Производство газовых турбин. Наша цель - запустить производство российских газовых турбин

Предприятий, выпускающих газовые турбины, в нашей стране не более десяти. Производителей наземного оборудование на базе газовых турбин и того меньше. Среди них ЗАО «Невский завод», ОАО «Сатурн - Газовые турбины» и ОАО «Пермский моторный завод» (входят в ОДК корпорации Ростех).

В России сформировались все условия для бурного развития рынка газовых турбин наземного применения, считают аналитики EnergyLand.info . Необходимость распределенной генерации, основанной не на дизельном топливе, а на более чистых источниках, всё актуальнее. Сомнений же в эффективности парогазовых установок почти не осталось.

Однако предприятий, выпускающих газовые турбины, в нашей стране не более десяти. Производителей наземного оборудование на базе газовых турбин и того меньше.

В Советском Союзе ставка делалась на уголь, нефть и другие теплотворные источники. Поэтому первые газовые турбины были выпущены лишь в 1950-е годы. И в первую очередь применительно к авиационному строительству.

В 1990-е годы 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». «Пермский моторный завод» освоил выпуск газотурбинных электростанций на базе разработок ОАО «Авиадвигатель».

При этом номинальная мощность серийной продукции этих предприятий в среднем не превышает 25 МВт. Есть несколько машин единичной мощностью 110 МВт на базе разработок НПО «Сатурн», но на сегодняшний день продолжается их доводка.

Турбины большой мощности поставляются в основном зарубежными компаниями. Российские предприятия стремятся вступать в кооперацию с мировыми лидерами.

Однако далеко не все мировые лидеры заинтересованы в организации производства газовых турбин в России. Одной из причин является нестабильный спрос на продукцию. А он, в свою очередь, во многом зависит от уровня энергопотребления. С 2010 года энергопотребление в России стабильно росло. Но вскоре, по оценкам экспертов, может наступить стагнация. И увеличение спроса в 2013-2014 годах составит лишь около 1% в год или даже меньше.

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».

Тем не менее, отсутствие предсказуемых перспектив не означает отсутствие спроса вообще. Спрос, безусловно, есть. Как на турбины мощностью больше 150 МВт, так и на небольшие ГТУ, требующие меньше капитальных затрат, но вполне справляющиеся с вопросами повышения энергоэффективности и окупаемости.

Рост рынка сбыта может быть обусловлен развитием региональной энергетики и вводом генерирующих объектов средних мощностей. А газовые турбины мощностью 4, 8, 16, 25 МВт - сегмент, в котором в основном и работают российские производители, уже почувствовавшие на себе рыночную тенденцию.

В развитых странах когенерационные установки малой мощности - обычное дело. В России их число пока существенно ниже. Основной сложностью для компаний, поставляющих турбины малой мощности, остается недостаточная платежеспособность потенциальных клиентов.

Еще один, традиционный сегмент рынка газовых турбин - объекты генерации на нефтегазовых месторождениях и магистральных газопроводах. 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 годах был всплеск интереса нефтяников к отечественным ГТУ. Сегодня этот спрос находится на стабильном уровне.

Современные тренды в совершенствовании газовых турбин во многом связаны с инновациями для нефтянки. Но не только. Задачи, стоящие перед производителями:
- повышение КПД,
- снижение количества узлов в турбине,
- увеличение надежности,
- сокращение объемов техобслуживания,
- уменьшение продолжительности простоев во время диагностики технического состояния.

Перечисленное может решить проблему дороговизны сервисного обслуживания.

Кроме того, создатели турбин стремятся добиться от них неприхотливости к используемому газу и возможности работы на жидком топливе

А на Западе беспокоятся также о том, чтобы вне зависимости от состава газа турбина имела хорошие экологические характеристики.

Очень важное - перспективное - направление совершенствования ГТУ связано с возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ) 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 остановки без потери ресурса. В случае с традиционными газовыми турбинами это невозможно.

За рубежом определенные успехи в этом направлении уже достигнуты. К примеру, 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. В нашей стране рынок подобных объектов когенерации отнюдь не полон и ждёт насыщения.

Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК) - компания, включающая более 85% активов российской газотурбинной техники. Интегрированная структура, производящая двигатели для военной и гражданской авиации, космические программы, установки различной мощности для производства электрической и тепловой энергии, газоперекачивающие и корабельные газотурбинные агрегаты. В общей сложности в ОДК работают более 70 тыс. человек. Руководит компанией Владислав Евгеньевич Масалов.

Такая отрасль, как разного назначения, относится к тому виду машиностроения, которое выпускает товары с высокой добавленной стоимостью. Поэтому развитие этого направления согласуется с приоритетами руководства нашей страны, которое неустанно заявляет, что нам необходимо «соскочить с нефтяной иглы» и активнее выходить на рынок с высокотехнологичной продукцией. В этом смысле производство турбин в России вполне может стать одним из драйверов отечественной экономики наряду с нефтянкой и другими видами добывающей промышленности .

Производство турбин всех типов

Российские производители выпускают оба типа турбинных установок – для энергетики и транспорта. Первые применяются для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях. Вторые поставляются предприятиям авиационной промышленности и кораблестроения. Особенностью производства турбин является отсутствие специализации заводов. То есть одно и то же предприятие выпускает, как правило, оборудование обоих типов.

Например, Санкт-Петербургское ПО «Сатурн», начинавшее в 50-е годы с выпуска только энергетических машин, позднее добавило к своей номенклатуре газотурбинные установки для морских судов. А завод «Пермские моторы», который вначале специализировался на изготовлении авиационных моторов, перешёл к дополнительному производству паровых турбин для электроэнергетики. Помимо прочего отсутствие специализации говорит о широких технических возможностях наших изготовителей – они могут производить любое оборудования с гарантиями обеспечения качества.

Динамика производства турбин в Российской Федерации

По данным издания BusinesStat, производство турбин в России в период с 2012 по 2016 год увеличилось примерно в 5 раз. Если в 2012 году предприятия отрасли выпустили совокупно около 120 установок, то в 2016-м этот показатель превысил 600 единиц. Увеличение произошло, главным образом, за счёт роста энергетического машиностроения. На динамику не повлияли кризисные явления и, в частности, повышение валютного курса.

Дело в том, что турбинные заводы практически не используют зарубежных технологий и не нуждаются в импортозамещении. В изготовлении турбинного оборудования применяются только наши собственные материалы и оборудование. Кстати, это является дополнительным моментом, делающим данную сферу машиностроения конкурентом нефтянки.

Если нефтяникам для освоения новых нефтяных полей и, особенно, арктического шельфа требуются иностранные технологии, то производители газотурбинных установок обходятся своими наработками. Это снижает затраты на производство турбин и соответственно уменьшает себестоимость, что в свою очередь улучшает конкурентоспособность нашей продукции.

Кооперация с иностранными производителями

Сказанное выше вовсе не означает, что наши производители проводят политику закрытости. Напротив, трендом последних лет является усиление кооперации с зарубежными вендорами. Необходимость в этом диктуется тем, что наши изготовители не в состоянии наладить производство газовых турбин повышенной мощности. Зато нужными ресурсами располагают такие флагманы, как и некоторые европейские компании. Пилотным проектом стало открытие совместного предприятия Санкт-Петербургского завода «Сатурн» и немецкой фирмы Сименс.

Да, с дальними партнёрами кооперация в области производства турбин усиливается, чего не скажешь о сотрудничестве с близкими смежниками. Например, из-за событий на Украине наши производители практически потеряли связи с киевскими, днепропетровскими и харьковскими производственными объединениями, которые ещё с советских времён поставляли комплектующие.

Однако и здесь нашим изготовителям удаётся позитивно решать проблемы. Так, на Рыбинском турбинном заводе в Ярославской области, который осуществляет выпуск силовых установок для кораблей российского ВМФ , перешли на выпуск собственных компонентов взамен тех, что прежде приходили с Украины.

Изменение конъюнктуры

В последнее время структура спроса изменилась в сторону потребления устройств малой мощности. То есть производство турбин в стране активизировалось, но выпускаться стало больше маломощных агрегатов. При этом рост спроса на продукцию небольшой мощности отмечается как в энергетике, так и на транспорте. Сегодня популярны маломощные электростанции и небольшие транспортные средства.

Ещё одна тенденция 2017 года состоит в увеличении производства паровых турбин. Это оборудование, конечно, в функциональности проигрывает газотурбинным агрегатам, но предпочтительнее в плане стоимости. Для строительства дизельных и угольных электростанций приобретаются именно эти устройства. Эти изделия востребованы на Крайнем Севере.

В заключение два слова о перспективах отрасли. По прогнозам экспертов, производство турбин в России вырастет к 2021 году до 1000 изделий в год. К этому усматриваются все необходимые предпосылки.

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

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

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