Энергомаш перешел к освоению инновационных технологий
Для обеспечения энергобезопасности и энергонезависимости страны правительством РФ в 2018 году было принято решение о воссоздании отечественного производства газовых турбин. Сегодня при поддержке минпромторга реализуется два проекта создания газовых турбин большой мощности.
Это самая мощная серийная отечественная турбина ГТД-110М, созданная «ОДК-Сатурн» и газовые турбины ГТЭ-65 и ГТЭ-170, разрабатываемые «Силовыми машинами». Газовая турбина большой мощности ГТЭ-170.1 производства «Силовых машин» первой в России получила статус инновационного энергетического оборудования. Планируется, что первые образцы ГТЭ-170 будут запущены в опытно-промышленную эксплуатацию в 2022-2023 годах, а ГТЭ-65 — с 2024-го.
Турбина ГТД-110М продолжает опытно-промышленную эксплуатацию на Ивановских ПГУ, успешно подтверждая рабочие параметры, работая без сбоев и нареканий. По словам замминистра энергетики РФ Евгения Грабчака, в нашей стране сложился значительный объем спроса на газовые турбины только за счет плановой модернизации электростанций — около 12 газовых турбин средней и большой мощности ежегодно.
При этом, по оценкам ведомства, традиционный энергобаланс все-таки будет преобладать, а доля газа в тепловой генерации будет лишь увеличиваться. Например, к 2050 году планируется существенно увеличить долю выработки электроэнергии на основе газа — примерно до 43-45 процентов.
Сегодня в России свыше 30 ГВт генерирующих мощностей работают в парогазовом цикле
Наряду с этим политика углеродной нейтральности в секторе электроэнергетики подразумевает переход действующих тепловых электростанций на современный парогазовый цикл. По оценкам минпромторга, в рамках только программы модернизации генерации в РФ за счет более высокой эффективности производства электроэнергии можно снизить выбросы углекислого газа в электроэнергетике на 9 процентов. Как уточнил замминистра промышленности и торговли РФ Михаил Иванов, помимо очевидных экологических эффектов это в том числе создаст и устойчивый спрос на отечественные технологии газотурбиностроения.
«С точки зрения решений вопросов повышения экологичности тепловой генерации, экологичности электростанций, безусловно, это переход на парогазовый цикл.
Как только мы исчерпаем все возможности перехода на парогазовый цикл, там, где это возможно, дальше уже пойдет речь о переходе на турбины, работающие на метано-водородной смеси. Такой проект мы уже запустили и надеемся, что ближе к 2026-2027 годам уже увидим промышленный образец подобной турбины», — рассказал он.
Эксперты сходятся во мнении, что переход с газа на метано-водородную смесь позволит сократить выбросы двуокиси углерода приблизительно на четверть, и это будет уже следующий шаг с точки зрения выполнения обязательств РФ по сокращению парниковых выбросов. Потенциал использования газовых турбин на метано-водородном топливе очень высок, уверен и Евгений Грабчак. «Мы совместно с Московским энергетическим институтом разработали комплексную научно-техническую программу по газовым турбинам большой мощности, достаточно много там уделено внимания метано-водородным турбинам, по месту и возможности их применения. И хотелось бы уже постепенно начинать рассуждать не о создании российской газовой турбины как таковой, а о создании новых инновационных образцов газовых турбин, в том числе работающих на метано-водородных технологиях», — отметил он.
Переход на метано-водородную смесь позволит сократить выбросы двуокиси углерода на четверть
Однако дальнейшее освоение инновационных технологий в энергетическом машиностроении потребует решения ряда проблемных вопросов, которые возникли в отрасли. Как рассказал председатель совета директоров компании «Ротек» Михаил Лифшиц, на сегодня сложились два негативных фактора влияния в отрасли. «Первое — это, конечно, материалы. Здесь, наверное, потребуется и нам, и коллегам какая-то поддержка со стороны минпромторга, потому что доступность правильных материалов — это одна проблема, металлургия, я имею в виду. Вторая проблема — это постоянство их свойств, отметил эксперт. — Из трех заводов, с которыми мы работали по титану, остался один, и то потребовалось достаточно много усилий, чтобы он исполнял все правильно».
Одним из решений, как считает топ-менеджер «Ротек», должно стать совершенствование производственной нормативной базы. «Необходимо подтягивать нормативную базу, поскольку на сегодня по суперсплавам и по кобальтовым сплавам вся нормативная база сильно устарела», — отметил он.
Проблемы с субпоставщиками подводят наших отечественных машиностроителей, отмечает и директор по проектированию и контроллингу проектов ДПМ-2 «Сибирской генерирующей компании» Игорь Сорокин. «Надо задуматься и обратить внимание, посмотреть поставщиков. Сейчас 719-е постановление «О подтверждении производства промышленной продукции на территории РФ» рискует быть невыполненным, поскольку идут сбои, в том числе и из-за подорожания металла», — констатирует он.
Еще один вызов — наработка отраслевых компетенций. «Основная цель наших проектов — возрождение отечественной инжиниринговой школы, проектирование газовых турбин большой мощности, — рассказал генеральный директор «Силовых машин» Александр Конюхов. — Замысел в том, что те, кто занимается локализацией чужих решений, все-таки не добиваются той глубины инжиниринга, работы конструкторов и технологов, как при собственных разработках. Это дает много плюсов. Понятное дело, что есть минусы в части сроков. Но глубина и в дальнейшем скорость реагирования на те или иные изменения в конструкции, в эксплуатации, когда есть свой инжиниринг, свое КБ, позволяет эти вопросы решать».
По данным компании, сегодня на территории РФ свыше 30 ГВт генерирующих мощностей работают в парогазовом цикле. Доля оборудования иностранных компаний в суммарной установленной мощности введенных в эксплуатацию ПГУ и ГТУ составляет более 70 процентов. При поддержке минпромторга «Силовые машины» проводят комплекс НИОКР в партнерстве с ключевыми научно-исследовательскими и промышленными организациями страны.
Дальнейшие перспективы развития отрасли уже сегодня позволяют говорить о ее достаточно высоком экспортном потенциале. «У нас реализуется целый набор механизмов поддержки российского экспорта, действует Российский экспортный центр. Мы готовы там, где необходимо, донастроить эти механизмы и в рамках решения задач нацпроекта «Международные кооперации экспорта» поддержать нашего энергетического машиностроителя», — подчеркнул Михаил Иванов.
По словам замминистра, увеличенный спрос станет мощным драйвером для того, чтобы качество продукции российских энергетических машиностроителей и их партнеров в цепочке коопераций вышло на тот уровень, который будет конкурентоспособен на мировом рынке.
Alstom расширяет ассортимент своих газовых турбин, реагируя на рост сектора газовой энергетики
13 сентября Alstom объявил о выпуске своей модернизированной газовой турбины GT24 и установки комбинированного цикла KA24 на ее основе, предназначенной для эксплуатации в Северной Америке, районах Латинской Америки, Азии и Ближнего Востока (рынки с частотой электросети 60 Гц). Это важное событие последовало почти сразу за выпуском модернизированной газовой турбины GT26 и установки комбинированного цикла KA26 для рынков с частотой электросети 50 Гц.
Модернизация газовых турбин для рынков с частотой электросети 50 и 60 Гц осуществлена Alstom в ответ на возросшую потребность производства электроэнергии на газовых электростанциях. Марк Коксон, первый вице-президент подразделения Alstom по парагазовым и газотурбинным установкам сказал: «Модернизация этих турбин и установок на их основе является нашей реакцией на возобновившийся рост, который мы наблюдаем на рынке производства электроэнергии за счет сжигания природного газа.
Мы видим, как возрастает использование парогазовых установок в качестве дублирующей технологии, позволяющей все более интегрировать получаемую из возобновляемых источников энергию в структуру энергетики. В связи с этим указанные продукты были оптимизированы не только для того, чтобы предложить высокую производительность и эффективность, но также и для того, чтобы обеспечить значительную эксплуатационную гибкость».
В последующие годы ожидается резкий рост доли природного газа в глобальной структуре энергетики. Возросший спрос на производство энергии за счет сжигания природного газа в первую очередь заменяет на некоторых рынках уголь и нефть, а также дополняет возобновляемые источники энергии.
Газовые турбины GT24 и GT26 созданы на базе технологии, проверенной на протяжении свыше 4 миллионов часов эксплуатации. Для осуществления новейшей модернизации турбин GT24 и GT26 Alstom провел большую научно-исследовательскую работу и для проверки этой технологии перед выпуском ее на рынок инвестировал 100 миллионов евро в опытную электростанцию в Швейцарии.
Свыше 2000 сотрудников Alstom во всех регионах мира заняты научно-исследовательскими и инженерно-проектными работами, связанными с газотурбинными электростанциями. По всему миру уже установлено или заказано 140 энергоблоков на базе газовых турбин GT24/GT26 мощностью свыше 48000 МВт.
Газовая турбина GT24 для Северной Америки, районов Латинской Америки, Азии и Ближнего Востока
Модернизированные газовые турбины GT24 и другие связанные с ними ключевые компоненты электростанций будут изготавливаться на самом современном заводе Alstom, открывшемся в прошлом году в городе Чаттануга (штат Теннесси, США). Численность работников завода составит до 350 человек, которые будут заниматься изготовлением и модернизацией основного оборудования для атомных электростанций и электростанций, работающих на ископаемом топливе.
Характеризующаяся чрезвычайной эксплуатационной гибкостью установка комбинированного цикла KA24 на базе газовой турбины следующего поколения GT24 (однотипная турбина следующего поколения GT26) в конфигурации «два в одном»(1) запускается менее чем за 30 минут.
Ее отличительной особенностью является способность вырабатывать свыше 450 МВт за 10 минут и компенсировать колебания, возникающие при производстве электроэнергии с использованием возобновляемых источников (например, энергии ветра). Эта установка комбинированного цикла способна произвести свыше 700 МВт электроэнергии – количество, достаточное приблизительно для 500 000 американцев, позволяя достичь полного электрического КПД свыше 60%. Более высокий КПД в результате обеспечивает возможность экономить приблизительно 250000 тонн газа ежегодно(2), таким образом, снижая выбросы CО2 более чем на 650000 тонн, что эквивалентно ежегодным выбросам более чем от 100000 легковых автомобилей в США.
Природный газ будет играть важную роль в структуре энергетики США в качестве основного топлива и резервного для выработки энергии с использованием возобновляемых источников. Такие штаты как Техас и Калифорния имеют большие установленные мощности по производству энергии из возобновляемых источников, которые в будущем планируется значительно увеличить, для чего потребуются универсальные средства производства.
Газовая турбина GT26 для Европы, Азии, Среднего Востока и других рынков с частотой сети 50 Гц
Модернизированная газовая турбина GT26 в установке комбинированного цикла KA26 имеет КПД, превышающий 61%, что позволяет ежегодно предотвращать выбросы в атмосферу более 350000 тонн C02(3). Турбина обладает повышенной эксплуатационной гибкостью: менее чем за 15 минут в сеть может быть поставлено свыше 350 МВт, что обеспечивает интеграцию нестабильных по своей природе возобновляемых источников энергии. Установка KA26 в конфигурации «один в одном»(4) способна произвести свыше 500 МВт энергии.
Для Европы, где к 2020 году планируется получать 20% электроэнергии из возобновляемых источников, универсальные газовые турбины GT26 и электростанции на их базе являются отличным решением, отвечающим вызовам меняющегося климата, и способным при этом обеспечить стабильность сети.
(1) В парогазовой установке этого типа 2 газовых турбины и котлы-утилизаторы подают пар на одну паровую турбину.
(2) Сравнимо со средним КПД газовой энергетики в Соединенных Штатах.
(3) Сравнимо со средним КПД газовой энергетики в Европе.
(4) В парогазовой установке этого типа 1 газовая турбина и котел-утилизатор подают пар на одну паровую турбину.
О компании Alstom:
Компания Alstom – мировой лидер по производству и передаче электроэнергии и развитию железнодорожной инфраструктуры, является одной из передовых компаний в области разработки инновационных и экологически безопасных технологий. Компания Alstom производит самые быстрые в мире поезда и осуществляет строительство автоматизированного метро с самой высокой пропускной способностью. Компания Alstom обеспечивает комплексные решения «под ключ» по строительству электростанций и сопутствующее обслуживание различных источников энергии, включая гидроэнергетику, ядерную энергетику, газ, уголь и ветер, она предлагает широкий диапазон решений для передачи электроэнергии, ориентированных на интеллектуальные сети.
В концерне работают 93,5 тыс. сотрудников приблизительно в 100 странах, его объем продаж в 2010/2011 финансовом году превысил 20,9 млрд.евро.
Контакты для прессы:
Филипп Касс/Philippe Kasse (корпорация) — телефон: + 33 1 41 49 29 82 [email protected]
Mэри Варкадос/Мary Varkados (энергетика) — телефон: + 33 1 41 49 27 13 [email protected]
Взаимодействие с инвесторами:
Эммануэль Шателен/Emmanuelle Châtelain, Джульетт Лангле/Juliette Langlais — телефон: + 33 1 41 49 37 38 / 21 36 — [email protected]
Как работают газотурбинные электростанции
Управление Управление ископаемой энергией и выбросами углерода
Изображение
Турбины внутреннего сгорания (газовые), устанавливаемые на многих современных электростанциях, работающих на природном газе, представляют собой сложные машины, но в основном они состоят из трех основных секций:
- нагнетает его и подает в камеру сгорания со скоростью сотни миль в час.
- Система сгорания , обычно состоящая из кольца топливных форсунок, которые впрыскивают постоянный поток топлива в камеры сгорания, где оно смешивается с воздухом. Смесь сгорает при температуре более 2000 градусов по Фаренгейту. В результате сгорания образуется поток газа высокой температуры и высокого давления, который входит и расширяется через секцию турбины.
- Турбина представляет собой сложную систему чередующихся стационарных и вращающихся лопастей с аэродинамическим профилем. Когда горячий дымовой газ расширяется через турбину, он вращает вращающиеся лопасти. Вращающиеся лопасти выполняют двойную функцию: они приводят в действие компрессор, чтобы накачать больше сжатого воздуха в секцию сгорания, и вращают генератор для производства электроэнергии.
Наземные газовые турбины бывают двух типов: (1) двигатели с тяжелой рамой и (2) авиационные двигатели. Двигатели с тяжелой рамой характеризуются более низким коэффициентом давления (обычно ниже 20) и, как правило, имеют большие физические размеры.
Степень сжатия – это отношение давления нагнетания компрессора к давлению воздуха на входе. Авиационные двигатели произошли от реактивных двигателей, как следует из названия, и работают при очень высокой степени сжатия (обычно более 30). Авиационные двигатели, как правило, очень компактны и полезны там, где требуется меньшая выходная мощность. Поскольку турбины с большой рамой имеют более высокую выходную мощность, они могут производить большее количество выбросов и должны быть спроектированы для достижения низкого уровня выбросов загрязняющих веществ, таких как NOx.
Одним из ключевых факторов эффективности отношения топлива к мощности турбины является температура, при которой она работает. Более высокие температуры обычно означают более высокую эффективность, что, в свою очередь, может привести к более экономичной работе. Газ, протекающий через турбину типичной электростанции, может иметь температуру до 2300 градусов по Фаренгейту, но некоторые из критических металлов в турбине могут выдерживать температуры только до 1500–1700 градусов по Фаренгейту.
Следовательно, воздух из компрессора может использоваться для охлаждения. ключевые компоненты турбины, снижая предельную тепловую эффективность.
Одним из главных достижений программы Министерства энергетики США по созданию усовершенствованных турбин стало преодоление существовавших ранее ограничений по температуре турбины благодаря сочетанию инновационных технологий охлаждения и передовых материалов. Усовершенствованные турбины, появившиеся в результате исследовательской программы Департамента, смогли повысить температуру на входе в турбину до 2600 градусов по Фаренгейту, что почти на 300 градусов выше, чем в предыдущих турбинах, и достичь эффективности до 60 процентов.
Другим способом повышения эффективности является установка рекуператора или парогенератора-утилизатора (HRSG) для извлечения энергии из выхлопных газов турбины. Рекуператор улавливает отработанное тепло в выхлопной системе турбины для предварительного нагрева нагнетаемого компрессором воздуха перед его подачей в камеру сгорания.
Газовая турбина простого цикла может достигать эффективности преобразования энергии в диапазоне от 20 до 35 процентов. Благодаря более высоким температурам, достигнутым в программе турбин Министерства энергетики, будущие электростанции с комбинированным циклом, работающие на водороде и синтез-газе, вероятно, достигнут эффективности 60 процентов или более. Когда отработанное тепло улавливается из этих систем для отопления или промышленных целей, общая эффективность энергетического цикла может достигать 80 процентов.
Газовые турбины | Производитель | Производство электроэнергии и тепла
Авиационные, промышленные и сверхмощные газовые турбины мощностью до 593 МВт
Какими бы ни были ваши бизнес-задачи, наши газовые турбины специально разработаны для того, чтобы справиться с динамичной средой энергетического рынка.
Низкие затраты в течение жизненного цикла и отличная окупаемость инвестиций с самого начала — это лишь два преимущества, которые предлагает наш ассортимент газовых турбин. Наши газовые турбины отвечают высоким требованиям широкого спектра применений с точки зрения эффективности, надежности, гибкости и экологичности.
Выберите из нашего ассортимента газовых турбин для тяжелых условий эксплуатации, промышленных и авиационных, мощностью до 593 МВт. В зависимости от ваших требований мы предоставим вам правильное решение и объем для ваших конкретных потребностей рынка.
Калькулятор декарбонизации водорода
Каким образом газовые турбины могут помочь в выполнении трилеммы Всемирного энергетического совета о безопасной, доступной и экологически устойчивой энергии, которая превращается в требования вашего бизнеса? Как вы можете обеспечить будущую роль существующих активов в качестве агентов декарбонизации, поддерживающих энергетический переход? В нашем новом техническом документе содержится подробная информация о жизненно важной роли, которую способность газовых турбин сжигать водород в качестве топлива будет играть в мире, стремящемся к полному обезуглероживанию и развитию водородной экономики.
Мы рассказали о процессе сжигания водорода, возможностях и опыте эксплуатации наших газовых турбин при сжигании водорода, вариантах модернизации и нашей дорожной карте для перехода на 100%-ное использование водорода.
Водородная энергетика с газовыми турбинами
Как газовые турбины могут помочь в выполнении трилеммы Всемирного энергетического совета о безопасной, доступной и экологически устойчивой энергии, которая становится требованием для вашего бизнеса? Как вы можете обеспечить будущую роль существующих активов в качестве агентов декарбонизации, поддерживающих энергетический переход?
В нашем новом техническом документе содержится подробная информация о жизненно важной роли, которую способность газовых турбин сжигать водород в качестве топлива будет играть в мире, стремящемся к полному обезуглероживанию и развитию водородной экономики.
Скачать технический документ
Водородная готовность
Новые газовые электростанции, строящиеся сегодня, весьма вероятно, будут на более позднем этапе переоборудованы для сжигания смеси водорода до 100% в течение срока службы станции. Это означает, что необходимы меры по экономичному последующему переоснащению на водород.
Однако современные новые электростанции обычно начинают работать на природном газе в течение нескольких лет. Поэтому крайне важно построить новые электростанции, работающие на природном газе, которые можно будет легко модернизировать и перевести на работу с водородом, когда водород станет доступным для оператора.
Таким образом, электростанции, работающие на природном газе, рассчитаны на будущее и будут способны выдерживать количество водорода, для которого они были подготовлены, с минимальными затратами на переоборудование.
Узнайте больше о водородных электростанциях
Объем поставки Вы можете выбирать между различными объемами поставки — от основной турбины, комплектов газовых турбин до полных газовых электростанций.
Упаковка
• Пакеты GT и ST, вкл. вспомогательное оборудование
• Система впуска / выпуска воздуха ГТ
• Система топливного газа
• Полозья
• Соединительные трубы
• Генераторы ГТ и ПТ вкл. вспомогательное оборудование
• Противопожарная защита
• Электрооборудование и АСУ ТП
• Опции
Остров силы
• Котел-утилизатор
• Котел/роторный воздухоохладитель
• Конденсатор вкл. система удаления воздуха
• Питательные насосы котлов
• Конденсатные насосы
• Критические клапаны
• Подогреватель топлива с фильтром, дозирующей станцией и т.
д.
Силовое ядро
• Цикл W/S, магистральные трубопроводы, клапаны, HX и т. д. в виде сборных блоков/трубных эстакад
• Трубная эстакада циркуляционной воды
• Закрытая система охлаждающей воды в виде сборных блоков и трубных эстакад
• Соответствующий проект планировки здания
• Опции
Электростанция под ключ
• Системы охлаждения завода
• Водоподготовка
• Система сырой воды
• Система/резервуары для сточных вод
• Трубопроводы/клапаны установки
• Электрооборудование
• Система управления установкой
• Дополнительная противопожарная защита/тушение
• Монтажные/пусконаладочные работы
• Здания/сооружения
• Машинный зал ST0/ST0 или ST0 • Краны и HVAC
• Дополнительные опции
Особенности и инновации
Внедрение инноваций, разработка новых технологий, применение передовых производственных технологий — вот что мы делаем, чтобы поставлять самые современные газовые турбины, которые установят новые стандарты эффективности, надежности и сокращения выбросов.
Поскольку циклы инноваций становятся короче, возможность тестирования новых конструкций и компонентов становится все более важной. Кроме того, новые производственные технологии обеспечивают революционный дизайн и непревзойденную доступность самых современных запасных частей.
HL-класс: повышение эффективности силовой установки
Наши газовые турбины класса HL прокладывают путь к следующему уровню эффективности. Благодаря ряду новых, но уже испытанных технологий и конструктивных особенностей, мы внедряем технологические обновления во всем нашем парке. Класс HL открывает путь к уровням эффективности выше 63 процентов.
- Узнайте больше о SGT5-9000HL
- Узнайте больше о SGT6-9000 HL
Мы задаем темп
Наши газовые турбины — это надежное вложение. Они могут работать на водороде. К 2030 году мы хотим увеличить долю водорода в топливной смеси до 100.
- Узнайте больше о наших решениях по обезуглероживанию
SeaFloat: Мобильные плавучие электростанции
Благодаря нашим высокоэффективным газовым турбинам на плавучих устройствах новый класс мобильных электростанций становится реальностью. Эволюция электростанций открытого и комбинированного цикла с суши на море основана на наших успешных сериях газовых турбин SGT-800 и SGT-8000H.
- Откройте для себя наши решения SeaFloat
Аддитивное производство: революция в производстве и ремонте
Аддитивное производство может ускорить ремонт газовых турбин, прототипирование и изготовление деталей. Газовые турбины можно проектировать быстрее, с повышенной гибкостью, лучшими материалами и оптимизированной эффективностью. Таким образом, 3D-печать позволяет использовать передовые технологии с сокращением времени выхода на рынок и быстрой модернизацией существующих активов.
- Узнайте больше об аддитивном производстве
- Исследуйте аддитивное производство в виртуальной реальности
Испытания турбин: испытанные газовые турбины, на которые можно положиться
Более 7000 газовых турбин Siemens Energy успешно работают по всему миру. Это связано с тем, что наши газовые турбины тщательно тестируются на наших собственных испытательных площадках, чтобы обеспечить их бесперебойную работу даже в самых суровых условиях. Завод Siemens Energy по производству газовых турбин и испытательные центры могут похвастаться самыми современными и инновационными испытательными установками в мире.
- Узнайте больше о наших услугах по тестированию
- Центр чистой энергии (CEC) Людвигсфельде
Модернизация турбины: улучшите производительность вашей установки
Мы инвестируем миллионы евро в разработку новых технологий, чтобы предоставить варианты, которые помогут вам улучшить производительность вашего предприятия.