина Alstom GT13E2 в простом цикле при улучшении показателей во всем диапазоне нагрузок.

Другое направление — снижение количества узлов в турбине с целью увеличения надежности, сокращения объемов техобслуживания и уменьшения продолжительности простоев во время диагностики технического состояния. Сложно сказать, помогут ли подобные шаги в улучшении конструкции радикально продвинуться в решении проблемы дороговизны сервисного обслуживания, на которую несколько лет назад начали активно жаловаться российские компании, купившие импортные турбины. Но будем на это надеяться.

Создатели турбин стремятся также добиться от них неприхотливости к характеристикам используемого в установках газа и обеспечить возможность работы на жидком топливе. На Западе также беспокоятся о том, чтобы вне зависимости от состава используемого газа турбина имела хорошие экологические характеристики.

ГТЭС-12 Пенягино г. Москва (фото ОАО «Сатурн - Газовые турбины»)

Для энергетики будущего

И, наконец, еще одно важное направление совершенствования связано с бурным развитием генерации на основе возобновляемых источников энергии в мире и перспективами внедрения «умных сетей».

Изначально газовые турбины создавались как оборудование, обеспечивающее выдачу постоянной мощности, однако введение в энергосистему ВИЭ автоматически требует гибкости от других объектов генерации. Такая гибкость позволяет обеспечить стабильный уровень мощности в сети при недостаточной выработке энергии ВИЭ, к примеру, в безветренные или пасмурные дни.

Соответственно, турбина для интеллектуальной энергосистемы должна легко адаптироваться к изменениям в сети и быть рассчитана на регулярные пуски и остановы без потери ресурса, что было невозможно в случае с традиционными газовыми турбинами. Определенные успехи в этом направлении уже достигнуты. К примеру, GE сообщает, что новая газовая турбина FlexEfficiency способна снижать мощность с 750 МВт до 100 МВт и затем набирать исходные показатели за 13 минут, а при использовании с солнечными электростанциями будет иметь эффективность до 71%.

Тем не менее, в обозримом будущем наиболее распространенным способом использования газовых турбин все же останется их привычное сочетание с паровыми турбинами в составе парогазовых установок. И нашей стране еще предстоит пройти немалый путь, прежде чем можно будет сказать, что рынок в достаточной мере насыщен подобными объектами когенерации.

Кира Патракова

На первой фото: 3D-модель газовой турбины GT13E2 (Alstom)
(С) Медиапортал сообщества ТЭК www.сайт
Оформить подписку на контент
Копирование без письменного разрешения редакции запрещено