В 2010 году была создана государственная программа ДПМ-1, которая расшифровывается как договор на поставку мощности. Если говорить кратко, то суть ее заключается в том, что государство строит или модернизирует энергетические мощности и передает их собственникам с целью повышения эффективности их использования и роста выработки тепловой и электрической энергии. Собственники возвращают государству деньги в течение 10-15 лет.
С вводом в действие Воронежской ТЭЦ-1 1 февраля 2020 года программа ДПМ-1 полностью выполнена. Построено и модернизировано 136 объектов, из них новых – 91, и модернизированных – 45.
В связи с тем, ДПМ-1 доказала свою эффективность, была введена программа ДПМ-2, также предусматривающая возведение новых энергетических объектов и модернизацию старых.
Фото: ОДК
В рамках этой программы, а также программы импортозамещения перед ОДК была поставлена задача в сжатые сроки создать российский газотурбинный двигатель большой мощности. Он нужен для вновь строящихся газомазутных ТЭЦ ТЭС, а также для замены котлов до- и сверхкритических параметров пара на энергетические установки с газотурбинными двигателями.
Двигатель ГТД-110 М разрабатывался давно, но необходимость заставила резко ускорить работы по его доводке, производству и освоению.
Существующие трудности
Первоначальный проект двигателя пришлось основательно переделывать, так как в его конструкцию были заложены традиционные материалы и технологии.
Для нового агрегата понадобились:
- новые теоретические обоснования термодинамических газовых процессов, имеющих нелинейный характер;
- новые композиционные жаростойкие сплавы;
- новые жаростойкие стали;
- новые износостойкие композитные сплавы для подшипников;
- новые разработки в теории горения и создание двухзонных камер сгорания;
- новые термобарьерные покрытия;
- новые конструкции газовых горелок.
Научная база была готова давно; технические решения, заложенные в конструкцию двигателя, способны работать несколько десятилетий. Менеджмент компании приобрел необходимый опыт.
Фото: ОДК
Изделие сертифицировано международными организациями, Опытный образец уже проработал 5,7 тысяч часов при нормальном сроке службы в 15 тысяч часов непрерывной работы.
Уже в 2022 году планируется поставка первого агрегата на объект. Им станет ТЭЦ «Ударная» в Краснодарском крае.
Технические характеристики двигателя ГТД-110М
ГТД-110М – это модернизированный газотурбинный двигатель электрической мощностью 110 МВт простого термодинамического цикла, в схему которого входят:
- компрессор;
- камера сгорания;
- турбина.
Двигатель одновальный с 15-ступенчатым компрессором, с двухзонной трубчато-кольцевой камерой сгорания, имеющей 20 труб-горелок. Основные технические характеристики:
|
Наименование |
Единица измерения |
Показатели |
|
КПД |
% |
36,0 |
|
Скорость вращения турбины |
Об/ мин |
3000 |
|
Расход газа в обычном режиме |
кг/час |
23700 |
|
Температура газа на входе |
Градус Цельсия |
1210 |
|
Температура газа на выходе |
Градус Цельсия |
517 |
|
Расход газа на выходе |
кг/с |
361 |
|
Габариты |
м |
7,19х3,76х4,34 |
|
Вес |
т |
58 |
Основные показатели соответствуют импортным аналогам, а некоторые превышают зарубежные машины. Например, КПД отечественного двигателя выше импортной установки сопоставимой мощности. Это достигнуто за счет использования сопловых и рабочих лопаток первой ступени с направленной кристаллизацией, что позволило увеличить температуру газа на входе, а следовательно, и эффективность двигателя. Наоборот, вес и габариты агрегата меньше за счет того, что валы выполнены полыми, вес деталей снижен за счет применения композитных сплавов. У «Сименс» такой технологии нет. Применены и другие оригинальные технологические новшества.
Преимущества отечественного ГТД-110М
Было бы неправильно создавать агрегат, который изначально уступает существующим образцам. Поэтому в конструкцию двигателя заложены самые передовые технологии и материалы, которыми располагает отечественная промышленность. Новый двигатель обладает следующими преимуществами перед зарубежными аналогами:
- он в полтора раза легче;
- габариты агрегата меньше;
- цена значительно ниже. Для закупки не требуется иностранная валюта.
- показатели топливной эффективности превосходят существующие аналоги;
- снижает себестоимость производимой тепловой и электрической энергии;
- легко переходит на различные виды топлива;
- обеспечивается отечественными запчастями;
- поставка не сопровождается многочисленными требованиями и ограничениями;
- ускоряется транспортировка и доставка;
- упрощается монтаж и сдача агрегата в эксплуатацию.
- ремонт и контроль осуществляется отечественными организациями.
Единственным пока преимуществом импортных агрегатов является их несомненная надежность, обусловленная продолжительной жизнью на рынке двигателей. Но и это преимущество кратковременно и перекрывается указанными выше достоинствами.
Фото: ОДК
Перспективы производства ГТД-110М
Заместитель Генерального директора объединенной двигателестроительной корпорации Михаил Васильевич Ремизов в своем интервью ТАСС рассказал, что коллектив ОДК полон творческих планов и с оптимизмом смотрит в будущее.
Ключевая идея стратегии – это концентрация инвестиций на продукты, которые способны быть локомотивами бизнеса. К этим продуктам Ремизов относит и ГТД-110 М, называя его двигателем стратегического уровня. Он составит конкуренцию в том сегменте рынка, где у нас не было альтернативы импортным машинам.
Технологический барьер преодолен, теперь нужно преодолеть барьер рыночный. Для этого уже сделанные инвестиции в разработку необходимо дополнить инвестициями в подготовку производства, поддержку продаж,м послепродажное обслуживание.
Это большие затраты, но без них продукты не выйдут на целевую траекторию и не реализуют свой потенциал.
Три агрегата планируется установить на Новочеркасской ГРЭС «Газпромэнергохолдинга» в течение 2025-2026 годов.
С новым двигателем, продолжал Ремизов, корпорация рассчитывает на успешное участие в проектах российских генерирующих компаний. ДПМ-2 – это большая государственная программа, которая предусматривает обновление энергетических мощностей старше 45 лет. Корпорация планирует активно в ней участвовать. Одновременно нужно идти в другие сегменты рынка энергетического оборудования.
Руководство ОДК планирует выход ГТД-110М на нефтегазовый рынок газотурбинного оборудования. Рассматривается применение двигателя в проектах средне- и крупнотоннажных СПГ-заводов.
Санкционная реальность также может пойти на пользу. Китай сегодня в своих гражданских проектах опирается на американское двигателестроение. В условиях санкций интерес к российским разработкам может возрасти. Но для этого они должны максимально широко применяться на внутреннем рынке.
Одновременно идут работы по созданию еще более мощных газотурбинных двигателей для энергетики. В перспективе такие двигатели будут задействованы в производстве водорода, который Россия планирует широко использовать в будущем.
