Завод газовых турбин. В России разучились делать газовые турбины для электростанций? — Какие новейшие разработки вы используете

В России по поручению президента правительством готовится масштабная программа модернизации тепловых электростанций (ТЭС), которая оценивается в 1,5 триллиона рублей и может стартовать в 2019 году. Одним из главных ее условий станет использование российского оборудования. Можно ли за счет отечественных наработок обновить электроэнергетику, о разработке новых турбин, экспортном потенциале и необходимой поддержке государства в интервью агентству "Прайм" рассказал генеральный директор "Силовых машин" Тимур Липатов, возглавивший компанию три месяца назад.

- На чем сейчас в большей степени сосредоточены "Силовые машины"? Будете работать, в основном, для тепловой электроэнергетики из-за готовящейся программы ее модернизации?

Для любой. Мы не можем пренебрегать какой-либо нишей, в отрасли не лучшее положение: рынки сжимаются, конкуренция растет. Поэтому мы делаем практически весь спектр оборудования для атомной, тепловой и гидроэнергетики.

- К какому спросу со стороны электроэнергетических компаний России "Силовые машины" готовы в рамках программы модернизации тепловых электростанций?

В первом конкурсном отборе для модернизации будут выбраны проекты суммарной мощностью 11 ГВт, в первую очередь, это будет реконструкция традиционного для нас паросилового оборудования. Наши производственные мощности позволяют выпускать до 8,5 ГВт турбинного оборудования в год, такой же объем генераторов, около 50 тысяч тонн котельного оборудования.

У нас есть хорошо проработанные проекты модернизаций турбин К-200 и К-300, есть проект модернизации К-800. Эти проекты позволяют увеличивать мощность, экономичность, продлевать ресурс, гибко реагировать на то, что нужно клиенту. Но программа не ограничена только конденсационными блоками (то есть производящими электроэнергию – ред.) мощностью 200 и 300 МВт, поэтому концентрируемся на теплофикационных турбинах ПТ-60 и ПТ-80. Пересмотрена их конструкция, в том числе, совершенствуем конструкцию корпусной части и парораспределения. Параллельно разработаны решения для замены и модернизации турбин сторонних производителей. Прежде всего, речь идет о машинах Харьковского турбинного завода.

- В программу модернизации ТЭС планируется включить норму о 100-процентной локализации в России производства необходимого оборудования. Если не говорить о газовых турбинах, выпуск какого оборудования еще предстоит локализовать?

На мой взгляд, единственной проблемой при производстве генерирующего оборудования в России остается крупногабаритное литье и производство крупных поковок (металлическая заготовка, полученная в результате ковки или горячего штампования – ред.).

Исторически в СССР было три производителя литых заготовок, два из которых – на Урале и в Петербурге – закрыли литейное производство. В итоге в России остался единственный поставщик, который пока не всегда обеспечивает необходимое качество, и мы вынуждены закупать крупногабаритные литые заготовки за рубежом, где их качество стабильнее.Мы верим в потенциал российских металлургических предприятий, верим, что при соответствующей государственной поддержке и появлении гарантированного спроса они смогут восстановить компетенции и обеспечить энергетическое машиностроение качественными литыми заготовкам и поковками. Это параллельный процесс, он является частью программы модернизации ТЭС, хотя находится, возможно, сейчас не на поверхности.

- "Силовые машины" заявили о планах разработать отечественную газовую турбину большой мощности. Вы обсуждаете партнерство с российскими или зарубежными компаниями?

Базовый вариант – самостоятельная разработка газовых турбин, так как локализация, о которой говорит любая иностранная компания, это, как правило, локализация "по железу". Мы же видим свою задачу не в том, чтобы повторить в России выпуск устаревшей зарубежной модели газовой турбины, а в том, чтобы восстановить отечественную школу газового турбостроения.

Наша конечная цель – перезапустить цикл производства газовых турбин, организовав конструкторское бюро, создав расчетные методики, стендовую базу, и тем самым защитить российскую энергетику от различных негативных внешних проявлений.

- Какую долю занимают газовые турбины зарубежных производителей в России?

По нашим оценкам, если брать действующие парогазовые (ПГУ) и газотурбинные установки (ГТУ), более 70% - это поставки зарубежных производителей, еще около 24% - газовые турбины производства «Интертурбо» (созданное в 90-е годы совместное предприятие Ленинградского металлического завода и Siemens).

При этом, несмотря на наличие совместных предприятий, в России не локализовано изготовление наиболее значимых элементов газовых турбин – компонентов горячего тракта (камеры сгорания топлива, лопаток турбин – ред.) и систем управления. Производство ограничивается лишь сборкой и изготовлением отдельных узлов, которые не критичны для работоспособности ГТУ и энергобезопасности России в целом.

- Какую линейку газовых турбин "Силовые машины" хотели бы выпускать?

Мы начинаем с машин мощностью 65 МВт F-класса и 170 МВт E-класса. В дальнейшем предполагается создание высокооборотистой турбины на 100 МВт со свободной силовой турбиной. Впоследствии возможна разработка ГТУ 300-400 МВт F или H-класса на 3000 об/мин с применением принципов масштабирования для части компонентов.

- Если "Силовые машины" будут самостоятельно разрабатывать турбину, то на какой производственной площадке?

Здесь, на наших производственных мощностях в Санкт-Петербурге.

- Во сколько в целом вы оцениваете затраты на НИОКР? Какими могут быть затраты на запуск промышленного производства? И как много времени это может занять?

Весь проект по машинам 65 и 170 МВт мы оцениваем в 15 миллиардов рублей. В эту сумму входят затраты на НИОКР и отработку технологий, развитие и техперевооружение конструкторских и технологических служб, модернизацию экспериментально-исследовательской и производственной базы. Производство будет готово к изготовлению опытных образцов турбин уже через два года.

- Почему вы думаете, что у вас получится разработать турбину? В России у других компаний есть многолетний опыт неудачных попыток.

В свое время мы были в тренде по газовым турбинам. Первую такую машину мощностью 100 МВт сделали на ЛМЗ (Ленинградский металлический завод, входит в "Силовые машины" - ред.) в 60-е годы. И она полностью соответствовала технологиям того времени. Этот задел, к сожалению, оказался утрачен в перестроечный период. Эта область энергомашиностроения в мире стала настолько технологичной, настолько далеко ушла, что в 90-е годы более простым способом ее восстановления было приобретение права пользования интеллектуальной собственностью и локализация производства в России. В итоге в 1990-х в партнерстве с Siemens ЛМЗ создал совместное предприятие «Интертурбо», из которого вырос современный СТГТ (совместное предприятие Siemens и «Силовых машин – ред.). Производство оборудования было размещено на мощностях ЛМЗ и достигало честных 50% локализации. В составе «Интертурбо» мы получили опыт по производству компонентов газовых турбин, который очень коррелируется с нашей нынешней работой.

В недалеком прошлом "Силовые машины" самостоятельно, уже не в рамках совместного предприятия, реализовали проект разработки и производства газовой турбины ГТЭ-65 мощностью 65 МВт. Машина прошла полный цикл холодных испытаний, дошла до так называемых тестов «full speed, no load», но из-за отсутствия экспериментальной ТЭС для апробирования и обкатки технологии не была введена в промышленную эксплуатацию.

- Что, на ваш взгляд, будет способствовать быстрому освоению технологии производства газовых турбин в России?

Назову три основополагающих фактора. Первый – преференции при освоении производства российских газовых турбин в рамках программы модернизации ТЭС. Эта цель, благодаря разумному диалогу Минпромторга и Минэнерго, мы считаем, достигнута. Надеемся, что в рамках последующих отборов проектов для участия в программе модернизации будут сняты ограничения по предельным капитальным затратам для проектов с использованием отечественных ГТУ. Это сделает объекты с отечественными газовыми турбинами более инвестиционно привлекательными.

Второй фактор - возможность строительства "Силовыми машинами" самостоятельно или с партнером экспериментальных ТЭС суммарной мощностью 1,4 ГВт в рамках механизма КОМ НГО (гарантирует инвесторам окупаемость проектов строительства новых электростанций за счет повышенных платежей потребителей за мощность – ред.). Это необходимо, чтобы довести до готовности к промышленной эксплуатации головные образцы газовых турбин и получить необходимый опыт и компетенции для всех возможных внедрений – одновальных, двухвальных и трехвальных ПГУ для газовых турбин всех типов.
И в-третьих, скорейший выход правительственного постановления №719 (поправки в постановление, регламентирующее вопросы локализации производства в РФ – ред.), которое позволит поставить всех производителей, как отечественных, так и зарубежных, в равные условия.

- В рамках программы модернизации ТЭС вы рассчитываете на заключение контрактов не только по конкретным электростанциям, но и по компаниям, возможно, на все время программы?

Разумеется, мы заинтересованы в долгосрочном сотрудничестве, но в рамках программы модернизации самим генерирующим компаниям только предстоит участвовать в конкурсных отборах.

При этом, с моей точки зрения, заключение таких долгосрочных договоров – нормальная практика, которая позволит нам спланировать производственную программу и не подвести контрагентов по срокам, если их проекты будут выбраны.
Сейчас основные обсуждения касаются рамочных договоров на ремонтно-сервисное обслуживание и поставку запчастей. Оценивая годовые и трехлетние планы ремонтных кампаний, мы, как правило, видим потенциал снижения стоимости запчастей и оказываемых услуг до 15% за счет выравнивания производственных графиков.

- Какие именно обсуждения ведутся, есть препятствия для развития сервисного направления?

Основное препятствие для развития – "гаражное производство". В Советском Союзе чертежи часто находились в свободном обращении, в 90-ые годы недостаточное внимание уделялось охране интеллектуальной собственности. Неудивительно, что в результате возникло огромное количество фирм-однодневок, где люди в кустарных условиях, буквально в гараже, выпускают устаревшие запчасти, с отклонениями от формулярных размеров, несоответствием материалов по физико-механическим характеристикам.

Нам поступает большое количество запросов от потребителей с просьбой согласовать те или иные отклонения в рабочей документации от оригинальной конструкции во время ремонтов. Я вижу в этом серьезные риски, так как причиной выхода из строя нашего оборудования может быть использование неоригинальной запчасти, сделанной с отклонениями. Мало серьезных игроков, которые могут обеспечивать надлежащие сроки и качество выполнения работ.

- Насколько велика проблема контрафактной продукции?

Рынок заполнен неоригинальными запчастями, в том числе контрафактными. Мы работаем над защитой наших технологий, возвратом интеллектуальной собственности и запретом на ее использование другими игроками с использованием возможностей, которые нам дает гражданский и уголовный кодекс. Они не несли затраты на НИОКР (научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы – ред.), не гарантируют качество, наносят ущерб нашей репутации. Мы рассчитываем на поддержку в этом вопросе со стороны Ростехнадзора, а также других производителей.

- В среднесрочной перспективе компания будет ориентироваться на внутренний рынок или зарубежные проекты? Какие страны в первую очередь рассматриваете для работы? Какие технологии востребованы за рубежом?

- "Силовые машины" имеют большой экспортный и технологический потенциал. Основная доля наших проектов за рубежом сейчас – это либо атомная и гидравлическая тематика, где мы на равных конкурируем с мировыми производителями, либо паросиловые блоки (реконструкция ранее поставленных машин, производство оборудования для сжигания таких видов топлива, например, как мазут и сырая нефть). Доля экспорта варьируется, но в среднем составляет порядка 50%.

Чтобы увеличить экспорт, мы должны освоить две принципиально важные технологии, которых в России сейчас нет. Во-первых, восстановить производство отечественных газовых турбин средней и большой мощности. Во-вторых, сделать пылеугольный котел и паровую турбину на суперсверхкритические параметры пара (ССКП). Существующие технологии позволяют достигать достаточно высоких КПД в 45-47% на паровых турбинах, работающих на ССКП. Это разумная альтернатива парогазовому циклу – с учетом относительно невысокой стоимости угля, а зачастую и из-за отсутствия газа в регионе. Мы уже разработали конструкторскую документацию на турбину ССКП мощностью 660 МВт – и готовы запустить ее в производство, как только появится заказ.

Чтобы новые продукты имели спрос за рубежом, надо сначала изготовить и внедрить их на домашнем рынке, в России. Наличие референций позволит выйти на наши традиционные рынки – в Азии и Латинской Америке, на Ближнем Востоке. Один из путей получения необходимых компетенций - строительство экспериментальных станций в рамках механизма КОМ НГО. Кроме того, нужна государственная поддержка – по каналам межправсоглашений, с привлечением экспортного финансирования, льготного кредитования. Так делалось в Советском Союзе, так делают сейчас наши конкуренты за рубежом.

-Какие еще вы видите направления развития компании?

Одним из направлений будет являться поддержка небольших технологических компаний. На рынке есть огромное количество стартапов, которые комплементарны нашей технологической цепочке и каналам продаж. Мы намерены активно поддерживать разработки таких компаний путем вхождения в их акционерный капитал, финансирования НИОКР и технологий, поручительств. Передача контроля позволит акционерам получать значительно больший доход за счет увеличения объемов продаж и расширения их каналов. Прошу всех считать это официальным приглашением, мы с удовольствием рассмотрим предложения. Примеры такого успешного взаимодействия уже есть.

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

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.

В августе 2012 наша страна стала членом Всемирной торговой организации (ВТО). Это обстоятельство неизбежно приведет к усилению конкуренции на отечественном рынке энергетического машиностроения. Здесь, как и везде, действует закон: «изменяйся или умирай». Не пересмотрев технологии и не проведя глубокую модернизацию, бороться с акулами западного машиностроения будет практически невозможно. В связи с этим все актуальней становятся вопросы, касающиеся разработки современного оборудования, работающего в составе парогазовых установок (ПГУ).

В последние два десятилетия парогазовая технология стала самой популярной в мировой энергетике – на нее приходится до двух третей всех вводимых сегодня на планете генерирующих мощностей. Это обусловлено тем, что в парогазовых установках энергия сжигаемого топлива используется в бинарном цикле – сначала в газовой турбине, а потом в паровой, а потому ПГУ эффективнее любых тепловых станций (ТЭС), работающих только в паровом цикле.

В настоящее время единственная область в тепловой энергетике, в которой производителей газовых турбин из России критически отстают от ведущих мировых производителей – это газовые турбины большой мощности – 200 МВт и выше. Причем зарубежные лидеры не только освоили производство газовых турбин единичной мощностью 340 МВт, но и успешно опробовали и применяют одновальную компоновку ПГУ, когда газовая турбина мощностью 340 МВт и паровая турбина мощностью 160 МВт имеют общий вал. Такая компоновка позволяет существенно сократить сроки создания и стоимость энергоблока.

Минпромторг России в марте 2011 г. принял «Стратегию развития энергомашиностроения Российской Федерации на 2010–2020 годы и на перспективу до 2030 года», в соответствии с которой это направление в отечественном энергетическом машиностроении получает солидную поддержку от государства. В итоге российское энергетическое машиностроение к 2016 г. должно осуществить промышленное освоение, включая полномасштабные испытания и доработку на собственных испытательных стендах, усовершенствованных газотурбинных установок (ГТУ) мощностью 65–110 и 270–350 МВТ и парогазовых установок (ПГУ) на природном газе с повышением их коэффициента полезного действия (КПД) до 60 %.

Причем производителей газовых турбин из России умеет производить все основные узлы ПГУ – паровые турбины, котлы, турбогенераторы, а вот современная газовая турбина пока не дается. Хотя еще в 70-е годы наша страна была лидером в этом направлении, когда впервые в мире были освоены суперсверхкритические параметры пара.

В целом, в результате реализации Стратегии предполагается, что доля проектов энергоблоков с использованием зарубежного основного энергетического оборудования должна составить к 2015 г. – не более 40 %, к 2020 г. – не более 30 %, к 2025 г. – не более 10 %. Считается, что иначе может возникнуть опасная зависимость стабильности работы единой энергосистемы России от поставок зарубежных комплектующих. В процессе эксплуатации энергетического оборудования регулярно требуется замена ряда узлов и деталей, работающих в условиях высоких температур и давлений. При этом часть таких комплектующих в России не производится. Например, даже для отечественной газовой турбины ГТЭ-110 и лицензионной ГТЭ-160 некоторые важнейшие узлы и детали (например, диски для роторов) закупаются только за рубежом.

На нашем рынке активно и весьма успешно работают такие крупные и продвинутые концерны как Siemens и General Electric, которые часто побеждают в тендерах на поставку энергетического оборудования. В российской энергосистеме уже существует несколько генерирующих объектов, в той или иной степени укомплектованных основным энергетическим оборудованием производства Siemens, General Electric и др. Правда, их суммарная мощность пока не превышает 5 % от общей мощности российской энергосистемы.

Однако многие генерирующие компании, использующие отечественное оборудование при его замене, предпочитают все же обращаться к фирмам, с которыми они привыкли работать не одно десятилетие. Это не просто дань традиции, а оправданный расчет – многие российские компании провели технологическое обновление производства и на равных ведут борьбу с мировыми энергомашиностроительными гигантами. Сегодня мы более подробно расскажем о перспективах таких крупных предприятий, как ОАО «Калужский турбинный завод» г. (Калуга), ЗАО «Уральский турбинный завод» (г. Екатеринбург), НПО «Сатурн» (г. Рыбинск, Ярославская обл.), Ленинградский металлический завод (г. Санкт-Петербург), Пермский моторостроительный комплекс (Пермский край).

В западной прессе появилась злорадствующая статья о том, что строительство новых электростанций в Крыму фактически встало из-за западных санкций - ведь мы будто бы сами делать турбины для электростанций разучились и пошли на поклон к западным компаниям, которые теперь из-за санкций вынуждены сворачивать свои поставки и оставлять тем самым Россию без турбин для энергетики.

"Проектом предусматривалось, что на электростанциях будут установлены турбины производства Siemens. Однако, в таком случае эта немецкая машиностроительная компания рискует нарушить санкционный режим. Источники утверждают, что в отсутствие турбин проект сталкивается с серьезными задержками. Официальные представители Siemens всегда говорили, что не намерены осуществлять поставку оборудования.
Россия изучала возможность приобретения турбин у Ирана, внесения изменений в проект для установки турбин российского производства, а также использования западных турбин, ранее приобретенных Россией и уже находящихся на ее территории. Каждая из этих альтернатив связана с определенными проблемами, из-за чего, как сообщают источники, чиновники и руководители проекта не могут договориться о том, каким путем двигаться вперед.
Эта история демонстрирует, что, несмотря на официальные опровержения, западные санкции все же оказывают реальное негативное воздействие на российскую экономику. Она также проливает свет на механизм принятия решений при Владимире Путине. Речь идет о склонности крупных чиновников, по словам источников близких к Кремлю, давать грандиозные политические обещания, которые почти невозможно реализовать".

"Еще в октябре 2016 г представители компании на брифинге в г Мюнхене сообщили, что Siemens исключает использование своих газовых турбин на ТЭС в Крыму. Речь идет о газовых турбинах, которые произведены в России на заводе Сименс технологии газовых турбин в г Санкт - Петербурге, который был введен в эксплуатацию в 2015 г. Доли участия в этой компании распределены так: Siemens - 65 % , Силовые машины - бенефициар А. Мордашов, - 35 %. Завод должен поставить Технопромэкспорту 4 парогазовые установки (ПГУ) мощностью 235 МВт с газовыми турбинами в 160 МВт, причем в подписанном весной 2016 г контракте указана ТЭС в Тамани".

Фактически так случилось, что ещё со времён СССР производство газотурбинных установок для электростанций было сконцентрировано на 3 предприятиях - в тогдашнем Ленинграде, а также в Николаеве и Харькове. Соответственно при распаде СССР Россия осталась только с одним таким заводом - ЛМЗ. С 2001 года этот завод производит по лицензии турбины компании Сименс.

"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".

Куда при этом делись свои разработки, успешно производившиеся там в течении предыдущих примерно 40 лет непонятно. В итоге отечественное энергетическое машиностроение (газотурбиностроение) осталось у разбитого корыта. Теперь вот приходится по заграницам побираться в поисках турбин. Даже в Иране.

"Корпорация «Ростех» договорилась с иранской компанией Mapna, которая производит немецкие газовые турбины по лицензии Siemens. Таким образом на новые электростанции в Крыму могут быть установлены газовые турбины, произведенные в Иране по чертежам немецкой Сименс".