Открыть главное меню

ГТД-110 — газотурбинный двигатель для электростанций, первая производимая в России газовая турбина большой мощности.[1]. Разработка турбины выполнена ГП НПКГ «Зоря» — «Машпроект» (Украина).

Одновальные газовые турбины серии ГТД-110 предназначены для использования в составе газотурбинных и парогазовых энергетических установок ГТЭ-110, ПГУ-165 и ПГУ-325 мощностью 110, 165 и 325 МВт соответственно, для выработки электрической и тепловой энергии.

Производство:

  • ГТД-110 № 1 (первый опытный образец) — ГП НПКГ «Зоря» — «Машпроект»;
  • ГТД-110 № 2 (второй опытный образец) — НПО «Сатурн» совместно с «Зоря» — «Машпроект»;
  • серийные ГТД-110 — НПО «Сатурн» (ПАО «ОДК-Сатурн»).

Создана в рамках Федеральной целевой программы «Топливо и энергия» в соответствии с требованиями РАО ЕЭС России для нужд Российской энергосистемы.

ИсторияПравить

Для привода электрогенераторов в 1997 году на ГП НПКГ «Зоря» — «Машпроект» создан одновальный двигатель ГТД-110 мощностью 110 МВт и КПД 36 %. Производство двигателя при посредничестве РАО ЕЭС России было передано на ОАО «НПО „Сатурн“», который занимался дальнейшей модернизацией и производством двигателя.

РазработкаПравить

В 1991—1997 гг. была разработана и изготовлена газовая турбина ГТД-110 № 1. В 1997—2000 гг. изготовлен ГТД-110 № 2 и проведены заводские испытания ГТД-110 на газообразном топливе.

В 2001—2003 годах введен в эксплуатацию испытательный стенд ГТЭ-110 на Ивановской ГРЭС. Выполнены приемочные, длительные и межведомственные испытания ГТД-110 № 2. В 2003 году подписан акт МВИ. ГТД-110 рекомендован к серийному производству.

В 2004 году началась опытно-промышленная эксплуатация электростанции с двигателем ГТД-110 в посёлке Каборга Николаевской области Украины. Однако она проработала совсем недолго и была выведена из эксплуатации.[2]

В апреле 2018 года замминистра энергетики РФ Андрей Черезов на Российском международном энергетическом форуме в Санкт-Петербурге заявил: «Турбину мы делаем со времен РАО. Много времени прошло, ничего мы пока не получили надежного, которое может реально работать».[3]

Ивановские ПГУПравить

См. также: Ивановские ПГУ

В 2005 году заключен договор на изготовление и поставку двух ГТД-110 для блока № 1 ПГУ-325 на Ивановскую ГРЭС.

В 2007 году запущена в эксплуатацию первая очередь ПГУ-325 (блок № 1) в составе ГТД-110 № 2 (временно, до завершения наладочных работ на штатном № 4) и № 3. Были подтверждены параметры ГТЭ-110: генерируемая мощность на клеммах генератора в номинальном режиме — 110 МВт, КПД — 36,6 %. На газовой турбине ГТД-110 № 3 достигнута мощность 118 МВт.[4] В этом же году был заключен договор на изготовление и поставку ГТД-110 № 6, 7 для блока № 2 ПГУ-325.

В 2013 году установленная мощность Ивановских ПГУ снизилась с 483 до 325 МВт.[5]

В 2014 году на Ивановских ПГУ из четырёх турбин в работе осталась одна.[6]

В 2015 году проведены мероприятия, позволившие на 22 МВт увеличить аттестованную мощность генерирующего оборудования, до 262 г/кВт*ч снизить удельный расход условного топлива на отпуск электрической энергии.[7]

В первом полугодии 2016 года коэффициент использования установленной мощности достиг 45,96 %, увеличение к 2015 году составило 4,4 раза.[7]

Рязанская ГРЭСПравить

См. также: Рязанская ГРЭС

10 апреля 2007 года был заключен договор на изготовление и поставку ГТД-110 № 5 для реконструкции Рязанской ГРЭС ОАО «ОГК-6».

В 2009 году изготовлен и отгружен заказчику ГТД-110 № 5. 20 мая 2010 года принят в эксплуатацию в составе ПГУ-420 Рязанской ГРЭС.

18 сентября 2012 года произошла авария; двигатель был остановлен из-за повышения вибрации на обеих подшипниковых опорах — произошёл обрыв по хвостовому сечению рабочей лопатки первой ступени турбины.[8]. Стоимость ремонта оценивается в 1 млрд рублей.[9]

24 сентября 2015 года судебное разбирательство, продолжавшееся более двух лет, завершилось тем, что суд обязал НПО «Сатурн» восстановить работоспособность двигателя.[9][8][10]

Завершение серииПравить

В 2008 году НПО «Сатурн» заключило договор с ОАО «ТГК-6» на поставку шести ГТД-110 и вспомогательного оборудования для строительства трех ПГУ-325 на Нижегородской ГРЭС.[11]

За период эксплуатации новой турбины (ГТД-110) было выявлено много дефектов, но таких турбин было выпущено всего пять штук. У мировых производителей только шестые-восьмые турбины по счету начинают серийно вводить на объекты, а на первых лечат «детские болезни», чем, собственно, сегодня и занимается НПО «Сатурн»[12]. В 2012 году «Газпром энергохолдинг» сообщил о планах демонтировать турбину на Рязанской ГРЭС и заменить её импортной. «Интер РАО» также жаловался на частые поломки своих турбин и не планировал дальнейшие закупки. Тем не менее, «Объединенная двигателестроительная корпорация», в которую входит «Сатурн», отказываться от проекта не намерена.[13]

ГТД-110МПравить

С 2012 года «Роснано», «Интер РАО ЕЭС» и НПО «Сатурн» ведут разработку ГТД-110М[14].

В 2016 году проведены переговоры о строительстве ПГУ-170/190Т на базе модернизированной газовой турбины ГТД-110М на площадке Щекинская ГРЭС[15]. Общая стоимость оценивается в 6,8 млрд рублей.[16]

По плану опытно-промышленный образец модернизированной ГТД-110М должен быть создан к четвёртому кварталу 2017 года. Завершение комплекса испытаний, который должен подтвердить ресурсные и экологические характеристики планируется к середине 2017 года.[17]

В 2017 году проведена оценка внедренных мероприятий по снижению динамических напряжений рабочей лопатки 1-й ступени и мероприятий по обеспечению ресурса камеры сгорания, а также тепловой эффективности корпуса. Проведены испытания термобарьерных и износостойких покрытий жаровых труб и термобарьерных наноструктурированных покрытий рабочих лопаток турбины.

Испытания ГТД-110М были остановлены в декабре 2017 из-за вышедших из строя механизмов — в процессе тестовых испытаний произошла авария, в результате которой турбина была повреждена (сообщено об этом было лишь в апреле 2018)[18]. Работа над проектом продолжится после устранения проблем, выявленных в ходе тестирования.[19]; ОДК-Сатурн планирует возобновить испытания весной 2019 года, при этом промежуточные результаты могут быть получены в конце лета 2019 года[20][21].

В июне 2019 года первая фаза испытаний была завершена[22]; в июле 2019 основной этап испытаний первой российской газовой турбины большой мощности «ГТД-110М» был успешно завершён, 15 июля началась её опытно-промышленная эксплуатация на Ивановских ПГУ (ранее — Ивановская ГРЭС), которая продлится до октября текущего года[23].

ОписаниеПравить

ГТД-110 разрабатывался для привода электрогенераторов в составе газотурбинных энергетических и парогазовых установок большой мощности, предназначенных для выработки электрической и тепловой энергии в простом, комбинированном и когенерационном циклах:

  • ГТЭ-110 — энергетическая установка электрической мощностью 110 МВт для выработки электрической и тепловой энергии в простом и когенерационном циклах;
  • ПГУ-165/325/495 — парогазовые установки комбинированного цикла электрической мощностью 165, 325 и 495 МВт.

Конструктивные особенности:

  • 15-ступенчатый компрессор с регулируемым направляющим аппаратом;
  • трубчато-кольцевая камера сгорания из 20 жаровых труб;
  • 4-ступенчатая турбина;
  • безредукторное соединение с генератором.
Технические характеристики
Газовая турбина ГТД-110
Мощность номинальная, МВт 114,5
Мощность электрическая, МВт 110
Мощность тепловая, Гкал/час
зависит от модификации котла-утилизатора
136,9
КПД (ISO 2314), % 36,0
Частота вращения выходного вала, об/мин 3000
Направление вращения выходного вала по часовой стрелке
Рабочее давление в топливной системе, кгс/см2
  • топливный газ ГОСТ 5542
  • дизельное топливо по ГОСТ 305

25
70

Температура газа за турбиной, °C 517
Расход газа на выходе, кг/с 362
Габариты (L х B х H), м 7,12 х 3,68 х 4,25
Масса (на раме), т 58

Преимущества:

  • наилучшее сочетание высокой эффективности и небольших массогабаритных характеристик в сегменте машин мощностью 60-180 МВт;
  • высокое качество вырабатываемой энергии и хорошая динамика при переходных процессах (в том числе благодаря применению одновальной схемы);
  • высокие показатели топливной эффективности, снижение себестоимости выработки электрической и тепловой энергии;
  • возможность работы на различных видах топлива: газообразном (природный газ, попутный нефтяной газ) и жидком (керосин, дизельное топливо);
  • гибкость интеграции ГТД-110 и энергетических установок на её основе в существующую инфраструктуру энергообъектов;
  • монтаж и сдача энергоустановок в сжатые сроки (поставка ГТД-110 в собранном виде на раме, использование блоков повышенной готовности).

ПримечанияПравить

  1. ИНТЕР РАО ЕЭС: второй энергоблок Ивановских ПГУ введён в эксплуатацию // armtorg.ru
  2. Ольга Фомина. Инновационная турбина. Энергетика Украины (13 июля 2010). Дата обращения 23 декабря 2014.
  3. Минэнерго не верит в возможность полноценного производства турбин в России
  4. Первый блок ПГУ-325 ОАО «Ивановские ПГУ» с газотурбинными установками ГТЭ-110 производства НПО «Сатурн» выдал в сеть проектную мощность (недоступная ссылка). Газотурбинные технологии (30 августа 2007). Дата обращения 25 декабря 2014. Архивировано 25 декабря 2014 года.
  5. Ивановские ПГУ, входящие в состав ОАО «ИНТЕР РАО – Электрогенерация», за девять месяцев 2013 года выработали 446,96 млн кВт*ч электроэнергии (недоступная ссылка). Пресс-служба филиала «Ивановские ПГУ» (2013). Дата обращения 23 декабря 2014. Архивировано 23 декабря 2014 года.
  6. В России для Крыма турбин пока нет. ЭнергоНьюс (5 декабря 2014). Дата обращения 23 декабря 2014.
  7. 1 2 Ивановские ПГУ подвели производственные итоги за первое полугодие 2016 года. Филиал "Ивановские ПГУ" ОАО "Интер РАО - Электрогенерация" (25 июля 2016). Дата обращения 22 сентября 2016.
  8. 1 2 Постановление от 22 мая 2015 г. по делу № А63-9582/2012. АРБИТРАЖНЫЙ СУД СЕВЕРО-КАВКАЗСКОГО ОКРУГА (22 мая 2015). Дата обращения 25 сентября 2016.
  9. 1 2 VEGAS LEX продолжает отстаивать интересы ОАО «ОГК-2» в споре за качество газотурбинного двигателя. VEGAS LEX (21 января 2015). Дата обращения 25 сентября 2016.
  10. Определение № 308-ЭС15-11228. Верховный суд РФ (24 сентября 2015). Дата обращения 25 сентября 2016.
  11. НПО "Сатурн" поставит ТГК-6 шесть газотурбинных двигателей большой мощности ГТД-110 для строительства Нижегородских ГРЭС. АвиаПорт (21 января 2008). Дата обращения 25 декабря 2014.
  12. Как спасти российский энергомаш // РБК 02.04.2012
  13. Энергетики закручивают российские турбины // «Коммерсантъ», № 41 (4826), 07.03.2012
  14. Роснано и Интер РАО войдут в состав СП для разработки мощного газотурбинного двигателя] | Нанотехнологии Nanonewsnet
  15. Щекинская ГРЭС активно функционирует и всесторонне развивается. Тульские новости (31 августа 2016). Дата обращения 22 сентября 2016.
  16. Александр Карпунин: разрабатывается проект создания на базе ЩГРЭС технопарка «Советск». ИА «Тульские новости» (29 декабря 2016). Дата обращения 7 января 2017.
  17. Олег Пантелеев, Мария Ситкина. "Сатурн" перешагнул столетний рубеж с положительным результатом. АвиаПорт.Ru (15 ноября 2016). Дата обращения 15 ноября 2016.
  18. Испытания 1-й в России газовой турбины большой мощности возобновятся в 2019 г //Нефтегаз, 18 июля 2018
  19. Испытания первой в РФ турбины большой мощности остановлены
  20. Первые результаты новых испытаний турбины ГТД-110М будут получены летом 2019 г. Нефтегаз (25 декабря 2018). Дата обращения 31 декабря 2018.
  21. «Ростех» рассчитывает на помощь «Силовых машин» в производстве газовых турбин // Ведомости, 20 июня 2019
  22. Российская газовая турбина большой мощности прошла первый этап испытаний // РИА Новости, 18 июня 2019
  23. Первая российская мощная газовая турбина заработала // лента, 15 июля 2019

СсылкиПравить