Газовые турбины и газотурбинные установки малой мощности на российском рынке. Что грозит Siemens

История с поставками турбин Siemens в Крым может получить политическое продолжение. ФРГ предлагает ЕС наложить санкции на несколько граждан России, а сам немецкий концерн не исключает внутренних кадровых перестановок в связи со скандалом. Однако пока все громкие заявления делают неназванные источники, Кремль не видит оснований давать официальные комментарии на этот счет, а Минэнерго намерено запустить новую генерацию в Крыму в срок.

Германия предложила наложить санкции на 3-4 граждан РФ из-за скандала с турбинами Siemens, которые, как заверяет концерн, были поставлены в Крым в обход санкций и без ведома производителя. Как пишет в понедельник агентство Reuters со ссылкой на собственные источники, ФРГ внесла соответствующее предложение на рассмотрение ЕС.

По словам одного высокопоставленного диписточника в Брюсселе, в санкционный список могут быть включены сотрудники из министерства энергетики РФ и российская компания, которая перевозила турбины.

Предположительно, этот вопрос будет рассматриваться на заседании Еврокомиссии в среду, когда также предполагается обсудить ответные меры ЕС в отношении США за ужесточение антироссийских санкций, в том числе направленных против «Северного потока-2». Еврокомиссия пока официально не комментирует эту информацию.

Заместитель официального представителя кабмина ФРГ Ульрике Деммер заявила, что решение об ответных мерах на поставки турбин Siemens в Крым пока не принято.

«Меры в ответ на эти неприемлемые действия в настоящее время еще обсуждаются», - цитируют Деммер РИА «Новости» .

В Кремле предпочли воздержаться от каких-либо комментариев по этому поводу.

«Не считаем возможным комментировать сообщение Reuters, которое не содержит какой-то ссылки на хоть какой-то внятный источник. Зачастую, подобные сообщения потом оказывались фейковыми. Поэтому, не считаем возможным это комментировать», - сказал журналистам пресс-секретарь президента Дмитрий Песков .

Между тем, в воскресенье вечером немецкая газета Handelsblatt со ссылкой на собственные источники, сообщила, что скандал с турбинами может иметь и «кадровые последствия» для Siemens.

«Несмотря на то, что компания считает себя жертвой, кадровые последствия не исключаются», - отмечает издание, подчеркивая, что тема с турбинами в Крыму сейчас очень активно обсуждается в руководстве концерна. Некоторые менеджеры обвиняют главу российского подразделения Дитриха Мёллера в том, что он недостаточно быстро отреагировал на первые сведения о возможных нарушениях санкционого режима и не сразу организовал проверку.

После этой истории Siemens, подчеркивает издание, намерен создать новый механизм контроля над установкой своего оборудования и тщательно отслеживать его перемещение. В промышленных кругах ФРГ уверены, что Siemens будет скорее мириться с серьезными финансовыми потерями, но не станет рисковать репутацией на рынке.

Представитель компании Siemens Филипп Энч также отказался комментировать эти сведения, подчеркнув, что свою позицию компания представила в пятницу.

Тогда германский концерн заявил о приостановке поставок энергооборудования российским фирмам и запустил процедуру разрыва лицензионных соглашений с российскими компаниями в области поставок оборудования для электростанций.

Siemens утверждает, что в Крым незаконно попали все четыре газовые турбины, «которые были поставлены летом 2016 года для проекта в Тамани». «Это грубое нарушение контрактов на поставку Siemens… и правил ЕС», - говорится в пресс-релизе концерна.

Немецкая компания отмечает, что продолжит уголовное преследование должностных лиц клиента («Технопромэкспорт»), которые отвечали за перемещение турбин в Крым, а также судебный процесс, призванный предотвратить поставки нового оборудования на полуостров и обеспечить возврат уже поставленного. Компания подтвердила планы продать долю в российском СП «Интеравтоматика».

Наряду с этими жесткими заявлениями в Siemens подчеркнули, что не собираются уходить с российского рынка, но ужесточат правила работы в стране: все новые проекты Siemens по созданию газотурбинного оборудования в России будут реализовываться только через совместное предприятие с «Силовыми машинами » - «Сименс технологии газовых турбин» - и собственный филиал в России. И контроль за ними будет ужесточен.

Также Siemens обновил свое предложение об обратном выкупе оборудования для таманской станции и аннулировании контракта. В тот же день замминистра энергетики России заявил, что ситуация с намерением Siemens не допустить установку своих турбин в Крыму не повлияет на срок запуска электростанций, который намечен на первый квартал 2018 года

«Оборудование, которое установлено [в Крыму], произведено в Российской Федерации. Наша основная задача - чтобы в первом квартале 2018 года станции начали вырабатывать генерацию. Другого плана нет. Крым - российская территория, и нам нужно ее обезопасить», - сказал он.

Министр промышленности и торговли РФ Денис Мантуров в связи со скандалом также подчеркнул, что российская сторона обеспечила максимальную юридическую корректность при использовании технологий Siemens в производстве турбин для ТЭС в Крыму. Симферопольская и Севастопольская ТЭС, по его словам, будут оснащены турбинами российского производства, но с использованием элементов зарубежного.

Основная информация о турбине Siemens SGT-200

SGT-200 (старое название Tornado) – это промышленная газовая турбина Siemens мощностью 6,8/7,7 МВт, на различных видах топлива. Турбина отличается превосходной надежностью и отличным соотношением масса-мощность.

Турбина SGT-200 – это уникальное сочетание проверенной надежности с новыми технологиями. В декабре 1983-го года за турбину Tornado компания-производитель Ruston (теперь входит в состав Siemens) была удостоена престижной британской премии МакРоберта, которую вручают за самые перспективные инновации.

SGT-200 полностью оправдала оказанное высокое доверие миллионами часов эффективной работы. На сегодняшний день было продано более 430 турбин SGT-200. Общая наработка поставленных турбин составляет около 30 миллионов эквивалентных часов.

Преимущества

• Высокая стабильность работы
• Экономичность
• Низкоэмиссионная камера сгорания для газового с системой сухого снижения концентрации вредных веществ в выхлопных газах Dry Low Emissions (DLE)
• Единая смазочная система
• Удобство транспортирования и обслуживания

Конструкция и технические характеристики

Газовая турбина Siemens SGT-200 выпускается в одновальном (6,8 МВт) и в двухвальном (7,7 МВт) исполнении.

Одновальная турбина SGT-200-1S

Двухвальная турбина SGT-200-2S

Одновальная версия состоит из компрессора, камеры сгорания и турбины, а также высокопрочных кожухов. Такая простая конструкция позволяет выполнять полное обслуживание турбины на месте установки. Отличная реакция на изменения нагрузки обеспечивает стабильность во всех сферах применения.

Двухвальная версия имеет в своем составе как турбину высокого давления (ТВД), так и свободную турбину. Двухвальное исполнение характеризуется гибкостью регулирования основных рабочих параметров турбины.

Турбина Siemens SGT-200 может работать как на жидком, так и на газообразном (включая водород) топливе, также доступен двухтопливный режим работы камеры сгорания.

Компрессор
15-ступенчатый околозвуковой осевой компрессор . Лопатки статора и ротора изготовлены из стали 17-PH. Компрессор оборудован вращающимся диффузором. Кожухи компрессора разделены как по вертикали, так и по горизонтали.

Камера сгорания
Камера сгорания состоит из 8 противоточных трубчатых камер с перекрестным зажиганием. Доступ к камерам осуществляется путем разделения корпуса. Камеру можно снять, извлекши горелку . Таким образом, демонтаж выполняется без нарушения каких-либо трубных соединений.

Турбина
Сопловые и рабочие лопатки первой ступени имеют воздушное охлаждение, что обеспечивает требуемую длительность работы 40000 часов.

Силовая турбина
Конструкция силовой турбины схожа с конструкцией ТВД и состоит из двух ступеней сопловых и рабочих лопаток.

Принцип действия

Воздух поступает в фильтр и проходит через улитку.

Через направляющий аппарат воздушный поток попадает в 15-ступенчатый осевой компрессор, где воздух сжимается с соотношением 12,3:1.

Образованная при перемешивании с топливом топливовоздушная смесь непрерывно сжигается, приводя в действие турбину.

Горячие газы отводятся через выхлопную систему и могут быть использованы в котле-утилизаторе.

Комплектация и сферы применения

Одновальная версия турбины используется для электрогенерации и когенерации в установках простого и комбинированного цикла; морских и наземных объектах нефтегазовой отрасли.

Двухвальная версия турбины SGT-200 разработана для приведения в действие насосов и компрессоров, то есть эксплуатации в качестве механического привода.

Разработка новых типов ГТУ, растущие темпы спроса на газ по сравнению с другими видами топлива, масштабные планы промышленных потребителей по созданию собственных мощностей обуславливают растущий интерес к газотурбинному строительству.

Р ынок малой генерации имеет большие перспективы развития. Эксперты прогнозируют увеличение спроса на распределенную энергетику с 8% (на текущий момент) до 20% (к 2020 году). Подобная тенденция объясняется сравнительно низким тарифом на электроэнергию (в 2-3 раза ниже, чем тариф на э/энергию от централизованной сети). Кроме этого, по словам Максима Загорнова, члена генерального совета «Деловой России», президента Ассоциации малой энергетики Урала, директора группы компаний «МКС», малая генерация надежнее сетевой: в случае аварии на внешней сети снабжение электроэнергией не прекращается. Дополнительное преимущество децентрализованной энергетики - скорость ввода в эксплуатацию: 8-10 месяцев в отличие от 2-3 лет создания и присоединения сетевых линий.

Сопредседатель комитета «Деловой России» по энергетике Денис Черепанов утверждает, что за собственной генерацией будущее. По словам первого заместителя председателя комитета Государственной Думы по энергетике Сергея Есякова, в случае распределенной энергетики в цепочке «энергия - потребитель» решающим звеном является именно потребитель, а не энергетика. При собственной генерации электроэнергии потребитель заявляет необходимые мощности, комплектации и даже вид топлива, экономя, при этом, на цене киловатта полученной энергии. Кроме прочего, эксперты считают, что можно получить дополнительную экономию, если реализовать работу энергоустановки в режиме когенерации: утилизированная тепловая энергия пойдет на отопление. Тогда срок окупаемости генерирующей энергоустановки значительно снизится.

Наиболее активно развивающимся направлением распределенной энергетики является строительство газотурбинных электростанций малой мощности. Газотурбинные электростанции предназначены для эксплуатации в любых климатических условиях в качестве основного или резервного источника электроэнергии и тепла для объектов производственного и бытового назначения. Использование таких электростанций в отдаленных районах позволяет получить значительную экономию средств за счет исключения издержек на строительство и эксплуатацию протяженных линий электропередач, а в центральных районах - повысить надежность электрического и теплового снабжения как отдельных предприятий и организаций, так и территорий в целом. Рассмотрим некоторые газовые турбины и газотурбинные установки, которые предлагают для строительства газотурбинных электростанций на рынке России известные производители.

General Electric

Решения GE на основе аэропроизводных турбин отличаются высокой надежностью и подходят для применения в целом ряде отраслей: от нефтегазой промышленности до ЖКХ. В частности, в малой генерации активно используются газотурбинные установки GE семейства LM2500 мощностью от 21 до 33 МВт и КПД до 39%. LM2500 применяют в качестве механического привода и привода электрогенератора, они работают на электростанциях в простом, комбинированном цикле, режиме когенерации, морских платформах и трубопроводах.

За последние 40 лет турбины GE данной серии являются наиболее продаваемыми в своем классе. Всего в мире установлено более 2000 турбин данной модели с общей наработкой более 75 миллионов часов.

Основные характеристики турбин LM2500: легковесная и компактная конструкция для быстрого монтажа и простоты обслуживания; выход на полную мощность с момента запуска за 10 минут; высокие показатели КПД (в простом цикле), надежности и доступности в своем классе; возможность использования двухтопливных камер сгорания для дистиллята и природного газа; возможность использования в качестве топлива керосина, пропана, коксового газа, этанола и СПГ; низкий уровень выбросов NOx с использованием камер сгорания DLE или SAC; коэффициент надежности - более 99%; коэффициент готовности - более 98%; выбросы NOx - 15 ppm (модификация DLE).

Для обеспечения клиентов надежной поддержкой на всем протяжении жизненного цикла генерирующего оборудования GE открыла специализированный Центр энергетических технологий в Калуге. Он предлагает заказчикам современные решения для обслуживания, инспекции и ремонта газовых турбин. На предприятии внедрена система менеджмента качества в соответствии со стандартом ISO 9001.

Kawasaki Heavy Industries

Японская компания Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (KHI) - многопрофильная машиностроительная компания. Важное место в ее производственной программе занимают газовые турбины.

В 1943 году Kawasaki создала первый в Японии газотурбинный двигатель и в настоящее время является одним из признанных мировых лидеров в производстве ГТУ малой и средней мощности, накопив референции по более, чем 11 000 установок.

Имея в приоритете экологичность и эффективность, компания достигла больших успехов в развитии газотурбинных технологий и активно ведет перспективные разработки, в том числе, в области новых источников энергии в качестве альтернативы ископаемому топливу.

Имея в активе хорошие наработки в криогенных технологиях, технологиях производства, хранения и транспортировки сжиженных газов, Kawasaki ведет активные исследования и ОКР в области применения водорода как топлива.

В частности, уже сейчас компания имеет опытные образцы турбин, использующих водород как добавку к метановому топливу. В перспективе ожидаются турбины, для которых, намного более калорийный и абсолютно экологически безопасный, водород заменит углеводороды.

ГТУ Kawasaki серий GPB спроектированы для работы в базовой нагрузке, включая как параллельные, так и изолированные схемы взаимодействия с сетью, при этом основу мощностного ряда составляют машины от 1,7 до 30 МВт.

В модельном ряду есть турбины, использующие для подавления вредных выбросов инжекцию пара, и применяющие доработанную инженерами компанию технологию DLE.

Электрический КПД, в зависимости от цикла генерации и мощности, соответственно, от 26,9% у GPB17 и GPB17D (турбины M1A-17 и M1A-17D) до 40,1% у GPB300D (турбина L30A). Электрическая мощность - от 1700 до 30 120 кВт; тепловая мощность - от 13 400 до 8970 кДж/кВтч; температура выхлопных газов - от 521 до 470°С; расход выхлопных газов - от 29,1 до 319,4 тыс. м3/ч; NOx (при 15% О2) - 9/15 ppm для газовых турбин M1А-17D, М7А-03D, 25 ppm - для турбины M7A-02D и 15 ppm для турбин L20A и L30A.

По эффективности ГТУ Kawasaki, каждая в своем классе, являются либо мировым лидером, либо одним из лидеров. Общая тепловая эффективность энергоблоков в когенерационных конфигурациях достигает 86-87%. Ряд ГТУ компания выпускает в двухтопливном (природный газ и жидкое топливо) исполнении с автоматическим переключением. У российских потребителей в настоящий момент наиболее востребованы три модели ГТУ - GPB17D, GPB80D и GPB180D.

Газовые турбины Kawasaki отличают: высокая надежность и большой ресурс; компактный дизайн, что особенно привлекательно при замене оборудования существующих генерирующих мощностей; удобство обслуживания за счет разрезной конструкции корпуса, съемных горелок, оптимально расположенных инспекционных отверстий и др., что упрощает осмотр и техобслуживание, в том числе силами персонала пользователя;

Экологичность и экономичность. Камеры сгорания турбин Kawasaki спроектированы с применением самых передовых методов, что позволило оптимизировать процесс горения и достичь лучших показателей эффективности турбины, а также уменьшить содержание NOx и других вредных веществ в выхлопе. Экологические показатели улучшены также за счет применения доработанной технологии сухого подавления выбросов (DLE);

Возможность использования широкого спектра топлив. Могут применяться природный газ, керосин, дизельное топливо, легкие мазуты типа «А», а также попутный нефтяной газ;

Надежное послепродажное обслуживание. Высокий уровень обслуживания, включая бесплатную систему онлайн-мониторинга (TechnoNet) с предоставлением отчетов и прогнозов, техническую поддержку силами высококвалифицированного персонала, а также замену по трейд-ин газотурбинного двигателя в ходе капитального ремонта (простой ГТУ сокращается до 2-3 недель) и т.д.

В сентябре 2011 г. Kawasaki представила новейшую систему камеры сгорания, позволившую опустить уровень выбросов NOx до менее чем 10 ppm для газотурбинного двигателя M7A-03, что даже ниже, чем требуют нынешние нормативы. Один из подходов компании к проектированию состоит в том, чтобы создавать новую технику, отвечающую не только современным, но и будущим, более жестким, требованиям к экологическим показателям.

В высокоэффективной ГТУ GPB50D класса 5 МВт с турбиной Kawasaki M5A-01D применены новейшие апробированные технологии. Высокая эффективность установки делает ее оптимальной для электро- и когенерации. Также компактный дизайн GPB50D особенно выгоден при модернизации существующих предприятий. Номинальный электрический КПД 31,9% - лучший в мире среди установок класса 5 МВт.

Турбина M1A-17D за счет применения камеры сгорания оригинальной конструкции с сухим подавлением выбросов (DLE) имеет отличные для своего класса показатели экологичности (NOx < 15 ppm) и эффективности.

Сверхнизкий показатель массы турбины (1470 кг), минимальный в классе, обусловлен широким применением композитных материалов и керамики, из которых изготовлены, например, лопатки рабочего колеса. Керамика более устойчива к работе при повышенных температурах, менее склонна к загрязнению, чем металлы. ГТУ имеет электрический КПД близкий к 27%.

В России к настоящему времени Kawasaki Heavy Industries, Ltd. в сотрудничестве с российскими компаниями реализовала ряд успешных проектов:

Мини-ТЭС «Центральная» во Владивостоке

По заказу АО «Дальневосточной энергетической управляющей компании» (АО «ДВЭУК») для ТЭС «Центральная» поставлено 5 ГТУ GPB70D (M7A-02D). Станция обеспечивает электроэнергией и теплом потребителей центральной части застройки острова Русский и кампус Дальневосточного федерального университета. ТЭС «Центральная» - первый энергообъект в России с турбинами Kawasaki.

Мини-ТЭС «Океанариум» во Владивостоке

Этот проект также осуществлен ОАО «ДВЭУК» для энергоснабжения расположенного на острове научно-образовательного комплекса «Приморский океанариум». Поставлено две ГТУ GPB70D.

ГТУ производства Kawasaki в ПАО «Газпром»

Российский партнер Kawasaki, ООО «МПП Энерготехника», на основе газовой турбины M1A-17D выпускает контейнерную электростанцию «Корвет 1,7К» для установки на открытых площадках с диапазоном температур окружающего воздуха от -60 до + 40 °С.

В рамках договора о сотрудничестве разработаны и на производственных мощностях «МПП «Энерготехника» собраны пять ЭГТЭС КОРВЕТ-1,7К. Зоны ответственности компаний в данном проекте распределялись следующим образом: Kawasaki поставляет газотурбинный двигатель M1A-17D и системы управления турбиной, Siemens AG - высоковольтный генератор. ООО «МПП «Энерготехника» производит блок-контейнер, выхлопное и воздухозаборное устройство, систему управления энергоблоком (в том числе систему возбуждения ШУВГм), электротехническое оборудование - основное и вспомогательное, комплектует все системы, осуществляет сборку и поставку комплектной электростанции, а также - реализацию АСУ ТП.

ЭГТЭС Корвет-1,7К прошла межведомственные испытания и рекомендована для применения на объектах ПАО «Газпром». Газотурбинный энергоблок разработан ООО «МПП «Энерготехника» по техническому заданию ПАО «Газпром» в рамках Программы научно-технического сотрудничества ПАО «Газпром» и Агентства природных ресурсов и энергетики Японии.

Турбина для ПГУ 10 МВт в НИУ МЭИ

Kawasaki Heavy Industries Ltd., изготовила и поставила комплектную газотурбинную установку GPB80D номинальной мощностью 7,8 MВт для Национального Исследовательского Университета «МЭИ», расположенного в Москве. ТЭЦ МЭИ является учебно-практической и, вырабатывая электричество и тепло в промышленных масштабах, обеспечивает ими сам Московский энергетический институт и поставляет их в коммунальные сети г. Москвы.

Расширение географии проектов

Компания Kawasaki, обращая внимание на преимущества развития местной энергетики в направлении распределенной генерации, предложила начать реализацию проектов с применением газотурбинных установок минимальной мощности.

Mitsubishi Hitachi Power Systems

Модельный ряд турбин Н-25 представлен в диапазоне мощности 28-41 МВт. Полный комплекс работ по производству турбины, включая НИОКР и центр удаленного мониторинга, осуществляется на заводе в г. Хитачи, Япония, компанией MHPS (Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd.). Ее образование приходится на февраль 2014 г. благодаря слиянию генерирующих секторов признанных лидеров машиностроения Mitsubishi Heavy Industries Ltd. и Hitachi Ltd.

Модели H-25 нашли широкое применение по всему миру для работы как в простом цикле благодаря высокому КПД (34-37%), так и в комбинированном цикле в конфигурации 1×1 и 2×1 с КПД 51-53%. Имея высокие температурные показатели выхлопных газов, ГТУ также успешно зарекомендовала себя для работы в режиме когенерации с суммарным КПД станции более 80%.

Многолетние компетенции в производстве газовых турбин широкого диапазона мощностей и продуманный дизайн одновальной индустриальной турбины отличают Н-25 высокой надежностью с коэффициентом готовности оборудования более 99%. Суммарное время наработки модели превысило 6,3 млн ч за второе полугодие 2016 г. Современная ГТУ выполнена с горизонтальным осевым разъемом, что обеспечивает удобство ее обслуживания, а также возможность замены частей горячего тракта по месту эксплуатации.

Противоточная трубчато-кольцевая камера сгорания обеспечивает стабильное горение на различных видах топлива, таких как природный газ, дизельное топливо, сжиженный нефтяной газ, уходящие топочные газы, коксовый газ и пр. Камера может быть выполнена в варианте с диффузионным режимом горения, а также сухой низкоэмиссионной предварительного смешивания газовоздушной смеси (DLN). Газотурбинный двигатель H-25 представляет собой 17-ступенчатый осевой компрессор, соединенный с трехступенчатой активной турбиной.

Примером надежной эксплуатации ГТУ Н-25 на объектах малой генерации в России является работа в составе когенерационного блока для собственных нужд завода АО «Аммоний» в г. Менделеевске, Республика Татарстан. Когенерационный блок обеспечивает производственную площадку электроэнергией 24 МВт и паром 50 т/ч (390°С / 43 кг/см3). В ноябре 2017 г. на площадке была успешно проведена первая инспекция системы сгорания турбины, подтвердившая надежную работу узлов и агрегатов машины в условиях высоких температур.

В нефтегазовом секторе ГТУ Н-25 были применены для работы площадки объединенного берегового технологического комплекса (ОБТК) Сахалин II компании «Сахалин Энерджи Инвестмент Компани, Лтд.» ОБТК расположен в 600 км к северу от Южно-Сахалинска в районе выхода на берег морского газопровода и является одним из наиболее важных объектов компании, отвечающим за подготовку газа и конденсата для последующей передачи по трубопроводу на терминал отгрузки нефти и завод по производству СПГ. В состав технологического комплекса входят четыре газовые турбины Н-25, находящиеся в промышленной эксплуатации с 2008 г. Когенерационный блок на базе ГТУ Н-25 максимально интегрирован в комплексную энергосистему ОБТК, в частности, тепло выхлопных газов турбины используется для подогрева сырой нефти для нужд нефтепереработки.

Промышленные генераторные газотурбинные установки «Сименс» (далее ГТУ) помогут справиться с трудностями динамично развивающегося рынка распределенной генерации. ГТУ единичной номинальной мощностью от 4 до 66 МВт полностью отвечают высоким требованиям в области промышленной комбинированной выработки энергии, в плане эффективности станции (до 90%), надежности эксплуатации, гибкости обслуживания и экологической безопасности, обеспечивая низкие затраты при полном сроке эксплуатации и высокую отдачу от инвестиций. Опыт компании «Сименс» в области строительства промышленных ГТУ и строительства ТЭС на их базе, насчитывает более чем 100 лет.

ГТУ «Сименс» мощностью от 4 до 66 МВт используются небольшими энергокомпаниями, независимыми производителями электроэнергии (например, промышленными предприятиями), а также в нефтегазовой отрасли. Применение технологий распределенной генерации электроэнергии с комбинированной выработкой тепловой энергии, позволяет отказаться от инвестирования в многокилометровые линии электропередач, минимизировав расстояние между источником энергии и объектом, ее потребляющим, достичь серьезной экономии средств, покрыв отопление промышленных предприятий и объектов инфраструктуры за счет утилизации тепла. Стандартная Мини-ТЭС на базе ГТУ «Сименс» может быть построена в любом месте, где есть доступ к источнику топлива, или оперативного его подвода.

SGT-300 - промышленная ГТУ с номинальной электрической мощностью 7,9 МВт (см. табл. 1), сочетает простую надежную конструкцию и новейшие технологии.

Таблица 1. Характеристики SGT-300 для механического привода и производства энергии

1) Электрическая 2) На валу

Рис. 1. Конструкция газогенератора SGT-300

Для промышленной генерации энергии применяется одновальный вариант ГТУ SGT-300 (см. рис. 1). Она идеально подходит для комбинированного производства тепловой и электрической энергии (ТЭС). ГТУ SGT-300 является промышленной ГТУ, изначально спроектированной для генерации и обладает следующими эксплуатационными преимуществами для эксплуатирующих организаций:

Электрический КПД - 31%, что в среднем выше на 2-3% КПД ГТУ меньшей мощности, благодаря более высокому значению КПД достигается экономический эффект на экономии топливного газа;

Газогенератор укомплектован низкоэмиссионной сухой камерой сгорания по технологии DLE, что позволяет достичь уровня выбросов NOx и CO, более чем в 2,5 раза ниже установленных нормативными документами;

ГТУ имеет хорошие динамические характеристики благодаря одновальной конструкции и обеспечивает устойчивую работу генератора при колебаниях нагрузки внешней присоединенной сети;

Промышленная конструкция ГТУ обеспечивает длительный межремонтный ресурс эксплуатации и является оптимальной с точки зрения организации сервисных работ, которые проводятся на месте эксплуатации;

Существенное снижение пятна застройки, точно также, как и инвестиционных затрат, включающих приобретение общестанционного механического и электрического оборудования, его монтаж и пусконаладку, при применении решения на базе SGT-300 (рис. 2).

Рис. 2. Массогабаритные характеристики блока SGT-300

Общая наработка установленного парка SGT-300 составляет более 6 млн ч, с наработкой лидерного ГТУ 151 тыс. ч. Коэффициент готовности/доступности - 97,3%, коэффициент надежности - 98,2%.

Компания OPRA (Нидерланды) - ведущий поставщик энергетических систем на основе газовых турбин. OPRA разрабатывает, производит и продает современные газотурбинные двигатели мощностью около 2 МВт. Ключевым направлением деятельности компании является производство электроэнергии для нефтегазовой промышленности.

Надежный двигатель OPRA OP16 обеспечивает более высокую производительность при меньшей себестоимости и большем сроке службы, чем какая-либо другая турбина этого класса. Двигатель работает на нескольких видах жидкого и газобразного топлива. Существует модификация камеры сгорания с пониженным содержанием загрязняющих веществ в выхлопе. Энергоустановка OPRA OP16 1,5-2,0 МВт будет надежным помощником в суровых условиях эксплуатации.

Газовые турбины OPRA являются совершенным оборудованием для генерации электроэнергии в автономных электрических и когенерационных системах малой энергетики. Разработка конструкции турбины велась более десяти лет. Результатом стало создание простого, надежного и эффективного газотурбинного двигателя, включая модель с низкими выбросами вредных веществ.

Отличительной особенностью технологии преобразования химической энергии в электрическую в OP16 является запатентованная система управления подготовкой и подачей топливной смеси COFAR, которая обеспечивает режимы горения с минимальным образованием окислов азота и углерода, а также минимум несгоревших остатков топлива. Оригинальной является также запатентованная геометрия радиальной турбины и в целом консольная конструкция сменяемого картриджа, включающего вал, подшипники, центробежный компрессор и турбину.

Специалистами компаний «ОПРА» и «МЭС Инжиниринг» разработана концепция создания уникального единого технического комплекса мусоропереработки. Из 55-60 млн т всех ТБО, образующихся в России за год, пятая часть - 11,7 млн т - приходится на столичный регион (3,8 млн т - Московская область, 7,9 млн т - Москва). При этом за МКАД из Москвы вывозится 6,6 млн т бытовых отходов. Таким образом, в Подмосковье оседает более 10 млн т мусора. С 2013 г. в Московской области из 39 мусорных полигонов закрыты 22. Заменить их должны 13 мусоросортировочных комплексов, которые будут введены в 2018-2019 гг., а также четыре мусоросжигательных завода. Такая же ситуация происходит и в большинстве других регионов. Однако, не всегда строительство крупных мусороперерабатывающих заводов является выгодным, поэтому проблема мусоропереработки очень актуальна.

Разработанная концепция единого технического комплекса объединяет полностью радиальные установки ОПРА, обладающие высокой надежностью и эффективностью, с системой газификации/пиролиза компании «МЭС», которая позволяет обеспечить эффективное превращение различных видов отходов (включая ТБО, нефтешламы, загрязненную землю, биологические и медицинские отходы, отходы деревообработки, шпалы и т.д.) в отличное топливо для выработки тепла и электроэнергии. В результате продолжительного сотрудничества спроектирован и находится в стадии реализации стандартизированный комплекс переработки отходов производительностью 48 т/сут. (рис. 3).

Рис. 3. Общая планировка стандартного комплекса переработки отходов мощностью 48 т/сут.

В состав комплекса включается установка газификации МЭС с площадкой хранения отходов, две ГТУ ОПРА суммарной электрической мощностью 3,7 МВт и тепловой мощностью 9 МВт, а также различные вспомогательные и защитные системы.

Реализация подобного комплекса позволяет на площади 2 га получить возможность для автономного энерго- и теплоснабжения различных производственных и коммунальных объектов, решив при этом вопрос утилизации различных видов бытовых отходов.

Отличия разработанного комплекса от существующих технологий вытекают из уникального сочетания предлагаемых технологий. Малые (2 т/ч) объемы потребляемых отходов, наряду с малой требуемой площадью участка позволяют размещать данный комплекс непосредственно вблизи от небольших поселений, промышленных предприятий и т.п., значительно сэкономив средства на постоянную перевозку отходов к местам их утилизации. Полная автономность комплекса позволяет развернуть его практически в любой точке. Использование разработанного типового проекта, модульных конструкций и максимальная степень заводской готовности оборудования дает возможность максимально сократить сроки строительства до 1-1,5 лет. Применение новых технологий обеспечивает высочайшую экологичность комплекса. Установка газификации «МЭС» вырабатывает одновременно газовую и жидкую фракции топлива, а за счет двухтопливности ГТУ ОПРА они применяются одновременно, что повышает топливную гибкость и надежность энергоснабжения. Низкая требовательность ГТУ ОПРА к качеству топлива повышает надежность всей системы. Установка МЭС позволяет использовать отходы с влажностью до 85%, следовательно, не требуется сушка отходов, что повышает КПД всего комплекса. Высокая температура выхлопных газов ГТУ ОПРА позволяет обеспечивать надежное теплоснабжение горячей водой или паром (до 11 тонн пара в час при 12 бар). Проект является типовым и масштабируемым, что позволяет обеспечить утилизацию любого количества отходов.

Проведенные расчеты показывают, что стоимость выработки электроэнергии будет составлять от 0,01 до 0,03 евро за 1 кВтч, что показывает высокую экономическую эффективность проекта. Таким образом, компания «ОПРА» в очередной раз подтвердила свою направленность на расширение линейки применяемого топлива и повышение топливной гибкости, а также ориентацию на максимальное применение «зеленых» технологий в своем развитии.

Правообладатель иллюстрации Peter Kovalev/TASS Image caption Siemens - это крупнейший поставщик мощных турбин для электростанций

Немецкий концерн Siemens прекращает поставлять в Россию оборудование для электростанций по госзаказам из-за того, что четыре сделанные им турбины оказались в аннексированном Крыму. Фактически это означает, что с рынка уходит крупнейший поставщик турбин большой мощности.

Но все не так страшно: большая часть электростанций в России уже построена, а Siemens на рынке, по мнению экспертов, могут заменить другие иностранные компании.

Siemens в пятницу подтвердила, что в Севастополе оказались четыре турбины, которые были произведены на совместном предприятии Siemens и "Силовых машин" в Ленинградской области. Это, по мнению компании, нарушает условия контрактов с российскими партнерами.

Немецкая компания в ответ решила прекратить поставки в России оборудования для электростанций по госзаказам. Кроме того, компания отзывает лицензии, которые она выдала российским партнерам на поставку оборудования смешанного цикла - именно такое используется на современных электростанциях.

Siemens также отказывается от своей доли в российский компании "Интеравтоматика", но при этом пока не выходит из совместного предприятия с "Силовыми машинами", хотя раньше о таких планах сообщалось в СМИ.

На большинстве электростанций в России, которые были построены или модернизированы в последние годы, стоят турбины производства Siemens.

Русская служба Би-би-си разбиралась, как устроен российский рынок мощных турбин, какую роль на нем играет Siemens и что произойдет после ухода компании.

Крым вместо Тамани

Скандал вокруг поставок турбин в Крым в начале июля. Тогда агентство Рейтер сообщило о том, что в Крыму находятся газовые турбины, произведенные Siemens.

Это противоречит санкционному режиму в ЕС: после аннексии Крыма Россией в 2014 году поставлять на полуостров газовое оборудование запрещено. Агентство опубликовало фотографии турбин в порту Севастополя.

Компания Siemens, которой за подобные поставки грозят санкции в Европе, заявила, что не поставляла турбины в Крым. Как заявили в компании, партнеры в России уверяли их, что турбины не окажутся на обложенном санкциями полуострове.

В своих заявлениях немецкая компания также ссылается на условия контракта, согласно которым ее турбины не могли оказаться в Крыму. Турбины предназначались для объекта Тамань в Краснодарском крае.

Немецкая компания начала собственное расследование событий. Сначала она подтвердила, что в Крыму находятся как минимум две турбины из четырех, а в пятницу стало известно, что там оказались все четыре.

В итоге компания подала иски в Московский арбитражный суд в отношении трех компаний - ОАО "Технопромэкспорт", ООО "Технопромэкспорт" и ООО "Сименс технологии газовых турбин". С помощью этого иска компания пытается обеспечить возвращение турбин в Тамань.

21 июля Siemens сообщила, что разорвет лицензионное соглашение с российскими компаниями по поставкам оборудования для электростанций и разработает новые меры контроля. Поставки по госзаказам в Россию компания также приостановила.

Кто производит мощные газовые турбины в России и для чего они нужны?

Скандал с крымскими поставками SGT5-2000E производства Siemens мощностью 187 МВт.

Кроме Siemens крупными игроками на российском рынке такого оборудования являются также Alstom, General Electric (эти две компании объединились), Mitsubishi Hitachi Power Systems и некоторые китайские поставщики, рассказал старший аналитик компании "Атон" по нефтегазовому сектору Александр Корнилов.

По словам генерального директора инженерной компании Powerz Максима Муратшина, Россия практически на 100% зависит от импорта турбин высокой мощности. "Большинство электростанций построены Siemens", - добавил эксперт.

В России ведется разработка отечественных турбин большой мощности, но о серийном выпуске пока речи не идет. Первая такая турбина - ГТД-110 - была изготовлена в конце 90-х годов. Их даже установили на Рязанской ГРЭС и Ивановской ГРЭС, однако серийное производство не начинали, потому что машины часто ломались. Сейчас разрабатывается модернизированная версия турбины - ГТД-110М.

По словам Муратшина, эта турбина появится на рынке через несколько лет, пока она очень "сырая". Когда она появится, это будет полностью российский продукт, подчеркнул эксперт.

Иностранцы постепенно локализируют производство мощных газовых турбин в России. Примером этого как раз является совместное предприятие Siemens и "Силовых машин", которое оказалось в центре скандала, - ООО "Сименс технологии газовых турбин". Siemens принадлежат 65% предприятия, а еще 35% - у концерна "Силовые машины" Алексея Мордашова.

Еще один пример - совместный завод GE, группы "Интер РАО ЕЭС" и корпорации "Ростехнологии" в городе Рыбинск Ярославской области.

Обойдется ли Россия без турбин Siemens?

Siemens уходит с российского рынка в момент, когда спрос на турбины падает. "Потребность в новых турбинах уже не столь высока, как она была в 2007-2016 годы", - полагает Корнилов.

В последние годы в стране строились новые газовые электростанции и энергоблоки в рамках ДПМ (договоры предоставления мощности) - это фактически программа поддержки государством строительства новых электростанций и мощностей.

"Сейчас у нас избыток в генерации - около 30-40 ГВт по разным оценкам. Новая мощность не востребована", - соглашается управляющий партнер "Агентства энергетического анализа" Алексей Преснов. По его словам, спрос на турбины сегодня почти на нуле.

Преснов напоминает, что сейчас ведутся споры о модернизации существующих электростанций с 2020 года. Но пока никаких решений не принято.

В таких условиях, по мнению экспертов, Siemens легко заменят другими иностранными компаниями. "Если они не будут поставлять новые трубины, то будет поставлять General Electric", - полагает Муратшин.

"Мне кажется, эффект на Россию будет ограниченным, так как другие поставщики смогут заполнить пробел", - полагает консультант аналитической компании Frost & Sullivan Джонатан Робинсон. Среди тех, кто может заменить Siemens, Робинсон называет итальянскую Ansaldo и ее инвестора Shanghai Electric, а также японскую Misubishi Hitachi Power Systems.

Siemens пока не заявляла, что не будет обслуживать уже установленные турбины. Однако если такое заявление все же последует, это, по мнению Муратшина, будет серьезным ударом. Турбины - это сложное техническое устройство, объясняет эксперт.

Почему в России не развито производство мощных турбин

Электростанции, действующие сейчас в России, были построены в 60-80х-х годах прошлого века в СССР. Тогда создавали в основном тепловые станции, которые топят углем или газом.

Классические теплостанции работают в паросиловом цикле: топливом нагревают большие котлы с водой, а пар из котлов под давлением подается на лопатки турбины, которая вращает электрогенератор.

Поскольку уголь и газ были дешевыми, в СССР мало кто заботился об энергоэффективности. Коэффициент полезного действия станций паросилового цикла составляет около 30%.

В Европе ситуация с энергоресурсами была другая, что побуждало повышать эффективность выработки энергии. Также европейские страны в 80-е годы столкнулись с необходимостью менять устаревшие теплостанции.

В итоге машиностроительные компании начали разрабатывать более современные газовые турбины. По сравнению с паровыми они более маневренные, то есть их можно относительно быстро остановить и запустить.

Также паросиловой цикл заменили на парогазовый, в котором газовая турбина работает вместе с паровой турбиной. Последняя вращается паром от котла, который разогревается отработанными газами из газовой турбины.

Получается, что газы из газовой турбины не выбрасываются в воздух, а используются для выработки энергии. КПД таких установок достигает 60%.

"Мы всю эту тему газовых турбин и парогазового цикла в СССР в 80-х "проспали", - говорит Преснов. В 80-е у страны были дешевые газ и уголь, а в 90-е России было "не до того", говорит он.

Пока в России успешно освоили только производство турбин малой мощности - до 32 МВт, соглашается Максим Муратшин.

Россия нашла способ обойти западные санкции ради важнейшей государственной задачи – строительства крымских электростанций. Произведенные немецкой компанией «Сименс» турбины, необходимые для работы станций, доставлены на полуостров. Однако как получилось, что наша страна оказалась неспособна сама разрабатывать подобное оборудование?

Россия поставила две из четырех газовых турбин в Крым для использования на Севастопольской электростанции, сообщило накануне агентство Reuters со ссылкой на источники. По их данным, в порт Севастополя были доставлены турбины модели SGT5-2000E немецкого концерна Siemens.

Россия строит в Крыму две электростанции мощностью 940 мегаватт, и ранее поставки турбин Siemens на них были заморожены из-за западных санкций. Однако, судя по всему, выход был найден: эти турбины были поставлены некими сторонними компаниями, а не самой Siemens.

Российские компании серийно производят только турбины для электростанций малой мощности. Например, мощность газовой турбины ГТЭ-25П составляет 25 МВт. Но современные электростанции достигают мощности 400–450 МВт (как и в Крыму), и им нужны более мощные турбины – 160–290 МВт. Поставленная в Севастополь турбина имеет как раз нужную мощность 168 МВт. Россия вынуждена находить способы обойти западные санкции, чтобы выполнить программу по обеспечению энергетической безопасности Крымского полуострова.

Как же так получилось, что в России отсутствуют технологии и площадки по производству газовых турбин большой мощности?

После распада СССР в 90-х и начале 2000-х российское энергетическое машиностроение оказалось на грани выживания. Но потом началась массовая программа строительства электростанций, то есть появился спрос на продукцию российских машиностроительных заводов. Но вместо создания собственного продукта в России был выбран другой путь – и, на первый взгляд, очень логичный. Зачем изобретать велосипед, тратить много времени и денег на разработку, исследования и производство, если можно купить уже современное и готовое за рубежом.

«У нас в 2000-х понастроили газотурбинных электростанций с турбинами GE и Siemens. Тем самым они подсадили нашу и без того небогатую энергетику на иглу западных компаний. Теперь огромные деньги платятся за обслуживание иностранных турбин. Час работы сервисного инженера Siemens стоит как месячная зарплата слесаря этой электростанции. В 2000-е надо было не газотурбинные электростанции строить, а модернизировать наши основные генерирующие мощности», – полагает гендиректор инженерной компании Powerz Максим Муратшин.

«Я занимаюсь производством, и мне всегда обидно было, когда раньше высшее руководство говорило, что все за границей купим, потому что наши ничего не умеют. Сейчас все очнулись, но время упущено. Уже и спроса такого нет, чтобы создавать новую турбину взамен сименсовской. Но на тот момент можно было создать собственную турбину большой мощности и продать ее на 30 газотурбинных электростанций. Так бы сделали немцы. А русские просто купили эти 30 турбин у иностранцев», – добавляет собеседник.

Сейчас основная проблема в энергетическом машиностроении – износ машин и оборудования при отсутствии высокого спроса. Точнее, спрос есть со стороны электростанций, на которых надо срочно менять устаревшее оборудование. Однако денег у них на это нет.

«У электростанций не хватает денег на проведение масштабной модернизации в условиях жесткой тарифной политики, регулируемой государством. Электростанции не могут продавать электричество по такой цене, при которой смогли бы заработать на быструю модернизацию. У нас очень дешевое электричество по сравнению с западными странами», – говорит Муратшин.

Поэтому ситуацию в энергетической промышленности нельзя назвать радужной. Например, в свое время крупнейший в Советском Союзе завод по производству котлов «Красный котельщик» (входит в «Силовые машины») на пике производил 40 котлов большой мощности в год, а сейчас – всего один–два в год. «Нет спроса, и те мощности, которые были в Советском Союзе, утеряны. Но основные технологии у нас остались, поэтому в течение двух–трех лет наши заводы снова могут производить по 40–50 котлов в год. Это вопрос времени и денег. Но у нас же тянут до последнего, а потом за два дня хотят быстро все сделать», – переживает Муратшин.

Со спросом на газовые турбины еще сложнее, потому что вырабатывать электроэнергию на газовых котлах – дорогое удовольствие. Никто в мире не строит свою энергетику только на этом виде генерации, как правило, есть основная генерирующая мощность, а газотурбинные электростанции ее дополняют. Плюс газотурбинных станций в том, что они быстро подключаются и дают энергию в сеть, что важно в пиковые периоды потребления (утром и вечером). Тогда как, например, паровые или угольные котлы требуется готовить несколько часов. «Кроме того, в Крыму нет угля, зато есть собственный газ, плюс тянут газопровод с российского материка», – объясняет Муратшин логику, согласно которой для Крыма была выбрана именно электростанция на газе.

Но есть еще одна причина, почему Россия купила для строящихся в Крыму электростанций именно немецкие, а не отечественные турбины. Разработка отечественных аналогов уже ведется. Речь идет о газовой турбине ГТД-110М, которую модернизируют и дорабатывают в Объединенной двигателестроительной корпорации совместно с «Интер РАО» и Роснано. Эта турбина была разработана в 90-х и 2000-х, ее даже использовали на Ивановской ГРЭС и Рязанской ГРЭС в конце 2000-х. Однако продукт оказался со многими «детскими болезнями». Собственно, теперь НПО «Сатурн» и занимается их лечением.

А поскольку проект крымских электростанций крайне важен с очень многих точек зрения, судя по всему, ради надежности было решено не использовать для него сырую отечественную турбину. В ОДК объясняли, что не успеют доработать свою турбину до момента начала строительства станций в Крыму. К концу этого года будет создан только опытно-промышленный образец модернизированной ГТД-110М. Тогда как запуск первых блоков двух тепловых электростанций в Симферополе и Севастополе обещают к началу 2018 года.

Впрочем, если бы не санкции, то серьезных проблем с турбинами для Крыма не было бы. Более того, даже сименсовские турбины не чисто импортный продукт. Алексей Калачев из ИК «Финам» замечает, что турбины для крымских ТЭЦ можно было бы произвести в России, на питерском заводе «Сименс Технологии Газовых Турбин».

«Конечно, это дочернее предприятие Siemens, и наверняка какая-то часть комплектующих поставляется для сборки с европейских заводов. Но все же это совместное предприятие, и производство локализовано на российской территории и под российские потребности», – говорит Калачев. То есть Россия не просто закупает иностранные турбины, но и заставила иностранцев вложиться в производство на российской территории. По мнению Калачева, как раз создание СП в России с иностранными партнерами позволяет наиболее быстро и эффективно преодолевать технологическое отставание.

«Без участия зарубежных партнеров создание самостоятельных и полностью независимых технологий и технологических платформ теоретически возможно, но потребует значительного времени и средств», – поясняет эксперт. Причем деньги нужны не только на модернизацию производства, но и на подготовку кадров, НИОКР, инженерные школы и т. д. К слову, на создание турбины SGT5-8000H у Siemens ушло целых 10 лет.

Реальное же происхождение поставленных в Крым турбин оказалось вполне объяснимым. Как заявила компания «Технопромэкспорт», четыре комплекта турбин для энергообъектов в Крыму были закуплены на вторичном рынке. А он, как известно, под санкции не подпадает.