Три завдання на «відмінно»

Модернізацію газоперекачувальних агрегатів можна й необхідно провести силами вітчизняних підприємств.

Реконструкція газотранспортної системи України для підвищення її надійності та ефективності передбачена Брюcсельськими угодами між урядом України і Європейською енергетичною спільнотою.

Пропозиції з модернізації ГТС за дорученням уряду підготували фахівці ­ДП «Нау­ково-виробничий комплекс газотурбобудування «Зоря-Машпроект» (м. Миколаїв).

Один із найуразливіших об’єктів ГТС — морально й фізично застарілі газотурбінні двигуни, які пускають у хід компресори, що перекачують блакитне паливо газопроводом.

— У пакеті наших пропозицій — реконструкція компресорних станцій із використанням сучасних вітчизняних газотурбінних двигунів, що дозволить заощаджувати щорічно до 1,5 мільярда кубометрів паливного газу. Це рівнозначно введенню в експлуатацію газового родовища середньої величини, — розповідає головний конструктор проектів газотранспортного напряму ДП НПКГ «Зоря-Машпроект» Анатолій Боцула.

І додає, що планується реконструкція об’єктів газотранспортної інфраструктури на трьох стратегічних напрямах: у західному й південному транзитних коридорах, що включають кілька магістральних газопроводів, а також двох підземних сховищ газу — Більче-Волицько-Угерського й Богородчанського.

— Передбачається модерні­зація декількох десятків газо­перекачувальних агрега­тів, по кожному з яких ми надали свої пропозиції. Їхня мета — різке підвищення економічності ГТС, — говорить А.Боцула.

Зараз, коли ККД експлуатованих агрегатів рідко перевищує 25%, споживання паливного газу двигунами ГТС становить 8% (близько 5,5 млрд м3) від усього використовуваного в нашій країні блакитного палива. Від цього фінансові витрати на газ — величезні.

Другий, не менш важливий напрям модернізації — підвищити надійність двигунів. Відмови під час їхньої експлуатації завдають економічної шкоди газотранспортним підприємствам і діловій репутації України. Ідеться не тільки про зменшення кількості поломок, яке технічною мовою називають підвищенням безвідмовності, а й про збільшення міжремонтного й пов­ного ресурсів обладнання, проведення ремонтів двигунів без виведення їх з експлуатації.

Для цього потрібно­ розв’язати три завдання.­ Перше — удосконалення ство­рених миколаївськими­ машинобудівниками двигунів­­ ДГ90, ДІ90, ДН80, ДУ80, ДІ80 і їхнє використання на газоперекачувальних агрегатах (ГПА). Фахівці «Зоря-Машпроекту» пропонують провести модернізацію ГПА на компресорних станціях західного транзитного коридору, де проходить газопровід «Союз», побудований ще в 80-х роках. Це 14 газокомпресорних станцій, оснащених імпортними газоперекачувальними агрегатами із двигунами фірми «Дженерал Електрик» МС-3002. Більшість із них уже фактично відробила заявлений ресурс. Їх ККД з урахуванням зношування не перевищує 26%, а працездатність підтримується переважно за рахунок дорогих ремонтів, у першу чергу через високу вартість імпортованих  запасних частин.

Використання сучасного високоекономічного двигуна ДІ90 (модифікація ДГ90, який випускається серійно) дозволяє не тільки підвищити ККД агрегатів до 34%, а й збільшити їхню потужність із 10 до 16 МВт. Це, у свою чергу, дає можливість зменшити кількість агрегатів. Тобто двигун пристосований для вирішення конкретних завдань у нових умовах застосування. На недавній нараді з фахівцями ДК «Укртранс­газ» вирішили довести ці роботи до технічного завдання й підготувати до підписання відповідний контракт. За належної організації процесу це робиться за 3—6 місяців, говорить А. Боцула.

Друге завдання — створення нового високоефективного газотурбінного привода, який працює за відкритим регенеративним циклом. Суть регенерації — у використанні продуктів згоряння, які викидаються в атмо­сферу, для підігріву повітря, що надходить у камеру згоряння двигуна. Таким чином підвищується його економічність. Потужність установки — 16 МВт. Двигуни, які працюють за таким циклом, являють собою вже наступний щабель розвитку газо­турбінної техніки, їх ККД — більше 40%. Такий уже розроблений за ініціативою «Зорі-Машпроекту» власним коштом підприємства.

За словами розробників, установка дуже надійна. Її міжремонтний ресурс збільшений до 40 тис. годин, а повний — до 120 тис. Роботи зі створення газотурбінного двигуна промислового типу з більшим ресурсом для реконструкції ГТС України ініційовані «Зорею-Машпроектом» і міжгалузевою науково-координаційною радою при Національній Академії наук України.

— Документація з цієї розробки доведена до рівня технічного проекту, — інформує Анатолій Боцула.­ — Зараз ми шукаємо можливості для закінчення дослідно-конструкторських робіт і впровадження її в серійне виробництво. Але для цього потрібний інвестор. Або — гарантії замовника, що він купить певну кількість таких агрегатів.

Третє завдання — використання в ГТС удосконаленої утилізаційної установки «Водолій» з упорскуванням у двигун пари та її регенерацією із продуктів згоряння. За цю розробку  колектив фахівців «Зорі-Машпроекту» здобув Державну премію України в галузі науки і техніки.

Установка успішно працює на газоперекачувальній станції «Ставищенська», розташованій у 150 км від Києва. Її потужність — 16 МВт за коефіцієнта корисної дії 42%. За одну годину експлуатації «Водолій» заощаджує 1320 м3 паливного газу. За рік це вже 7,92 млн кубів, або майже $2,4 млн у грошовому еквіваленті.

За словами одного зі ство­рювачів «Водолію»,­ колиш­нього генерального­ дирек­­тора НВП «Машпроект»,­ провідного інженера-конст­руктора Віктора Романова,­ ця газотурбінна установка має багато переваг у порівнянні з двигунами простого циклу: збільшення потужності в 1,5 раза, зменшення на 25% витрати палива й значне зниження кількості шкідливих викидів у атмосферу. Такого ефекту вдалося досягти за рахунок упровадження нової схеми роботи двигуна. Вона полягає у використанні енергії продуктів згоряння палива, які вже відробили в турбіні. На шляху вихлопних газів після утилізаційного котла встановлений ще один пристрій — контактний конденсатор, який відбирає вологу, що завжди присутня в продуктах згоряння палива. В утилізаційному котлі волога перетворюється на пару й надходить у турбіну, розділяючись на два потоки. Перший — енергетичний — потрапляє в камеру згоряння й дає можливість одержати додаткову потужність. Другий — екологічний — надходить у паливні форсунки турбіни й, зрештою, приводить до різкого зменшення шкідливих викидів.

«Водолій» окуповується за 3-4 роки. Однак його конструкція має потенційні резерви. Сьогодні ДК «Укртрансгаз» розглядає питання установлення ще декількох таких агрегатів на своїх компресорних станціях.

— Говорячи про шляхи модернізації нашої ГТС, необхідно зважити на ще один  немаловажний аспект. В останні роки  виникла ідея переведення газоперекачувальних агрегатів на електропривід (замість газотурбінного), причому імпортного виробництва, бо власного виробництва потужних регульованих електродвигунів Україна не має. При цьому не враховується, що ККД електропривідних агрегатів з урахуванням втрат під час виробітку, транспортування­ електроенергії та її багаторазових перетворень становить лише 22—24%. Це рівень економічності найбільш застарілих і фізично зношених газотурбінних приводів. Реалізація такого підходу, на мій погляд, завдасть ГТС великої шкоди. Електроенергія сама по собі дорожче за газ. За розрахунками фахівців, за ціни газу до 400 доларів за тисячу кубів використання електропривода ГПА економічно недоцільне, — констатує Анатолій Боцула.

У світі кількість країн, які мають повний цикл розробки й виготовлення газотурбінних двигунів, за останньою інформацією, скоротилася до шести. Серед них і Україна з  такими підприємствами, як «Зоря – Маш­проект», «Мотор Cіч» і «Прогрес». Маючи такі можливості, чи є сенс переходити на електропривід, до того ж імпортний? Тим більше що миколаївські машинобудівники, займаючись випуском високотехнологічної продукції, забезпечують замовленнями, а отже й роботою, ще багато підприємств-суміжників.

Довідка «УТГ»

ДП НВКГ «Зоря-Машпроект» — один із лідерів світового газотурбобудування. Тут проектують і виготовляють газові турбіни для суднобудування, електроенергетики, газотранспортних магістралей. Продукція підприємства поставляється в Росію, Білорусь, Індію, Китай, В’єтнам, Сінгапур, Південну Корею, Іран та інші країни. Більше 98% обсягу продажів підприємства становить експорт.

Зараз на бюджетотворчому в регіоні підприємстві працює близько 12 тисяч чоловік.