Высокий класс

В соответствии с научно-технической политикой крупнейшего газового концерна страны - ПАО "Газпром" в области газоперекачивающей техники, одно из направлений деятельности предприятий НПК "Пермские моторы" - АО "ОДК-Авиадвигатель" и АО "ОДК-ПМ" (входят в Объединенную двигателестроительную корпорацию Ростеха) - для обеспечения потребности заказчика в современном высокоэффективном оборудовании - это совершенствование экологических характеристик газотурбинных установок.

О том, как проводится эта работа, рассказывают заместитель генерального конструктора - главный конструктор приводных ГТУ для ГПА и объектов их применения АО "ОДК-Авиадвигатель", директор программы ГТУ для ГПА АО "ОДК-Пермские моторы" Максим Снитко и начальник отделения газотурбинных установок для ГПА и объектов их применения АО "ОДК-Авиадвигатель" Павел Морозов.

В ноябре 2021 года на компрессорной станции "Чайковская" ООО "Газпром трансгаз Чайковский" были успешно завершены приемочные испытания ГТУ-16ПМ мощностью 16 мегаватт с одномодульной малоэмиссионной камерой сгорания (МЭКС). Газотурбинная установка с МЭКС подтвердила все заявленные разработчиком характеристики и рекомендована к серийному производству. К сожалению, МЭКС данной конструкции нельзя применить в составе наиболее мощных и экономичных двигателей в линейке ГТУ на базе ПС-90А мощностью 25 мегаватт в связи с более высокими параметрами термодинамического цикла.

Создание МЭКС для ГТУ мощностью 25 мегаватт ведется в "ОДК-Авиадвигатель" с 2013 года. Специалисты пермского КБ пересмотрели основы, заложенные в МЭКС для ГТУ-16ПМ. В результате был осуществлен переход от конструкции МЭКС с одномодульным фронтовым устройством, устанавливаемым на каждой жаровой трубе, к конструкции с многомодульным фронтовым устройством.

Выполнен большой объем расчетных, конструкторских, экспериментальных работ по созданию и доводке прототипа МЭКС, определивший ее конструктивный облик и позволивший в 2020 году выйти на подписание с ПАО "Газпром" решения "О порядке внедрения ГТУ-25П с МЭКС в составе ГПА, проведении приемо-сдаточных, предварительных, приемочных испытаний и дальнейшей эксплуатации на объектах ПАО "Газпром".

Для проведения эксплуатационных и ресурсных испытаний головного образца ГТУ-25ПМ с МЭКС был определен газоперекачивающий агрегат ГПА-25Р-ПС на КС "Игринская" "Газпром трансгаз Чайковский" - давнего и надежного партнера предприятий научно-производственного комплекса "Пермские моторы".

Для внедрения ГТУ с МЭКС в газоперекачивающий агрегат специалисты "ОДК-Авиадвигатель" разработали комплект конструкторской документации, в том числе технические условия на опытно-промышленную партию двигателей, технические условия на доработку ГПА, руководство по технической эксплуатации, комплект программ и методик проведения испытаний и определения характеристик двигателя. Все программы и методики прошли техническую экспертизу в ООО "Газпром ВНИИГАЗ" и согласованы с ПАО "Газпром".

Особенностью ввода в эксплуатацию головного образца ГТУ-25ПМ с малоэмиссионной камерой сгорания стал тот факт, что ее внедрение выполнено в конструкцию уже эксплуатируемого серийного двигателя ПС-90ГП-25, имевшего к тому моменту наработку свыше 35 тысяч часов.

Доработку двигателя под МЭКС выполнили специалисты КБ после того, как двигатель прошел капитальный ремонт на серийном заводе-изготовителе "ОДК-ПМ". Она заключалась в замене узла серийной камеры сгорания на узел МЭКС, модернизации соплового аппарата первой ступени турбины газогенератора, трубопроводных коммуникаций, электропроводки и теплозащитных экранов.

Двигатель ПС-90ГП-25ПМ с МЭКС. Фото: "ОДК-Пермские моторы"

После дооборудования под МЭКС газогенератор двигателя в декабре 2021 года прошел заводские приемо-сдаточные испытания на стенде "ОДК-Авиадвигатель". По заключению "Газпром ВНИИГАЗ", в ходе испытаний подтвердилось соответствие основных параметров двигателя и уровня эмиссии вредных веществ требованиям технических условий - это содержание оксидов азота NOx не более 50 милиграммов на кубический метр и содержание оксида углерода СО не более 100 милиграммов на кубометр.

Двигатель ПС-90ГП-25ПМ с МЭКС рекомендован к проведению предварительных и приемочных испытаний в составе ГПА на компрессорной станции и отгружен на объект эксплуатации.

На сегодня на КС "Игринская" уже завершена доработка ГПА в части внедрения систем, обеспечивающих работу ГТУ с МЭКС, проведены подготовительные пусконаладочные работы и предварительные испытания в соответствии с комплектом программ и методик, включая эксплуатационные 72-часовые испытания при работе в режиме "Магистраль". По результатам предварительных испытаний подтверждено соответствие основных параметров двигателя и уровня эмиссии вредных веществ требованиям технических условий.

Сейчас идут длительные испытания для подтверждения эксплуатационной надежности двигателя, а также приемочные испытания, в ходе которых будет повторно подтверждено соответствие техническим условиям теплотехнических, эмиссионных и других характеристик двигателя и газоперекачивающего агрегата. Успешное проведение длительных и приемочных испытаний позволит начать серийное производство ГТУ-25ПМ на базе двигателя ПС-90ГП-25ПМ.

Газотурбинную установку мощностью 25 мегаватт с МЭКС можно будет использовать на вновь вводимых объектах заказчиков, а также для модернизации при очередном ремонте работающих в настоящее время серийных ГТУ-25П с двигателями ПС-90ГП-25П.

Справка

ГТУ-25П создана на базе газогенератора авиадвигателя ПС-90А, который поднимает в небо современные российские самолеты типа Ил-96, Ту-204, Ту-214. Установки номинальной мощностью 25 МВт используются в составе ГПА нового поколения, для модернизации существующего газоперекачивающего оборудования, а также для газотурбинных электростанций. ГТУ-25П признана самым эффективным российским приводом. Серийно выпускается АО "ОДК-Пермские моторы" с 2004 года. На сегодняшний день на объектах транспорта газа работают 124 установки суммарной мощностью 3 100 МВт, их общая наработка превысила 1,5 миллиона часов.

Прогресс технологий транспортировки природного газа - увеличение давления до 14,7 МПа и расстояния между КС - обусловливает дальнейшее увеличение единичной мощности применяемой газокомпрессорной техники. Это означает, что потребность в пермских ГТУ мощностью 25 МВт не только сохранится, но и возрастет.

С 2008 года пермские моторостроители производят газотурбинные энергоустановки ГТЭ-25П и ГТЭ-25ПА, которые используются как приводы электрогенераторов газотурбинных электростанций ГТЭС-25П/ПА. Основными потребителями энергетического оборудования стали предприятия ПАО "ЛУКОЙЛ". Сегодня 26 ГТЭ суммарной мощностью 659 МВт отработали более 800 тысяч часов, вырабатывая электроэнергию и тепло для потребителей.

На правах рекламы