Почему силовой двигатель оказался вдруг в центре внимания и вообще зачем он нужен? Газовые турбины - важнейший компонент энергетических и парогазовых установок, применяемых на современных ТЭЦ и электростанциях. Они экономят топливо и водные ресурсы и сокращают выбросы диоксида углерода в атмосферу благодаря простому принципу работы: сначала очищенный воздух и газ попадают в камеру с высокой температурой, затем продукты сгорания перемещаются в котел-утилизатор, превращаются в нагретый пар и тем самым приводят в движение диски на валах двигателя (электрогенератора). Различного типа газовые турбины используются на электростанциях для обеспечения населения светом и теплом.
Правда, именно в производстве силовых установок Россия долгие годы зависела от зарубежных поставок. По данным Минпромторга, доля импорта в 2014 году составляла 80 - 100 процентов, и с тех пор ситуация существенно не изменилась. Проблема заключается в отсутствии налаженного выпуска российских турбин большой мощности (более 100 мегаватт) и лопаток для них (доля импорта тоже стопроцентная). Энергетики привозили агрегаты из-за рубежа либо собирали в стране по иностранной лицензии. Все права на оборудование принадлежали иностранцам, и уступать их они, конечно, не спешили. А разразившийся в июле 2017 году громкий "турбоскандал" с немецким концерном Siemens наглядно продемонстрировал плоды зависимости от импорта. Причиной послужило известие, что четыре турбины компании с материковой части России поставили в Крым для строящихся электростанций в Симферополе и Севастополе в обход санкций Евросоюза. Концерн сразу же потребовал аннулировать контракт и выкупить оборудование, а также разорвать соглашения с российскими компаниями-поставщиками в энергетической отрасли.
Еще один брошенный камень: с 19 июня прошлого года после расширенных санкций США компания General Electric (GE), которая ранее занималась ремонтом и заменой наиболее критичных компонентов, прекратила обслуживать в России газовые турбины на ТЭС.
Удается ли ответить на эти вызовы? Удалось. Тем более что история отечественного производства энергоустановок весьма богата. Так, первую в мире простую конструкцию газового агрегата (постоянного горения) изобрел русский инженер Павел Кузьминский еще в 1895 году. В советские годы появились школа и кафедра газотурбиностроения. В 1954 году на базе завода "Машпроект" (современное название - "Зоря - Машпроект") открыли конструкторское бюро. В его стенах разрабатывали газовые агрегаты, однако до нужной производительности было еще далеко. В 90-е годы прошлого столетия ученые-инженеры взяли костяк одной из этих установок и попытались "нарастить" новую турбину высокой мощности, но заметного прогресса в ее строительстве достигли только в 2013 году, когда к проекту присоединились Роснано, Интер РАО и "ОДК-Сатурн". Тогда-то и появилось на свет название ГТД-110М.
После нескольких лет сложной совместной работы турбина успешно прошла первые испытания на Ивановских парогазовых установках, а в конце 2022 года первый серийный образец был передан на ТЭС "Ударная" в Крымском районе Кубани.
Отечественная установка по техническим параметрам нисколько не уступает зарубежным аналогам: коэффициент полезного действия - более 36 процентов, мощность составляет 118 мегаватт. Она в состоянии работать на различных видах топлива: газообразном (природный газ, попутный нефтяной газ) и жидком (дизельное топливо). В то же время сам двигатель имеет преимущество перед заграничными по весу и габаритам: он меньше примерно в 1,5 - 2 раза.
- Это первая отечественная турбина большой мощности в "железе", которая вышла на стадию серийного производства, - пояснил первый заместитель генерального директора Ростеха Владимир Артяков. - Она создавалась, прежде всего, для внутреннего рынка и должна заменить импортные турбины, которые не поставляются в страну из-за санкций. С 2024 года планируем выпускать не менее двух таких турбин ежегодно с дальнейшим наращиванием производства.
В середине января компания "Технопромэкспорт" госкорпорации Ростех провела комплексное опробование первого энергоблока ТЭС установленной мощностью 230 мегаватт, в ходе которого были подтверждены требуемые характеристики. Сейчас он работает при номинальной нагрузке и выдает электроэнергию в Единую энергосистему России. С октября теплоэлектростанция поставила более 120 миллионов киловатт-часов электроэнергии.
ТЭС важна для Краснодарского края и юга России. Она сократит энергодефицит и повысит надежность энергетической системы страны, а также обеспечит переток мощности в Крым. Теплоэлектростанция будет поставлять электроэнергию жилищно-коммунальному сектору и промышленным предприятиям Кубани. Эксплуатацию объекта обеспечат более 280 энергетиков высокой квалификации.
Как рассказали корреспонденту "РГ" в госкорпорации Ростех, сейчас к комплексному опробованию и вводу в эксплуатацию готовится второй энергоблок. В ходе проверки он должен отработать трое суток на номинальной мощности. Кроме того, продолжается работа на третьем энергоблоке (полностью завершен монтаж турбины ГТД-110М с электрогенератором). Заявленная мощность электростанции 560 мегаватт будет достигнута после его пуска, который запланирован на июнь этого года. Также импортозамещена часть технологически сложного вспомогательного оборудования, обеспечивающего работу газовой турбины.
Специалисты "ОДК-Сатурн" в городе Рыбинске изобрели уникальную конструкцию и технологию изготовления центрального завихрителя малоэмиссионной камеры сгорания газовой турбины ГТД-110М. Деталь обладает сложной геометрией. В качестве материала - жаропрочный сплав на основе никеля. Что любопытно, создать такой замысловатый элемент традиционными способами невозможно. Поэтому завихритель проектировался с учетом аддитивных технологий. Сплав, также разработанный специалистами "ОДК-Сатурн", прошел общую квалификацию и одобрен для производства деталей газотурбинных двигателей, в том числе и авиационных.
Кстати
По словам вице-губернатора Краснодарского края Андрея Прошунина, нагрузка на электросети с 2019 года выросла почти на 33 процента. В 2023 году в электроэнергетику Кубани инвестировано более 16 миллиардов рублей. Введены в эксплуатацию питающие центры и трансформаторные подстанции общей мощностью свыше 550 мегавольт-ампер, построено и реконструировано более 800 километров линий электропередачи.