Пермский гигаватт малой энергетики


Даниил Дмитриевич
Сулимов

 

Заместитель генерального конструктора -
главный конструктор приводных газотурбинных установок для электростанций и объектов их применения ОАО «Авиадвигатель»,
заместитель директора Программы промышленных двигателей-главный конструктор ЗАО «Управляющая компания «Объединенная двигателестроительная корпорация».
Окончил Харьковский авиационный институт по специальности «Авиационные двигатели».
Работает в ОАО «Авиадвигатель» более 30 лет.
Принял активное участие в работе по внедрению в серийное производство и эксплуатацию
ГТУ-2,5П и ГТУ- 12П. Под его личным руководством проведены разработка, изготовление
опытных образцов, внедрение в серийное производство ГТУ - 4Пи электростанций серии «Урал».
В настоящее время под руководством Даниила Дмитриевича проводятся работы по модернизации
и разработке перспективных газотурбинных установок для энергетики.
Имеет 13 авторских свидетельств и патентов на изобретения, 9 рационализаторских предложений.

 В канун 70-летия ОАО «Авиадвигатель» суммарная мощность разработанного и введённого в эксплуатацию специалистами КБ оборудования для энергетики превысила один гигаватт. На сегодняшний день работа пермяков в области создания, изготовления и техобслуживания энергетических газотурбинных установок и электростанций стала важным и очень перспективным направлением бизнеса. О том, как строилась работа пермской конструкторской школы в области создания газовых турбин энергетического назначения, каков сегодняшний круг заказчиков мы попросили рассказать заместителя генерального конструктора- главного конструктора приводных газотурбинных установок для электростанций и объектов их применения Даниила Сулимова.

НАЧАЛО
Начало этому направлению было положено в мае 1992 года, когда в Москве на совещании энергетиков подразделений ОАО «Газпром» обсуждалась проблема аварийного состояния электроснабжения буровых установок, компрессорных станций и хранилищ газа.
Речь шла о недостаточной для газовиков работоспособности передвижных газотубинных электростанций ПАЭС-2500 с приводом АИ-20ДКЭ. Они были созданы еще в 60-х годах прошлого столетия для обеспечения электроэнергией новых нефтегазовых разработок.
Поскольку эти электростанции производились предприятиями Украины, получившей к тому времени статус самостоятельного государства, то возникли трудности, связанные с таможенным оформлением, задержками поставок комплектующих, существенными изменениями условий послепродажного обслуживания электростанций в ОАО «Тюментрансгаз» (ныне «Газпром трансгаз Югорск»). В ходе совещания ОАО «Авиадвигатель» предложило руководству крупнейшего российского газового концерна предприятий на базе конвертированного авиационного двигателя Д-30 создать в Перми свой - отечественный  привод для реконструкции ПАЭС-2500 и ЭГ-2500 .

Модернизированная электростанция ПАЭС-2500М –
успешный старт ОАО «Авиадвигатель»
в разработке энергетических газовых турбин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В 1993 году «Авиадвигатель», «Тюментрансгаз» и «Газпром» заключили договор (который лег в основу Программы «Урал-Газпром») на разработку и поставку блочных электростанций мощностью до 4,5 МВт. С этого времени «Авиадвигатель» активно развивает энергетическое направление своей деятельности.
Первая модернизированная ПАЭС-2500М была введена в эксплуатацию в 1994 году. В настоящее время совместно с нашим партнером ЗАО «Искра-Авигаз» поставлено на объекты «Газпрома» и «Компании ЮГ» 102 ГТУ-2,5П с КМЧ для модернизированных электростанций ПАЭС-2500М и ЭГ-2500М.

ГАЗОВИКИ
Полученный опыт реконструкции ПАЭС-2500 и ЭГ-2500 позволил «Авиадвигателю» двигаться дальше и продолжить развитие номенклатуры продукции энергетического назначения. Актуальным стал вопрос разработки своего «пэкиджа» для серийно выпускаемых газотурбинных установок. Специалистами ведущего подразделения энергетических приводов для электростанций и объектов их применения была разработана конструкция блочно-модульных газотурбинных электростанций ГТЭС «Урал-2500», предназначенных для автономного обеспечения электроэнергией объектов линейно-производственных управлений магистральных газопроводов. Первые поставки «Уралов» были выполнены для ДКС «Юбилейная» ООО «Газпром добыча Надым» и для Сосьвинского, Уральского и Перегребнинского ЛПУ ООО «Газпром трансгаз Югорск».

Электростанции серии «Урал» надежно работаютв любых климатических
условиях. ГТЭС «Урал-2500», ООО «Газпром добыча Надым»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С увеличением количества заказов возросли и требования заказчиков к сокращению сроков внедрения в производство и ввода электростанций в эксплуатацию. Встала задача расширения испытательной базы. Совместными усилиями ОАО «Авиадвигатель», ОАО «Протон-ПМ» и ЗАО «Искра-Авигаз» в конце 2005 года на территории «Протона» был построен стенд для испытания полноразмерных электростанций серии «Урал». Это позволило существенно сократить сроки монтажа и пусконаладочных работ, повысить заводскую готовность электростанций, так как фактически пусконаладка всех систем ГТЭС (двигателя, редуктора, генератора, САУ) выполнялась на стенде производителя. Заявленные характеристики оборудования подтверждались испытаниями электростанции здесь же, на стенде, в присутствии представителей заказчика.
Новые заказы не заставили себя долго ждать. ООО «Газпром добыча Надым» требовались надежные блочные электростанции, способные работать в суровых климатических условиях полуострова Ямал - Харасавэйской газокомпрессорной станции, расположенной на береговой линии Карского моря. Кроме того, компания была заинтересована в выборе электростанций для обеспечения работы буровых установок при разработке крупнейшего в России Бованенковского газоконденсатного месторождения.

ГТЭС «Урал-2500» на Харасавэйской ГКМ,
расположенной на самом берегу Карского моря

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эксперты Управления энергетики ОАО «Газпром» совместно с ОАО «ВНИПИгаздобыча» и ООО «Газпром добыча Надым» наряду с оборудованием производства ОАО «Авиадвигатель» рассмотрел предложения известных зарубежных компаний. Критерии отбора были следующие: высокая надежность, высокая заводская готовность и возможность скорейшего ввода оборудования в эксплуатацию, блочно-контейнерное исполнение и транспортабельность, возможность работы оборудования при температурах от -60 до +40 0С, а также кратчайшие сроки изготовления. Предпочтение было отдано пермякам, сумевшим обеспечить все требования заказчика и поставить электростанции «Урал-6000».
За годы плодотворного сотрудничества «Авиадвигателя» с ведущим газодобывающим концерном страны на начало ноября 2009 года изготовлено 148 газотурбинных установок для электростанций ПАЭС-2500, ЭГ-2500, ГТЭС-4, ЭГЭС «Урал-2500», ГТЭС «Урал-6000», в том числе 46 ГТУ для ГТЭС серии «Урал». Суммарная  наработка парка энергетических газовых турбин на объектах «Газпрома» составила более 2,6 миллиона часов, а установленная мощность  401,5 МВт.


НЕФТЯНИКИ

Опыт многолетней работы с «Газпромом» позволил нашему конструкторскому бюро открыть для себя новый сектор рынка сбыта газотурбинной продукции.
Сотрудничество с нефтяными и нефтегазовыми компаниями началось в 2001 году с объектов Конитлорского МНГ ОАО «Сургутнефтегаз» и Приразломного МНГ ОАО «ЮНГ-Энергонефть». По заказу инжиниринговой компании «Искра-Энергетика», выполнявшей комплексную поставку энергетического оборудования на эти объекты, «Авиадвигателем» была разработана также газотурбинная установка ГТУ-4П, предназначенная для эксплуатации в составе электростанции ГТЭС-4 разработки ОАО «НПО «Искра».
Принятое постановление Правительства РФ «О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках», подтолкнуло нефтяников к решению проблемы обеспечения утилизации попутного нефтяного газа в объеме 95%.
Для рационального решения проблемы пермские конструкторы предложили нефтяникам широкую линейку газотурбинного оборудования от 2,5 до 22,5 МВт для выработки электроэнергии и тепла, использующих в качества топлива как природный, так попутный нефтяной газ.

 
Сборка газотурбинных установок
на базе двигателя ПС-90ПГ-2. ОАО «Пермский моторный завод
»

  Биттемская ГТЭС-36 ОАО «Сургутнефтегаз»
    на базе трех энергоблоков ЭГЭС-12С

 
Компания «Сургутнефтегаз» стала пионером среди нефтяных компаний, разработавших и внедривших в свою практику стратегию утилизации попутного нефтяного газа посредством применения пермских газотурбинных установок. ОАО «Авиадвигатель» совместно с ЗАО «Искра-Энергетика» правильно оценили и определили единичную мощность газотурбинной установки, необходимой для нефтегазовых месторождений. Ею стала перспективная газотурбинная установка ГТУ-12ПГ-2 мощностью 12 МВт для применения в составе как газоперекачивающих агрегатов, так и в качестве основы энергоблока ЭГЭС-12С.
Начиная с 2004 года на объектах «Сургутнефтегаза» введены в эксплуатацию тринадцать энергоблоков ЭГЭС-12С суммарной мощностью 156 МВт на Биттемском, Лянторском, Лукъявинском, Русскинском месторождениях нефти и газа.
В 2006 году проблемой утилизации попутного нефтяного газа всерьез занялось ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь». Наше конструкторское бюро приняло участие в тендере на поставку энергетического газотурбинного оборудования для нужд Вать-Еганского месторождения и одержало победу, предложив заказчику уже отлично зарекомендовавшую себя на стратегических объектах «Газпрома» и «Сургутнефтегаза» газотурбинную установку единичной мощностью 12 МВт.
Существенную роль в выборе продукции «Авиадвигателя» сыграли минимальные сроки поставки оборудования, компанией а также готовность пермяков к совместному проектированию объекта и внедрению новых конструктивных решений на с учетом пожеланий заказчика. В результате появилась электростанция нового поколения для районов Крайнего Севера.
Первый контракт ОАО «Авиадвигатель» с ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» на поставку шести энергоблоков ЭГЭС-12С для Вать-Еганского месторождения нефти и газа был заключен в феврале 2007 года, а уже в начале 2008 года газотурбинная электростанция ГТЭС-72 была сдана в промышленную эксплуатацию.
Способность ОАО «Авиадвигатель» быстро, качественно, своевременно и ответственно выполнять обязательства была по достоинству оценена ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь». В 2008 подписано еще два контракта: на поставку восьми ЭГЭС-12С на базе ГТУ-12ПГ-2 для Тевлино-Русскинского и Покачевского месторождений и на поставку четырех блочно-модульных газотурбинных электростанций «Урал-6000» на базе ГТУ-6П для Пякяхинского МНГ. Всего на месторождения ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» поставлены 22 газотурбинные электростанции.
В этом же 2008 году совместно с компанией «Искра-Энергетика» «Авиадвигатель» приступил к реализации нового проекта ГТЭС-48 на базе четырех ГТУ-12ПГ-2 в составе ЭГЭС-12С единичной мощностью 12 МВт для Южно-Приобского месторождения ООО «Газпромнефть-Хантос».
Помимо освоения российского рынка газотурбинного оборудования ОАО «Авиадвигатель» никогда не оставлял попытки выхода на мировую арену. Поэтому особенно важным в сотрудничестве с нефтегазовыми компаниями стал опыт работы с компанией «Сахалин Энерджи Инвестмент Компани Лтд.» в рамках проекта «Сахалин-2». В настоящее время три газотурбинные электростанции «Урал-4000» суммарной мощностью 12 МВт проходят этап ввода в эксплуатацию на объекте заказчика.
Оборудование, изготовленное в рамках проекта «Сахалин-2», обладает уникальными преимуществами. Во-первых, оно полностью соответствует зарубежным стандартам; во-вторых, соответствует сложной климатологии объекта, с характерными низкими температурами воздуха, сильными порывами ветра и повышенной сейсмичностью.
Участие в проекте «Сахалин-2» стало признанием конкурентоспособности продукции разработки ОАО «Авиадвигатель» не только на отечественном, но и на мировом рынках энергетического и нефтяного оборудования. Немаловажно, что пермские «Уралы» будут работать бок о бок с оборудованием фирмы Rolls Royce, и потребители мировых рынков нефти и газа смогут по достоинству оценить оборудование российского производства.
Всего для нефтедобывающих компаний изготовлено 60 газотурбинных установок и электростанций ГТЭС-4, ГТЭС «Урал-4000», ГТЭС «Урал-6000», ЭГЭС-12С установленной мощностью 522 МВт, суммарная наработка которых превысила 1,5 миллиона часов.

ЭНЕРГЕТИКИ
К сотрудничеству с нефтегазодобывающими компаниями в области обеспечения их энергетических потребностей постепенно добавились деловые контакты с энергетиками. Это направление деятельности «Авиадвигателя» не только актуально, но и очень перспективно. В настоящее время в России существует около 18 000 котельных. Из-за высокого износа оборудования, неэффективности использования природного газа для теплогенерации вне когенерационного цикла, 49% из них требуют замены или реконструкции. Кроме того, требуется замена тепло-и гидроэлектростанцийи также из-за высокого износа оборудования и неэффективности использования природного газа в паросиловом цикле, 25% из них подлежит замене уже сегодня, 37%  к 2012 году.
В существующей энергодефицитной ситуации важную роль занимает развитие комбинированного цикла выработки электроэнергии для повышения энергоэффективности и ресурсосбережения.
Прогрессивные энергетические компании давно осознали важность развития малой энергетики и возможности реконструкции старых мощностей путем внедрения нового газотурбинного оборудования. Среди таких дальновидных компаний ОАО «Башкирэнерго». Башкирские энергетики уже давно и целенаправленно реализуют проекты малой энергетики.  
Первому совместному проекту ОАО «Башкирэнерго» и ОАО «Авиадвигатель» был дан старт почти 10 лет назад. В 2000 году на базе газотурбинной электростанции ГТЭС «Урал-4000» вступила в строй ГТУ-ТЭЦ «Шигили». Электрическая мощность первой в России муниципальной ГТУ-ТЭЦ составила 4 МВт, тепловая 8,3 Гкал. Теплоэлектростанция расположена в райцентре Большеустьикинское и надежно обеспечивает весь отопительный период жителей поселка теплом и электричеством.
Высокие эксплуатационные показатели ГТУ-ТЭЦ «Шигили» повлияли на то, что уже в 2002 году в Башкортостане была запущена новая ГТУ-ТЭЦ «Агидель» суммарной мощностью 8 МВт и тепловой 16,6 Гкал. По словам руководства «Башкирэнерго», основным экономическим показателем, характеризующим эффективность применения пермского энергетического оборудования, является низкая себестоимость выработки электрической и тепловой энергии, которая на теплоэлектростанциях «Шигили» и «Агидель» оказалась существенно меньше действующих тарифов.
Накопленный опыт башкирских энергетиков и пермских двигателестроителей позволил продолжить сотрудничество в области развития малой энергетики республики на базе газовых турбин «Авиадвигателя».
В 2009 году на старейшей в Уфе ТЭЦ-1 введена в эксплуатацию первая в России блочно-модульная ГТЭС-25П. В будущем году вступит в строй газотурбинная установка ГТЭС-16ПА мощностью 16 МВт в городе Сибай.
Еще одним важным и давним партнером пермских двигателестроителей является «Ивановская генерирующая компания». Именно здесь  в самом центре России пять лет назад был реализован первый в России проект реконструкции ТЭЦ путем строительства ГТУ-ТЭЦ на базе ГТЭС «Урал-6000» суммарной мощностью 12 МВт и тепловой мощностью 52 Гкал/час с трехрежимными паровыми котлами Е-50.
Уникальность ивановского проекта заключалась в размещении сложного технологического оборудования в помещении старого котельного цеха для его преобразования в современную ГТУ-ТЭЦ. В итоге успешно реализованный проект обеспечил надежное теплоснабжение районов, расположенных в центральной и северной частях города. Кроме того, знаменитые Ивановские мануфактуры получили качественно новый источник пара.
Ведется строительство ГТУ-ТЭЦ на базе газовых турбин ОАО «Авиадвигатель» и в Пермском крае. В четвертом квартале 2009 года в составе ГТУ-ТЭЦ Пермской ТЭЦ-13 (Дивизион КЭС-Холдинга «Гене-рация Урала») вступила в строй первая блочно-модульная ГТЭС-16ПА, разработанная и изготовленная нашим КБ для энергетиков. Электростанция оснащена современной газотурбинной установкой с КПД 35,5% в простом цикле и более 86% в когенерационном.  Запуск станции на ТЭЦ-13 обеспечит электрической и тепловой энергией крупнейшее в России предприятие по производству кабельно-проводниковой продукции ОАО «Камкабель» и жителей микрорайона Гайва краевого центра.
На сегодняшний день на объектах энергетических компаний поставлены 10 газотурбинных электростанций ГТЭС «Урал-4000», ГТЭС «Урал-6000», ГТЭС-16ПА и ГТЭС-25, общая мощность которых 62,5 МВт. Их суммарная наработка составляет более 80,5 тысяч часов.

ПРОМЫШЛЕННИКИ
Промышленные предприятия пока не занимают доминирующее положения среди потребителей газотурбинного оборудования ОАО «Авиадвигатель». На это есть множество объективных причин. Среди проблем, которые преодолевают производственники при создании собственной энергетической генерации, наиболее острыми являются согласование необходимых объемов газа, технических условий подключения к электрическим сетям энергетических компаний, определение источника финансирования проекта и др. 
В 1999 году ОАО «Авиадвигатель» и ОАО «Пермский моторный завод» внедрили на своей территории когенерационную газотурбинную электростанцию, превратив испытательный стенд турбореактивных авиационных двигателей в ГТУ-ТЭЦ «Янус».
Первоначальная электрическая мощность станции составила 4 МВт, тепловая  8,3 Гкал. Внедрение станции на территории «Пермских моторов» позволило решить две основные задачи:

  • повысить энергоэффективность предприятий Пермского моторостроительного комплекса;
  • создать стенд для испытаний серийных газотурбинных установок.

Параллельно со строительством ГТУ-ТЭЦ «Янус» была введена в эксплуатацию ГТЭС-4 электрической мощностью 4 МВт на «Пермском газопере- рабатывающем заводе».
Собственная автономная энергогенерация пермских моторостроителей стала одновременно и показательным примером для остальных.
 Так, в 2005 году началось сотрудничество с итальянской промышленной компанией Electronic Solar S.R.L., по контракту с которой «Авиадвигателем» изготовлены и отгружены в г. Адриа две электростанции ГТЭС «Урал-4000».
Не остались в стороне и региональные производственные предприятия. В 2007 году была сдана в эксплуатацию первая в Пермском крае газотурбинная электростация. ГТУ-ТЭЦ ОАО «Сильвинит» на базе двух энергоблоков ГТЭС «Урал-6000»  мощностью 12 МВт обеспечивает потребности Первого рудоуправления и галургической фабрики компании в электроэнергии на 60% и теплоснабжении на 100%. При реализации этого проекта ОАО «Авиадвигатель» впервые выступил в роли генерального подрядчика и выполнил весь комплекс работ от поставки оборудования до сдачи объекта «под ключ».
Пока для нужд промышленных компаний поставлено 6 газотурбинных электростанции серии «Урал», общая мощность которых составляет 30 МВт. Их суммарная наработка составляет более 100 тысяч часов.

ИТОГИ
Начиная с 1993 года специалистами ОАО «Авиадвигатель» разработана и создана целая линейка энергетических газотурбинных установок и электростанций единичной мощностью от 2,5 до 22,5 МВт. Общее количество поставленных энергетических ГТУ и ГТЭС на объекты Заказчика составляет 225 штук. На начало ноября 2009 года их общая наработка превысила 4,35 миллиона часов, а суммарная мощность превысила один гигаватт.