Три задачи на «отлично»
Модернизацию газоперекачивающих агрегатов можно и необходимо провести силами отечественных предприятий.
Реконструкция газотранспортной системы Украины для повышения ее надежности и эффективности предусмотрена Брюcсельскими соглашениями между правительством Украины и Европейским энергетическим сообществом.
Предложения по модернизации ГТС по поручению правительства подготовили специалисты ГП «Научно-производственный комплекс газотурбостроения «Заря-Машпроект» (г. Николаев).
Один из наиболее уязвимых объектов ГТС — морально и физически устаревшие газотурбинные двигатели, которые приводят в действие компрессоры, перекачивающие голубое топливо по газопроводу.
— В пакете наших предложений — реконструкция компрессорных станций с использованием современных отечественных газотурбинных двигателей, что позволит экономить ежегодно до 1,5 миллиарда кубометров топливного газа. Это равносильно введению в эксплуатацию газового месторождения средней величины, — рассказывает главный конструктор проектов газотранспортного направления ГП НПКГ «Заря-Машпроект» Анатолий Боцула.
И добавляет, что планируется реконструкция объектов газотранспортной инфраструктуры на трех стратегических направлениях: в западном и южном транзитных коридорах, включающих несколько магистральных газопроводов, а также двух подземных хранилищ газа — Бильче-Волицко-Угерского и Богородчанского.
— Предполагается модернизация нескольких десятков газоперекачивающих агрегатов, по каждому из которых мы дали свои предложения. Их смысл — резкое повышение экономичности ГТС, — говорит А.Боцула.
Сейчас, когда КПД эксплуатируемых агрегатов редко превышает 25%, потребление топливного газа двигателями ГТС составляет 8% (около 5,5 млрд куб м) от всего используемого в нашей стране голубого топлива. Из-за этого финансовые затраты на газ — гигантские.
Второе, не менее важное направление модернизации – повысить надежность двигателей. Отказы при их эксплуатации наносят экономический ущерб газотранспортным предприятиям и деловой репутации Украины. Речь не только об уменьшении количества поломок, именуемом на техническом языке повышением безотказности, но и об увеличении межремонтного и полного ресурсов оборудования, проведении ремонтов двигателей без вывода их из эксплуатации.
Для этого предстоит решить три задачи. Первая — совершенствование созданных николаевскими машиностроителями двигателей ДГ90, ДИ90, ДН80, ДУ80, ДИ80 и их использование на газоперекачивающих агрегатах (ГПА). Специалисты «Зари-Машпроекта» предлагают провести модернизацию ГПА на компрессорных станциях западного транзитного коридора, где проходит газопровод «Союз», построенный еще в 80-х годах. Это 14 газокомпрессорных станций, оснащенных импортными газоперекачивающими агрегатами с двигателями фирмы «Дженерал Электрик» МС-3002. Большинство из них уже практически отработало заявленный ресурс. Их КПД с учетом износа не превышает 26%, а работоспособность поддерживается в основном за счет дорогих ремонтов, в первую очередь из-за высокой стоимости импортируемых запасных частей.
Использование современного высокоэкономичного двигателя ДИ90 (модификация серийно выпускаемого ДГ90) позволяет не только повысить КПД агрегатов до 34%, но и увеличить их мощность с 10 до 16 МВт. Это, в свою очередь, дает возможность уменьшить количество агрегатов. То есть двигатель приспособлен для решения конкретных задач в новых условиях применения. На недавнем совещании со специалистами ГК «Укртрансгаз» решили довести эти работы до технического задания и подготовить к подписанию соответствующий контракт. При хорошей организации процесса это делается за 3—6 месяцев, утверждает А. Боцула.
Вторая задача — создание нового высокоэффективного газотурбинного привода, работающего по открытому регенеративному циклу. Суть регенерации — в использовании выбрасываемых в атмосферу продуктов сгорания для подогрева воздуха, поступающего в камеру сгорания двигателя. Тем самым повышается его экономичность. Мощность установки — 16 МВт. Двигатели, работающие по такому циклу, представляют собой уже следующую ступень развития газотурбинной техники, их КПД — более 40%. Такой уже разработан по инициативе «Зари-Машпроекта» за собственные средства предприятия.
По словам разработчиков, установка очень надежна. Ее межремонтный ресурс увеличен до 40 тыс. часов, а полный — до 120 тыс. Работы по созданию газотурбинного двигателя промышленного типа с большим ресурсом для реконструкции ГТС Украины инициированы «Зарей-Машпроектом» и межотраслевым научно-координационным советом при Национальной Академии наук Украины.
— Документация по этой разработке доведена до уровня технического проекта, — информирует Анатолий Боцула. — Сейчас мы ищем возможности для окончания опытно-конструкторских работ и внедрения ее в серийное производство. Но для этого нужен инвестор. Либо же от заказчика необходимо получить гарантии того, что он купит определенное количество таких агрегатов.
Третья задача — использование в ГТС усовершенствованной утилизационной установки «Водолей» с впрыском в двигатель пара и его регенерацией из продуктов сгорания. За эту разработку коллектив специалистов «Зари-Машпроекта» получил Государственную премию Украины в области науки и техники.
Установка успешно работает на газоперекачивающей станции «Ставищенская», расположенной в 150 км от Киева. Ее мощность — 16 МВт при коэффициенте полезного действия 42%. За один час эксплуатации «Водолей» экономит 1320 куб м топливного газа. За год это уже 7,92 млн кубов, или почти $2,4 млн в денежном эквиваленте.
По словам одного из создателей «Водолея», бывшего генерального директора НПП «Машпроект», ведущего инженера-конструктора Виктора Романова, эта газотурбинная установка имеет целый ряд преимуществ по сравнению с двигателями простого цикла: увеличение мощности в 1,5 раза, уменьшение на 25% расхода топлива и значительное снижение количества вредных выбросов в атмосферу. Такого эффекта удалось достичь за счет внедрения новой схемы работы двигателя. Она заключается в использовании энергии продуктов сгорания топлива, которые уже отработали в турбине. На пути выхлопных газов после утилизационного котла установлено еще одно устройство — контактный конденсатор, который отбирает влагу, всегда присутствующую в продуктах сгорания топлива. В утилизационном котле влага превращается в пар и направляется в турбину, разделяясь по дороге на два потока. Первый — энергетический — попадает в камеру сгорания и дает возможность получить дополнительную мощность. Второй — экологический — поступает в топливные форсунки турбины и, в конечном счете, приводит к резкому уменьшению вредных выбросов.
«Водолей» окупается за 3-4 года. К тому же его конструкция имеет потенциальные резервы. Сегодня ГК «Укртрансгаз» рассматривает вопрос установки еще нескольких таких агрегатов на своих компрессорных станциях.
— Говоря о путях модернизации нашей ГТС, необходимо затронуть еще один немаловажный аспект, — продолжает Анатолий Боцула. — В последние годы муссируется идея перевода газоперекачивающих агрегатов на электропривод (вместо газотурбинного), причем импортного производства, ибо своего производства мощных регулируемых электродвигателей Украина не имеет. При этом не учитывается, что КПД электроприводных агрегатов с учетом потерь при выработке, транспортировке электроэнергии и ее многократных преобразований составляет всего 22-24%. Это уровень экономичности самых устаревших и физически изношенных газотурбинных приводов. Реализация такого подхода, на мой взгляд, нанесет ГТС большой вред. Электроэнергия сама по себе дороже газа. По расчетам специалистов, при цене газа до 400 долларов за тысячу кубов использование электропривода ГПА экономически нецелесообразно.
В мире количество стран, имеющих полный цикл разработки и изготовления газотурбинных двигателей, по последней информации, сократилось до шести. Среди них и Украина с такими предприятиями, как «Заря-Машпроект», «Мотор Cич» и «Прогресс». Имея такие возможности, есть ли смысл переходить на электропривод, к тому же импортный? Тем более что николаевские машиностроители, занимаясь выпуском высокотехнологичной продукции, обеспечивают заказами, а значит и работой, еще целый ряд предприятий-смежников.
Справка «УТГ»
ГП НПКГ «Заря-Машпроект» — один из лидеров мирового газотурбостроения. Здесь проектируют и изготавливают газовые турбины для судостроения, электроэнергетики, газотранспортных магистралей. Продукция предприятия поставляется в Россию, Белоруссию, Индию, Китай, Вьетнам, Сингапур, Южную Корею, Иран и другие страны. Более 98% объема продаж предприятия составляет экспорт.
Сейчас на бюджетообразующем в регионе предприятии работает около 12 тысяч человек.
