Новости

Газотурбинные установки ГТЭ-170 являются ключевым элементом современной Российской энергетики, обеспечивая высокую производительность и гибкость в генерации энергии. ГТЭ-170 — одна из наиболее мощных и технологически продвинутых установок в своем классе, разработанная для использования в промышленных и коммунальных энергосистемах. Производство ГТУ ГТЭ-170 осуществляется на Ленинградском Металлическом заводе «Силовых машин». Для проекта ГТЭ-170 срок окупаемости составляет 15 лет при том, что газовая турбина эквивалентна по цене с импортными, если сравнивать ее стоимость на всем жизненном цикле эксплуатации. Турбина – это основная составляющая газотурбинной установки (ГТУ), в которую входят еще генератор, система автоматизированного управления, вспомогательное оборудование. И все это российского производства. Газовая турбина ГТЭ-170 производства ЛМЗ мощностью на валу 170 МВт Российского производства, разработана и производиться для создания электростанций, работающих в парогазовом цикле. ГТЭ-170 создана для производства и обеспечения электроэнергией потребителей, в комбинированном цикле 1х1 электрическая мощность газотурбинной установки составляет 250 МВт, и 520 МВт в цикле 2х1. ГТУ ГТЭ-170 в составе главной энергетической установки применяется при строительстве новых объектов и реконструкции существующих муниципальных котельных ГРЭС и ТЭЦ, а также объектов ЖКХ в составе ГТУ-ТЭЦ. Номинальная электрическая мощность ГТЭ-170: КПД установки до 38-40% (в простом цикле). Температура газов на входе в турбину: до 1400-1500°C. Расход топлива: около 10-12 кг/с (в зависимости от режима работы). Тип топлива: природный газ, сжиженный газ, дизельное топливо.

ГТЭ-170 широко используется в следующих сферах: энергетика - в качестве основного или резервного источника электроэнергии на электростанциях. Промышленность: для энергоснабжения крупных предприятий, таких как нефтеперерабатывающие заводы, металлургические комбинаты и химические производства. Теплоэнергетика: в комбинированных циклах для одновременной генерации электроэнергии и тепла. Замена устаревших ТЭС: ГТЭ-170 может использоваться для модернизации старых электростанций, повышая их КПД и снижая выбросы. Парогазовые циклы (ПГУ) в комбинации с паровой турбиной позволяет достичь КПД 55–60%, что делает её конкурентоспособной с западными аналогами (Siemens, GE). Резервные и пиковые мощности: быстрый пуск (10–15 минут) делает её удобной для покрытия пиковых нагрузок. Когенерация (ТЭЦ): возможность использования тепла уходящих газов для промышленных нужд (например, на нефтехимических заводах). Нефтегазовый сектор: применение на компрессорных станциях магистральных газопроводов и для энергоснабжения удалённых месторождений. Экспортный потенциал, страны СНГ и Азии: интерес к российским ГТУ проявляют Казахстан, Узбекистан, Индия, Вьетнам. Замена западных турбин: в условиях санкций и ухода Siemens, GE, российские турбины могут занять их нишу в дружественных странах. Развитие водородной энергетики, ГТЭ-170 может быть адаптирована для работы на водородно-газовых смесях, что соответствует глобальному тренду декарбонизации. Конкуренция с Китаем: Китайские производители (например, Harbin Electric, Dongfang) активно развивают свои ГТУ и предлагают их по конкурентным ценам. ГТЭ-170 имеет хорошие перспективы в России и на экспортных рынках, особенно в условиях импортозамещения.

Опыт мировой энергетики в области применения парогазовых технологий показывает, что электрический КПД современных ГТУ составляет 38%. С учётом высокой температуры выхлопных газов в мощных ГТУ, комбинированное использование газовых и паровых турбин позволяет повысить эффективность использования топлива и увеличивает электрический КПД. Это позволяет получить КПД ПГУ на уровне 58 %. С ростом температуры газов на выходе из газовой турбины становится реальным достижение КПД ПГУ 60 %. К преимуществам применения парогазовых технологий относится:

- высокую экономичность и эффективность (более высокий КПД до 60%) по сравнению с отдельно взятыми газотурбинными и паротурбинными установками (до 40%),
- низкая стоимость единицы установленной мощности,
- более экологически чистые за счет утилизации уходящих газов после газотурбинной установки, меньшими выбросами оксида азота (NOx), углекислого газа (CO2), диоксида серы (SO2),
- значительно сократить использование природного газа, объем выделения которого для энергетики в настоящее время и на перспективу является ограниченным,
- для ТЭЦ со стабильным круглогодичным обеспечением природным газом и плотным годовым графиком тепловой нагрузки получить наиболее высокие экономические показатели имеет ГТУ, сбросные газы которой поступают в котёл-утилизатор или в газовый сетевой подогреватель.

Доказана выгода использования парогазовых установок в долгосрочной перспективе (с экологической и финансовой позиций). Однако для создания необходимой инфраструктуры потребуется время и серьезные вложения. По мнению экспертов, сейчас целесообразно развивать использование ПГУ, в том числе увеличить долю оборудования этой категории на тепловых станциях. В будущем сложатся максимально благоприятные условия для повсеместного внедрения ПГУ. Особенно актуальным является замена паротурбинных и иных установок на действующих ТЭС. Подготовлена методологическая база по указанной теме, что позволяет повысить и точно обосновать финансовые показатели, результативность принимаемых инвесторами решений – в теме мировой и отечественной энергетики.

Описание конструкции ГТЭ-170: газовая турбина одновальная, с двухопорным ротором. Осевой компрессор состоит из 16 ступеней с регулируемыми лопатками входного направляющего аппарата. Степень сжатия в компрессоре составляет 12,8. Топливо сжигается в выносных камерах сгорания, расположенных вертикально, симметрично по обе стороны ГТУ. Преимуществом выносных камер сгорания являются небольшие потери давления в них, возможность применения оптимальной защитной плитки, небольшая неравномерность температур продуктов сгорания перед турбиной, отсутствие повреждения турбины при неисправности горелок, гибкость в использовании топлива. Внутри камеры сгорания футерованы (облицованы) специальными керамическими элементами/плитками, которые можно заменять в рамках планового обслуживания, что упрощает ремонт и снижает затраты. ГТЭ-170 оснащена системой DLE, это передовая технология сухого подавления выбросов (Dry Low Emissions, DLE) для обеспечения низкого уровня вредных веществ (NOx, CO) даже при частичной нагрузке. Конструкция турбины обеспечивает возможность работы на различных видах топлива, включая природный газ, жидкое топливо (дизельное, сырая нефть, вязкое топливо), а также газы с низким содержанием калорий и примесями (CO₂, H₂S), что делает ее универсальным решением для различных отраслей. Лопатки турбины выполнены из высокопрочных материалов и имеют специальные защитные покрытия. Для увеличения ресурса и возможности работы при высоких температурах часть лопаток (особенно на первых ступенях) охлаждается воздухом, отбираемым из компрессора. Конструкция корпуса имеет горизонтальный разъем, что значительно упрощает проведение технического обслуживания и инспекций горячего тракта без необходимости полного демонтажа всей установки.

Температура на выходе из камеры сгорания ГТЭ-170 – 1400 °С., перед первой ступенью турбины температура соответствует уровню 1100 °С. Турбинная часть имеет четыре ступени, охлаждение осуществляется воздухом, забираемым из проточной части компрессора. Выход продуктов сгорания из турбины – осевой. Масса газовой турбины, составляющая менее 200 тонн, длина 10 метров, ширина 4 метра и высота 4 метра, что обеспечивает гибкость при выборе варианта транспортировки до места эксплуатации. В состав ГТУ различные вспомогательные системы: генератор с воздушным охлаждением; система возбуждения (СВ); тиристорное пусковое устройство (ТПУ); трансформаторы СВ и ТПУ; комплексное воздухоочистительное устройство (КВОУ), выхлопной диффузор; базовый модуль, куда входит маслосистема и блок топливного газа; модуль жидкого топлива; центр управления мощностью (ЦУМ), куда входит электротехническое оборудование, стойка генераторных защит, шкафы СВ и ТПУ, системы управления и др.; система пожаротушения со стойкой баллонов с СО2, трубопроводы ГТУ, система промывки компрессора; шумозащитные кожухи (стенки) для газовой турбины, промвала, генератора и камер сгорания. Часть вспомогательных систем имеет фиксированное положение, а часть может быть расположена в соответствии с требованиями технической спецификации заказчика. Оборудование, расположенное в ЦУМ, может размещаться на блочном щите управления. При наличии такого требования КВОУ может быть с односторонним или трехсторонним подводом воздуха, с удлиненным горизонтальным участком и т.д. Для увеличения мощности ГТУ в летние периоды с высокой температурой наружного воздуха могут применяться системы влажного сжатия или испарительного охлаждения воздуха, устанавливаемые в КВОУ опционально.

Техническое обслуживание ГТУ ГТЭ-170 осуществляется на месте установки (ТЭС, ГРЭС). Наработка между инспекциями частей горячего тракта (межсервисный интервал) стандартно составляет 30 тысяч эквивалентных часов эксплуатации. Интервалы между инспекциями и условия проведения инспекций оптимизируются под требования каждого проекта. Стандартный ресурс газовой турбины составляет 120 000 эквивалентных часов (15 лет работы в базовом режиме). После этого требуется проведение обследования с целью продления ресурса. Техобслуживание ГТУ выполняется специалистами сервисной службы, с использованием локального склада запчастей и сервисного центра по восстановлению лопаток турбины, а также данных центра удаленного мониторинга. Такой комплексный подход обеспечивает оптимальную скорость реагирования на экстренные запросы со стороны заказчиков. Развивается кооперация с российскими компаниями при проведении технического обслуживания как по субподрядной схеме, так и по договорам подряда с головными сервисными службами генерирующих компаний.