Машина для новых газотранспортных магистралей

Газотурбинная установка ГТУ-25П предназначена для применения в качестве привода центробежных нагнетателей природного газа в составе газоперекачивающих агрегатов нового поколения и модернизации действующего (устаревшего) оборудования, а также в качестве привода электрогенератора в составе газотурбинной электростанции для выработки электрической энергии переменного тока.

Разработку ГТУ-25П «Авиадвигатель» начал в инициативном порядке, на свои средства, используя опыт создания и эксплуатации ее прототипов - ГТУ-12П и ГТУ-16П. В 1997 г. был заключен договор с ООО «Газкомплектимпэкс» на поставку головного образца на КС «Игринская». В 1999 г. по настоянию Департамента по транспортировке, подземному хранению и использованию газа ОАО «Газпром» и  при активной поддержке специалистов «Пермтрансгаза» начались работы по изготовлению головного образца.

СРАВНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГТУ-25П
с некоторыми отечественными и западными аналогами

Производитель, разработчик Модель Мощность,
кВт 
КПД, % Частота вращения СТ,
об./мин
ОАО «Авиадвигатель»,     
ОАО «Пермский моторный завод»  ГТУ-25П 25 60039,2  5 000
ГП НПКГ «Зоря»-«Машпроект»  ДН80 26 500 36 3 700/4 670
ОАО «Моторостроитель»,    
ОАО «СНТК им. Н.Д. Кузнецова»  НК-36СТ 25 00036,4  5 000
ОАО «КМПО»,     
ОАО «СНТК им. Н.Д. Кузнецова» НК-18СТ 18 000 31  5 300 
ОАО «УМПО», ОАО «НПО «Сатурн»  АЛ-31СТ  16 800 36  5 300
ОАО «Уральский турбинный завод»  ГТН-25-1 25 000 31  5 600
GE Energy  MSS002C 27 97028,8  4 670
  PGT25 22 96037,7  6 500
Pratt&Whitney  Ft8 25,4937,7  5 500

По материалам «Каталога газотурбинного оборудования, 2005 г.»

В короткие сроки «Авиадвигателю» удалось завершить разработку проекта и изготовить головной образец.
Основа ГТУ-25П - двигатель ПС-90ГП-25, выполненный по схеме одноконтурного двухкаскадного двигателя со свободной силовой турбиной (СТ).

Для получения лучших в своем классе ГТУ параметров и высокой экономической эффективности с применением новейших методик проектирования разработаны новые турбины, в том числе трехступенчатая СТ с частотой вращения 5 000 об./мин, позволяющая достичь в условиях ISO КПД до 40% при номинальной мощности 25,6 МВт.

Процесс доводки двигателя выполнялся в три этапа.

I этап.

Узловые испытания в составе специальных установок (модель нулевой ступени компрессора низкого давления), узел турбины повышенной реактивности в соcтаве технологического газогенератора.

II этап.

Специальные испытания в составе газогенератора ГТУ-25П. 

III этап.

Доводочные испытания полноразмерного двигателя.

Головной образец газогенератора ГТУ-25П был изготовлен и собран для специспытаний в августе 2001 года.
Испытания преследовали следующие цели:

  • проверку работоспособности;
  • проверку гидравлической системы управления механизацией компрессора;
  • определение основных данных;
  • определение теплового состояния опор;
  • определение вибрационного и теплового состояния ротора турбины низкого давления;определение характеристик узлов и систем;
    определение напряжений в упругодемпферных опорах компрессоров высокого и низкого давления;
  • определение эффективности воздуховоздушного теплообменника;
  • измерение пульсации давления в камере сгорания и эмиссии вредных веществ;
  • вибрографирование навесных агрегатов;
  • оценка пусковых характеристик.

Всего было выполнено 8 специальных испытаний газогенератора.

Полноразмерный двигатель был собран в июне 2002 года.
Цели испытания двигателя:

  • определение основных данных;
  • определение вибронапряжений и теплового состояния ротора силовой турбины;
  • измерение осевых сил, действующих на шарикоподшипники компрессора высокого давления и силовой турбины;
  • определение параметров системы вторичных потоков;
  • проверка работы САУ ГТУ;
  • тензометрирование трубопроводов;
  • проведение предъявительских и приемосдаточных испытаний.

Всего было выполнено три сборки полноразмерного двигателя.
Базовый образец новой установки был собран в ноябре 2003 года. Совместно со специалистами «Пермтрансгаза» ГТУ была смонтирована на компрессорной станции «Игринская» в составе газоперекачивающего агрегата ГПА-25Р-ПС. Первый пуск агрегата в выполнен в декабре 2003 года .

Газотурбинная установка ГТУ-25П в заводском цехуГазотурбинная установка ГТУ-25П
в заводском цеху

Создание газотурбинной установки ГТУ-25П стало итогом многолетней работы коллектива ОАО «Авиадвигатель» и значительным прорывом в сфере отечественного промышленного машиностроения. Получена машина, способная стать базовой для оснащения  существующих и строящихся газомагистралей.

 

 

 

 

 

Компрессорная станция «Игринская»Компрессорная станция «Игринская»

Компрессорная станция «Игринская» является структурным подразделением ООО «Пермтрансгаз», образована в 1987 году. Первый газоперекачивающий агрегат был запущен в декабре 1991 года.

Основной задачей всех объектов «Пермтрансгаза» является транспортировка природного газа в центр России и поставка газа потребителям Пермской области и Удмуртской Республики.

КС «Игринская» установлена на газопроводе «Ямбург-Тула» с целью обеспечения необходимого давления газа в нитках «Тула-I» и «Тула-II». Кроме того, в рамках реализации национального проекта газификации регионов России КС «Игринская» обеспечивает газом десятитысячное население расположенного неподалеку поселка Шаркан. Объем перекачиваемого станцией газа составляет около 150 млн. м3  в сутки.

На сегодняшний день в эксплуатации находятся пять газоперекачивающих агрегатов единичной мощностью 16 МВт (г. Николаев), два агрегата мощностью 25 МВт (г. Санкт-Петербург) и один ГПА-25Р-ПС мощностью 25 МВт (г. Пермь).

 

 

 

Юрий ГОЛДИН
Специалист ведущего конструкторского отдела
промышленных двигателей и ГТУ ОАО «Авиадвигатель»