На кубанской ТЭС заработал энергоблок с первой отечественной турбиной

В Краснодарском крае на ТЭС "Ударная" в Крымском районе опробовали первый энергоблок с газовым двигателем высокой производительности. Событие отнюдь не рядовое, так как конструкция турбины ГТД-110М, созданная корпорацией Ростех, является полностью отечественной разработкой и ничуть не уступает западным аналогам. Теперь ожидается выпуск двух таких силовых установок ежегодно.

Почему силовой двигатель оказался вдруг в центре внимания и вообще зачем он нужен? Газовые турбины - важнейший компонент энергетических и парогазовых установок, применяемых на современных ТЭЦ и электростанциях. Они экономят топливо и водные ресурсы и сокращают выбросы диоксида углерода в атмосферу благодаря простому принципу работы: сначала очищенный воздух и газ попадают в камеру с высокой температурой, затем продукты сгорания перемещаются в котел-утилизатор, превращаются в нагретый пар и тем самым приводят в движение диски на валах двигателя (электрогенератора). Различного типа газовые турбины используются на электростанциях для обеспечения населения светом и теплом.

Правда, именно в производстве силовых установок Россия долгие годы зависела от зарубежных поставок. По данным Минпромторга, доля импорта в 2014 году составляла 80 - 100 процентов, и с тех пор ситуация существенно не изменилась. Проблема заключается в отсутствии налаженного выпуска российских турбин большой мощности (более 100 мегаватт) и лопаток для них (доля импорта тоже стопроцентная). Энергетики привозили агрегаты из-за рубежа либо собирали в стране по иностранной лицензии. Все права на оборудование принадлежали иностранцам, и уступать их они, конечно, не спешили. А разразившийся в июле 2017 году громкий "турбоскандал" с немецким концерном Siemens наглядно продемонстрировал плоды зависимости от импорта. Причиной послужило известие, что четыре турбины компании с материковой части России поставили в Крым для строящихся электростанций в Симферополе и Севастополе в обход санкций Евросоюза. Концерн сразу же потребовал аннулировать контракт и выкупить оборудование, а также разорвать соглашения с российскими компаниями-поставщиками в энергетической отрасли.

Еще один брошенный камень: с 19 июня прошлого года после расширенных санкций США компания General Electric (GE), которая ранее занималась ремонтом и заменой наиболее критичных компонентов, прекратила обслуживать в России газовые турбины на ТЭС.

Удается ли ответить на эти вызовы? Удалось. Тем более что история отечественного производства энергоустановок весьма богата. Так, первую в мире простую конструкцию газового агрегата (постоянного горения) изобрел русский инженер Павел Кузьминский еще в 1895 году. В советские годы появились школа и кафедра газотурбиностроения. В 1954 году на базе завода "Машпроект" (современное название - "Зоря - Машпроект") открыли конструкторское бюро. В его стенах разрабатывали газовые агрегаты, однако до нужной производительности было еще далеко. В 90-е годы прошлого столетия ученые-инженеры взяли костяк одной из этих установок и попытались "нарастить" новую турбину высокой мощности, но заметного прогресса в ее строительстве достигли только в 2013 году, когда к проекту присоединились Роснано, Интер РАО и "ОДК-Сатурн". Тогда-то и появилось на свет название ГТД-110М.

После нескольких лет сложной совместной работы турбина успешно прошла первые испытания на Ивановских парогазовых установках, а в конце 2022 года первый серийный образец был передан на ТЭС "Ударная" в Крымском районе Кубани.

Отечественная установка по техническим параметрам нисколько не уступает зарубежным аналогам: коэффициент полезного действия - более 36 процентов, мощность составляет 118 мегаватт. Она в состоянии работать на различных видах топлива: газообразном (природный газ, попутный нефтяной газ) и жидком (дизельное топливо). В то же время сам двигатель имеет преимущество перед заграничными по весу и габаритам: он меньше примерно в 1,5 - 2 раза.

- Это первая отечественная турбина большой мощности в "железе", которая вышла на стадию серийного производства, - пояснил первый заместитель генерального директора Ростеха Владимир Артяков. - Она создавалась, прежде всего, для внутреннего рынка и должна заменить импортные турбины, которые не поставляются в страну из-за санкций. С 2024 года планируем выпускать не менее двух таких турбин ежегодно с дальнейшим наращиванием производства.

В середине января компания "Технопромэкспорт" госкорпорации Ростех провела комплексное опробование первого энергоблока ТЭС установленной мощностью 230 мегаватт, в ходе которого были подтверждены требуемые характеристики. Сейчас он работает при номинальной нагрузке и выдает электроэнергию в Единую энергосистему России. С октября теплоэлектростанция поставила более 120 миллионов киловатт-часов электроэнергии.

"Это первая отечественная турбина большой мощности, которая воплощена в "железе" и вышла на стадию серийного производства. Она призвана заменить зарубежные турбины"

ТЭС важна для Краснодарского края и юга России. Она сократит энергодефицит и повысит надежность энергетической системы страны, а также обеспечит переток мощности в Крым. Теплоэлектростанция будет поставлять электроэнергию жилищно-коммунальному сектору и промышленным предприятиям Кубани. Эксплуатацию объекта обеспечат более 280 энергетиков высокой квалификации.

Как рассказали корреспонденту "РГ" в госкорпорации Ростех, сейчас к комплексному опробованию и вводу в эксплуатацию готовится второй энергоблок. В ходе проверки он должен отработать трое суток на номинальной мощности. Кроме того, продолжается работа на третьем энергоблоке (полностью завершен монтаж турбины ГТД-110М с электрогенератором). Заявленная мощность электростанции 560 мегаватт будет достигнута после его пуска, который запланирован на июнь этого года. Также импортозамещена часть технологически сложного вспомогательного оборудования, обеспечивающего работу газовой турбины.

Хитроумная деталь

Специалисты "ОДК-Сатурн" в городе Рыбинске изобрели уникальную конструкцию и технологию изготовления центрального завихрителя малоэмиссионной камеры сгорания газовой турбины ГТД-110М. Деталь обладает сложной геометрией. В качестве материала - жаропрочный сплав на основе никеля. Что любопытно, создать такой замысловатый элемент традиционными способами невозможно. Поэтому завихритель проектировался с учетом аддитивных технологий. Сплав, также разработанный специалистами "ОДК-Сатурн", прошел общую квалификацию и одобрен для производства деталей газотурбинных двигателей, в том числе и авиационных.

Кстати

По словам вице-губернатора Краснодарского края Андрея Прошунина, нагрузка на электросети с 2019 года выросла почти на 33 процента. В 2023 году в электроэнергетику Кубани инвестировано более 16 миллиардов рублей. Введены в эксплуатацию питающие центры и трансформаторные подстанции общей мощностью свыше 550 мегавольт-ампер, построено и реконструировано более 800 километров линий электропередачи.