В России разучились делать газовые турбины для электростанций? Нужна ли России энергетическая газовая турбина отечественного производства

Непростая международная обстановка заставляет Россию форсировать программы импортозамещения, особенно в стратегических отраслях. В частности, для преодоления зависимости от импорта в энергетике Минэнерго и Минпромторг РФ разрабатывают меры поддержки отечественного турбостроения. Готовы ли российские производители, в том числе единственный в УрФО профильный завод, обеспечить растущую потребность в новых турбинах, выяснял корреспондент "РГ".

На новой ТЭЦ "Академическая" в Екатеринбурге в составе ПГУ работает турбина производства УТЗ. Фото: Татьяна Андреева/РГ

Председатель комитета по энергетике Госдумы Павел Завальный отмечает две главные проблемы энергетической отрасли - ее технологическую отсталость и высокий процент износа действующего основного оборудования.

По данным Минэнерго РФ, в России свыше 60 процентов энергетического оборудования, в частности турбин, выработало парковый ресурс. В УрФО, в Свердловской области таких более 70 процентов, правда, после ввода новых мощностей этот процент несколько снизился, но все равно старого оборудования достаточно много и его нужно менять. Ведь энергетика - не просто одна из базовых отраслей, здесь слишком высока ответственность: представьте, что будет, если зимой отключить свет и тепло, - говорит заведующий кафедрой "Турбины и двигатели" Уральского энергетического института УрФУ доктор технических наук Юрий Бродов.

По данным Завального, коэффициент использования топлива на российских ТЭЦ - чуть выше 50 процентов, доля считающихся наиболее эффективными парогазовых установок (ПГУ) - менее 15 процентов. Отметим, ПГУ вводили в России в строй в последнее десятилетие - исключительно на базе импортного оборудования. Ситуация с арбитражным иском Siemens по поводу якобы незаконной поставки их техники в Крым показала, какая это западня. Но решить проблему импортозамещения быстро вряд ли получится.

Дело в том, что если отечественные паровые турбины со времен СССР достаточно конкурентоспособны, то с газовыми дело обстоит гораздо хуже.

Когда перед Турбомоторным заводом (ТМЗ) в конце 1970-х - начале 1980-х была поставлена задача создания энергетической газовой турбины мощностью 25 мегаватт, на это ушло 10 лет (изготовлено три образца, требующих дальнейшей доводки). Последняя турбина выведена из эксплуатации в декабре 2012 года. В 1991-м начинали разработку энергетической газовой турбины на Украине, в 2001-м РАО "ЕЭС России" несколько преждевременно приняло решение об организации серийного производства турбины на площадке компании "Сатурн". Но до создания конкурентоспособной машины все еще далеко, - рассказывает кандидат технических наук Валерий Неуймин, ранее работавший заместителем главного инженера ТМЗ по новой технике, в 2004-2005 годах - разработчик концепции технической политики РАО "ЕЭС России".

Инженеры в состоянии воспроизводить ранее разработанную продукцию, о создании принципиально новой речи не идет

Речь не только об Уральском турбинном заводе (УТЗ - правопреемник ТМЗ. - Прим.ред.), но и о других российских производителях. Некоторое время назад на государственном уровне было принято решение покупать газовые турбины за границей, в основном в Германии. Тогда заводы свернули разработку новых газовых турбин, перешли по большей части на изготовление запчастей к ним, - говорит Юрий Бродов. - Но сейчас в стране поставлена задача реанимировать отечественное газотурбостроение, потому что зависеть от западных поставщиков в такой ответственной отрасли нельзя.

Тот же УТЗ в последние годы активно участвует в строительстве парогазовых блоков - поставляет для них паровые турбины. Но вместе с ними устанавливают газовые турбины зарубежного производства - Siemens, General Electric, Alstom, Mitsubishi.

Сегодня в России работают две с половиной сотни импортных газовых турбин - по данным минэнерго, их 63 процента от общего количества. Для модернизации отрасли требуется около 300 новых машин, а к 2035 году - вдвое больше. Поэтому поставлена задача создать достойные отечественные разработки и поставить производство на поток. В первую очередь проблема в газотурбинных установках большой мощности - их просто нет, а попытки их создания до сих пор не увенчались успехом. Так, на днях СМИ сообщили о том, что в ходе испытаний в декабре 2017-го развалился последний образец ГТЭ -110 (ГТД-110М - совместной разработки Роснано, Ростеха и ИнтерРАО).

Государство возлагает большие надежды на Ленинградский металлический завод ("Силовые машины") - крупнейшего производителя паровых и гидравлических турбин, имеющего к тому же совместное предприятие с Siemens по выпуску газовых турбин. Однако, как отмечает Валерий Неуймин, если изначально у нашей стороны в этом СП было 60 процентов акций, а у немцев 40, то сегодня соотношение обратное - 35 и 65.

Немецкая компания не заинтересована в разработке Россией конкурентоспособного оборудования - об этом свидетельствуют годы совместной работы, - выражает сомнение в эффективности такого партнерства Неуймин.

По его мнению, для создания собственного производства газовых турбин государство должно поддержать как минимум два предприятия в РФ, чтобы они конкурировали между собой. И не стоит разрабатывать сразу машину большой мощности - лучше сначала довести до ума малую турбину, скажем, мощностью 65 мегаватт, отработать технологию, что называется, набить руку и тогда уже переходить к более серьезной модели. Иначе деньги будут выброшены на ветер: "это все равно что никому не известной фирме поручить разработать космический корабль, ведь газовая турбина - отнюдь не простая вещь", констатирует эксперт.

Что касается производства других типов турбин в России, тут тоже не все гладко. На первый взгляд, мощности довольно велики: сегодня только УТЗ, как сообщили "РГ" на предприятии, способен производить энергетическое оборудование суммарной мощностью до 2,5 гигаватта в год. Однако назвать выпускаемые российскими заводами машины новыми можно весьма условно: скажем, турбина Т-295, призванная заменить спроектированную в 1967 году Т-250, кардинально от предшественницы не отличается, хотя в нее и внесен ряд новаций.

Сегодня разработчики турбин занимаются преимущественно "пуговицами к костюму", - считает Валерий Неуймин. - Фактически сейчас на заводах остались люди, которые еще в состоянии воспроизводить ранее разработанную продукцию, но о создании принципиально новой техники речи не идет. Это естественный результат перестройки и лихих 90-х, когда промышленникам приходилось думать о том, чтобы просто выжить. Справедливости ради отметим: советские паровые турбины были исключительно надежными, многократный запас прочности позволил электростанциям проработать несколько десятилетий без замены оборудования и без серьезных аварий. По словам Валерия Неуймина, современные паровые турбины для ТЭС достигли предела своей экономичности, и внедрение любых новшеств в существующие конструкции кардинально не улучшит этот показатель. А на скорый прорыв России в газотурбостроении пока рассчитывать не приходится.

Предприятий, выпускающих газовые турбины, в нашей стране не более десяти. Производителей наземного оборудование на базе газовых турбин и того меньше. Среди них ЗАО «Невский завод», ОАО «Сатурн - Газовые турбины» и ОАО «Пермский моторный завод» (входят в ОДК корпорации Ростех).

В России сформировались все условия для бурного развития рынка газовых турбин наземного применения, считают аналитики EnergyLand.info . Необходимость распределенной генерации, основанной не на дизельном топливе, а на более чистых источниках, всё актуальнее. Сомнений же в эффективности парогазовых установок почти не осталось.

Однако предприятий, выпускающих газовые турбины, в нашей стране не более десяти. Производителей наземного оборудование на базе газовых турбин и того меньше.

В Советском Союзе ставка делалась на уголь, нефть и другие теплотворные источники. Поэтому первые газовые турбины были выпущены лишь в 1950-е годы. И в первую очередь применительно к авиационному строительству.

В 1990-е годы 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». «Пермский моторный завод» освоил выпуск газотурбинных электростанций на базе разработок ОАО «Авиадвигатель».

При этом номинальная мощность серийной продукции этих предприятий в среднем не превышает 25 МВт. Есть несколько машин единичной мощностью 110 МВт на базе разработок НПО «Сатурн», но на сегодняшний день продолжается их доводка.

Турбины большой мощности поставляются в основном зарубежными компаниями. Российские предприятия стремятся вступать в кооперацию с мировыми лидерами.

Однако далеко не все мировые лидеры заинтересованы в организации производства газовых турбин в России. Одной из причин является нестабильный спрос на продукцию. А он, в свою очередь, во многом зависит от уровня энергопотребления. С 2010 года энергопотребление в России стабильно росло. Но вскоре, по оценкам экспертов, может наступить стагнация. И увеличение спроса в 2013-2014 годах составит лишь около 1% в год или даже меньше.

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».

Тем не менее, отсутствие предсказуемых перспектив не означает отсутствие спроса вообще. Спрос, безусловно, есть. Как на турбины мощностью больше 150 МВт, так и на небольшие ГТУ, требующие меньше капитальных затрат, но вполне справляющиеся с вопросами повышения энергоэффективности и окупаемости.

Рост рынка сбыта может быть обусловлен развитием региональной энергетики и вводом генерирующих объектов средних мощностей. А газовые турбины мощностью 4, 8, 16, 25 МВт - сегмент, в котором в основном и работают российские производители, уже почувствовавшие на себе рыночную тенденцию.

В развитых странах когенерационные установки малой мощности - обычное дело. В России их число пока существенно ниже. Основной сложностью для компаний, поставляющих турбины малой мощности, остается недостаточная платежеспособность потенциальных клиентов.

Еще один, традиционный сегмент рынка газовых турбин - объекты генерации на нефтегазовых месторождениях и магистральных газопроводах. 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 годах был всплеск интереса нефтяников к отечественным ГТУ. Сегодня этот спрос находится на стабильном уровне.

Современные тренды в совершенствовании газовых турбин во многом связаны с инновациями для нефтянки. Но не только. Задачи, стоящие перед производителями:
- повышение КПД,
- снижение количества узлов в турбине,
- увеличение надежности,
- сокращение объемов техобслуживания,
- уменьшение продолжительности простоев во время диагностики технического состояния.

Перечисленное может решить проблему дороговизны сервисного обслуживания.

Кроме того, создатели турбин стремятся добиться от них неприхотливости к используемому газу и возможности работы на жидком топливе

А на Западе беспокоятся также о том, чтобы вне зависимости от состава газа турбина имела хорошие экологические характеристики.

Очень важное - перспективное - направление совершенствования ГТУ связано с возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ) 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 остановки без потери ресурса. В случае с традиционными газовыми турбинами это невозможно.

За рубежом определенные успехи в этом направлении уже достигнуты. К примеру, 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. В нашей стране рынок подобных объектов когенерации отнюдь не полон и ждёт насыщения.

Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК) - компания, включающая более 85% активов российской газотурбинной техники. Интегрированная структура, производящая двигатели для военной и гражданской авиации, космические программы, установки различной мощности для производства электрической и тепловой энергии, газоперекачивающие и корабельные газотурбинные агрегаты. В общей сложности в ОДК работают более 70 тыс. человек. Руководит компанией Владислав Евгеньевич Масалов.

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 из России критически отстают от ведущих мировых производителей – это большой мощности – 200 МВт и выше. Причем зарубежные лидеры не только освоили производство единичной мощностью 340 МВт, но и успешно опробовали и применяют одновальную компоновку ПГУ, когда 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 (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 из России умеет производить все основные узлы ПГУ – паровые турбины, котлы, турбогенераторы, а вот современная 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 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).

24 октября ООО "Русские газовые турбины", совместное предприятие GeneralElectric, Группы "Интер РАО" и ОАО "Объединённая двигателестроительная корпорация", открыло в г. Рыбинске Ярославской области завод по производству, продаже и обслуживанию газовых турбин типа 6FA (6F.03).

Две первые установки, предназначенные для поставки предприятиям ОАО "НК «Роснефть", будут собраны уже в 2015 году. Максимальная производственная мощность предприятия составит до 20 газотурбинных установок в год, что позволит удовлетворить спрос на высокоэффективные энергоблоки для проектов комбинированного производства тепловой и электрической энергии.

В проекте "Русские газовые турбины" GeneralElectric принадлежит доля 50%, Группе "Интер РАО" - и ОДК - по 25%.
Инвестиции участников в создание и развитие производства составляют 5 млрд рублей.

2. А говорят, что в России ничего не производят. Даже санкции не повлияли на этот проект.

3. Официальные лица прибыли, чтобы ознакомиться с предприятием и дать старт производству.

4. Для них провели экскурсию по предприятию.

5. Официальное открытие на импровизированной сцене в цеху завода.

6. Генеральный директор ООО "Русские газовые турбины" Надежда Изотова. Она заявила, что рассчитывает в течение пяти лет довести локализацию отечественных комплектующих до 50%, а Рон Поллетт добавил, что, возможно, и до 80%. Из этого следует, что скоро турбины будут на 80% состоять из российских материалов, что предполагает создание новых рабочих мест и предприятий в России.

7. Надежда Изотова, председатель правления ОАО "Интер РАО" Борис Ковальчук, президент и главный исполнительный директор GE в России Рон Поллетт.

8. Губернатор Ярославской области Сергей Ястребов.

9. Производство газовой турбины 6FA в России - уникальный пример сотрудничества в области передовых технологий в энергомашиностроении.

10. Турбина 6FA - высокотехнологичный продукт, КПД которого в комбинированном цикле составляет более 55%.

11. Турбину 6FA отличают высокая надежность, компактность, возможность работы на разных видах топлива, в том числе в суровых климатических условиях, что обуславливает широкое применение 6FA в электрогенерации, районном теплоснабжении и промышленной когенерации.

12. Благодаря "Русским газовым турбинам" Рыбинск, второй по величине город Ярославской области, становится центром газотурбостроения мирового уровня.

13. Строительство завода открывает большие перспективы для развития региона. Поставщиком кадров для "Русских газовых турбин" станет Рыбинская авиационно-техническая академия. Штат предприятия составит около 150 человек, 60 их них уже приступили к работе. Компания GE передала вузу дорогостоящее оборудование для обучения студентов, с помощью которого можно детально моделировать турбины и делать более точные расчеты.

14. Автопарк погрузчиков.

15. Сборочный цех завода.

16. Открытие завода будет способствовать созданию новых рабочих мест, повышению престижа профессии инженера.

17. На начальной стадии годовой объем производства составит 14 установок. Завод уже приступил к сборке первой турбины.

24 октября в Рыбинске открылся завод ООО «Русские газовые турбины». Это совместное предприятие GeneralElectric, Группы «Интер РАО» и ОАО «Объединённая двигателестроительная корпорация» по производству, продаже и обслуживанию газовых турбин типа 6FA .

В этом проекте GeneralElectric принадлежит доля 50%, Группе «Интер РАО» и ОДК — по 25%. Инвестиции участников в создание и развитие производства составляют 5 млрд рублей. Но перед торжественным открытием я приехал на завод в конце августа, посмотреть, как идет контрольная сборка первой турбины. С этой красоты мы и начнем.

1. Ротор приходит упакованный в вакуумную упаковку. Он уже сбалансирован и подготовлен к монтажу. Надо его просто взять и поставить в турбину.
2. Сама турбина, конечно, произведение искусства.
3. Посмотрите на девушку, которая скромно выглядывает из-за части корпуса.
4. Сейчас это только сборка. Но в дальнейшем доля российских комплектующих будет доведена до 50% с перспективой аж до 80.
5. К следующему году будут собраны две пилотные установки, которые будут поставлены предприятиям ОАО «НК «Роснефть».
6. Невероятной красоты корпус, конечно. Вот есть что-то такое, что цепляет взгляд.
7. КПД турбины в комбинированном цикле достигает более 55%.
8. Штат завода будет около 150 человек. Сейчас работают 60.
9. После выхода на проектную мощность завод будет выпускать 20 установок в год.10. Но на начальной стадии планируется выпускать только 14.
11. Лопатка турбины. Отверстия — охлаждение.
12. Аварийный душ.
13. Цех покраски турбины и испытательный стенд.
14. А сейчас давайте перенесемся в октябрь и откроем завод.
15. Весьма приятная музыкальная программа.
16. Официальный фотограф смотрит на dervishv а как… на просто фотографа:)
17. Хорошо устроился.
18. Официальные лица осматривают завод и турбину.
19. Гости и журналисты ждут церемонии открытия.
20. м… бантик:)
21. Невероятной красоты логотип GE.
22. Корреспондентка местного телеканала.
23. Важные люди.
24. Подвес для камеры.
25. Коллеги фотографы снимают церемонию открытия.
26. Примерно вот такой кадр. Генеральный директор ООО «Русские газовые турбины» Надежда Изотова, председатель правления ОАО «Интер РАО» Борис Ковальчук, президент и главный исполнительный директор GE в России Рон Поллетт, замгендиректора Госкорпорации Ростех Дмитрий Шугаев, генеральный директор ОАО «Объединенная двигателестроительная корпорация» Владислав Масалов и губернатор Ярославской области Сергей Ястребов торжествено открыли завод.
27. Но самая красивая часть — это ротор.
28. Его можно было разглядывать очень долго.
29. Пока идет пресс-подход… изучаем ротор.
30. Уже подготовленная часть корпуса.
31. Не, ну мимими, же! :)
32. И это тоже красота.
33. А сотрудники РГТ время не теряли. Помните, девушка с кадра № 3? :) Они устроили открытие завода еще раз и для себя.
34. А между тем на стапеле вертикальной сборки монтируется корпус второй турбины. Далее ее опустят в горизонтальное положение, располовинят и будут монтировать начинку.35. И началась уже сборка третьей.
36. Рама для турбины. Собирается отдельным самодостаточным элементом, где монтируется почти вся обвязка и электроника.
Открытие завода дает городу новые рабочие места. Здесь же будут и учиться будущие инженеры. Сам город, в котором уже действуют два завода поп роизводству турбин становится Российским центром газотурбостроения строения мирового уровня.