10 ЛЕТ назад российская энергетика могла только мечтать о парогазовых установках, которые выдают КПД в полтора раза больше, чем традиционные энергоагрегаты. 5 лет назад многие энергетики сомневались - стоит ли поддерживать отечественные разработки в этой области, которые велись на НПО "Сатурн". А сегодня установка ГТД-110 российского производства вышла в серию в качестве одного из основных инструментов реализации Новой энергетической политики, провозглашенной главой РАО "ЕЭС России" Анатолием Чубайсом. Поддать пару ГТД-110 - первый и пока единственный газотурбинный двигатель большой мощности (110 МВт) для парогазовых установок (ПГУ), который производится в России. Производитель - НПО "Сатурн".
В развитых странах газотурбинные агрегаты начали внедряться еще в далеких 50-х годах прошлого века и постепенно стали основными "рабочими лошадками" в энергосистемах США и большинства западно-европейских государств. На текущий момент около двух третей вводимых во всем мире электростанций работают именно на парогазовом цикле. В России же в настоящее время на парогазовом цикле работает всего четыре электростанции. Три из них - Северо-Западная ТЭЦ, Сочинская ТЭС и недавно введенная ТЭЦ-27 (блок 3) ОАО "Мосэнерго" - оснащены установками Siemens, собранными компанией "Силовые машины". И пока только одна электростанция в стране - ОАО "Ивановские ПГУ" (город Комсомольск Ивановской области), которая была запущена в эксплуатацию в прошлом году, оборудована установкой отечественного производства - ПГУ-325, состоящей из двух двигателей ГТД-110.
Преимущества ПГУ перед традиционными - паросиловыми - энергоустановками очевидны. Так, например, современные паросиловые турбины работают с КПД 35-42 процента, а коэффициент полезного действия ПГУ составляет 50-54 процента. При этом парогазовая станция компактнее силовой, а, следовательно, на ее строительство требуется меньше времени - примерно на треть. И в то же время уровень выброса оксида азота на ПГУ на порядок ниже, чем на традиционных энергоблоках.
Особо следует подчеркнуть, что указанные 35-42 процента КПД "выдают" именно современные паросиловые установки, тогда как в нашей стране, по оценкам РАО "ЕЭС России", более 90 процентов действующего турбинного оборудования находится в эксплуатации более 15 лет. Большинство ТЭЦ вообще были построены в середине прошлого века и уже давно выработали свой ресурс. В результате средний КПД ныне работающих в России станций составляет всего 18 процентов, что во многом обуславливает крайне высокую энергоемкость нашей экономики и соответственно низкую конкурентоспособность нашей промышленности. Если на 1 тысячу долларов российского ВВП приходится около 0,5 тонны условного топлива, то в США этот показатель составляет 0,22 тонны, а в среднем в мире - 0,21 тонны. Однако в нашей стране о ПГУ заговорили только на закате советских времен, а тот факт, что Россия смогла создать парогазовую установку большой мощности, не уступающую западным аналогам, можно и вовсе считать чудом. "Против" создания отечественной ПГУ были практически все обстоятельства - от развала СССР и дефицита средств и опыта работы по парогазовой тематике до мощного лобби интересов западных производителей. "За" были только экономико-патриотические соображения и профессиональная увлеченность части энергетиков и двигателестроителей.
Анатолий Чубайс, председатель правления РАО "ЕЭС России":
"Мы определили набор технологий, которые запрещены в энергетике как устаревшие. Поэтому на замену паросиловой установке с использованием газового топлива не может прийти ее более современный аналог. Задумайтесь, КПД этой техники - 36 процентов. Мы будем зря прожигать топливо. Новая смена - это парогазовая установка, которая дает КПД 52 процента. Это очень большая разница.
Мы должны заложить в будущую энергетику самые современные технологии. СССР обладал колоссальным потенциалом в энергомашиностроении. И он не растерян, его просто надо востребовать и нацелить на выполнение задач Новой энергетической политики".
Юрий Ласточкин, генеральный директор НПО "Сатурн":
"Мы вместе с РАО "ЕЭС России" будем делать все, чтобы у России была своя высокоэффективная турбина большой мощности. НПО "Сатурн" прекрасно понимает свою ответственность перед энергетиками, перед нашими заказчиками. Нам от имени российских машиностроителей предстоит доказывать, что в России могут создавать современные турбины большой мощности".
Михаил Кузменко, технический директор - генеральный конструктор НПО "Сатурн":
"Существенный рост цен на энергоносители, износ основных фондов энергетической отрасли требуют радикальных преобразований в самой структуре отечественного энергопроизводства. В ряду наиболее интересных решений стоит применение парогазовых и газотурбинных установок, обеспечивающих минимальные удельные затраты и максимальный эффект, что позволит решить проблему децентрализации отечественной энергосистемы и тем самым повысить ее эффективность".
С небес на землю История создания парогазовой установки в нашей стране началась в последние годы существования СССР. Родоначальником ГТД-110 стал Виктор Иванович Романов, бывший в то время генеральным конструктором украинского НПП "Машпроект" (город Николаев). Под его началом прошли работы по проектированию нового двигателя, он же убедил Министерство энергетики и электрификации СССР в необходимости финансирования этого проекта.
В 1991 году минэнерго оформило заказ "Машпроекту" и ПО "Зоря" (также расположенному в Николаеве) на создание и освоение серийного производства ПГУ. После развала СССР в 1992 году Россия и Украина заключили межправительственное соглашение о создании ПГУ на деньги и соответственно в интересах РАО "ЕЭС России".
Но в скором времени ПО "Зоря" отказалось от участия в проекте. И "Машпроект", оставшись без серийного завода, обратился с предложением к российскому авиадвигателестроительному предприятию "Рыбинские моторы", на базе которого впоследствии сформировалось НПО "Сатурн". Финансирование к тому моменту значительно сократилось, но проект стала поддерживать в "тлеющем режиме" российская электроэнергетическая ассоциация "Корпорация единый электроэнергетический комплекс" (Корпорация "ЕЭЭК").
В 1990-х годах НПО "Сатурн" (в то время - ОАО "Рыбинские моторы") представляло из себя рядовой серийный завод, оснащенный устаревшим оборудованием, который специализировался на производстве авиадвигателей Д-30 КУ/КП для самолетов Ил-62, Ил-76 и Ту-154М. Спрос на эти двигатели был довольно высок, но постепенно сокращался, и в дальнейшем предприятие было вынуждено переориентироваться с производства на ремонт и сервисное обслуживание ранее выпущенных агрегатов, что, на взгляд специалистов, никаких светлых перспектив заводу не сулило.
Участие в "парогазовом проекте", по сути, означало для предприятия создание нового производства соответственно с новыми станками, грузоподъемными механизмами и т.д. и создание испытательной базы, что требовало существенных капитальных затрат. Но руководство "Сатурна" все же приняло предложение украинцев, и завод стал головным исполнителем заказа - в целях диверсификации производства и в расчете на коммерческий успех проекта.
С этими благими намерениями рыбинские авиадвигателисты начали готовиться к производству ПГУ. Правда, как вспоминает бывший в то время главным инженером завода Геннадий Телегин, делалось это "не очень решительно и не очень оперативно".
Работа над проектом, которая первоначально заключалась в освоении части номенклатуры для "Машпроекта", продолжалась вплоть до 1997 года. При этом ряд руководителей завода был склонен выйти из проекта. Но в 1997 году на предприятие пришел новый менеджмент во главе с генеральным директором Юрием Ласточкиным, и в новой стратегии помимо амбициозных программ по разработке и созданию перспективных авиадвигателей для гражданских самолетов и ВВС был взят курс на развитие газотурбинной тематики. Юрию Ласточкину удалось договориться с председателем правления РАО "ЕЭС России" Анатолием Чубайсом о финансировании проекта. Эти два фактора стали судьбоносными для российского ГТД-110.
Геннадий Телегин:
"Еще до того как к управлению пришла команда Анатолия Чубайса, в РАО "ЕЭС России" были попытки свернуть программу создания двигателя ГТД-110. Проанализировав всю ситуацию, новый глава РАО увидел в НПО "Сатурн" "рациональное зерно". Решение далось не сразу. Двум руководителям - председателю правления РАО и генеральному директору НПО "Сатурн" - пришлось с десяток раз встречаться, чтобы найти понимание. По большому счету только благодаря убежденности и настойчивости Юрия Ласточкина "стодесятка" через Анатолия Чубайса нашла жизнь в реальном железе, в реальной работе. Эти два человека дали жизнь "стодесятке". Не конструктор, не технолог, не производственник - именно эти две личности дали большой российской машине жизнь".
Анатолий Чубайс:
"Сегодня вся стратегия развития тепловой энергетики связана с парогазовыми силовыми установками. Эти разработки были произведены советскими учеными, потом, как это часто было, забыты напрочь. Весь мир перешел на парогазовый цикл, а в СССР парогазовых турбин просто не было, их не производили. Поразительным образом эту проблему решило НПО "Сатурн". Их разработка - ГТД-110 - это прорыв, причем не только по КПД, но и по материалоемкости - она абсолютно находится на мировом уровне".
Испытание на прочность
Спустя год на Украине был построен первый ГТД-110, для которого "Сатурн" изготовил около 30 процентов деталей и узлов. Второй двигатель был построен в 2000 году уже на российском предприятии, и доля участия "Сатурна" составила в нем 70 процентов. В 2001 году на резервной Ивановской ГРЭС был построен испытательный стенд (НПО "Сатурн" выступал генеральным подрядчиком строительства), и вскоре начались испытания второго двигателя.
По словам Михаила Гасуля, главного конструктора по судовым и промышленным агрегатам НПО "Сатурн", во время испытаний "было много всего": фактически заново разрабатывалась система запуска, работа на жидком (резервном) топливе, выявились слабые места конструкции (например, случались прогары в жаровых трубах, деформировались детали и т.д.), и были разработаны мероприятия по устранению дефектов и т.д. В общем, "сатурновские" конструкторы доводили машину "до ума".
Михаил Кузменко, технический директор - генеральный конструктор НПО "Сатурн":
"Мы закладываем стационарные ГТД, используя самый современный научный и конструкторско-технологический потенциал предприятия, полученный нами именно при создании авиационных двигателей. Отсюда - компактность, минимальный вес, минимальное число деталей и, как следствие, экономичность, низкая цена продаж и стоимость эксплуатации". Осенью 2003 года на стенде Ивановской ГРЭС были успешно проведены межведомственные испытания двигателя, после чего НПО "Сатурн" начало активно налаживать серийное производство ГТД-110. По словам председателя совета директоров НПО "Сатурн" Сергея Чуклинова, все технологическое переоснащение на предприятии проводилось и проводится с привлечением иностранных кредитов. В 2003 году для реализации крупных проектов в области энергетического машиностроения "Сатурн" заключил инвестиционное соглашение с Sumitomo Corporation на сумму более 500 миллионов долларов сроком до 2015 года. В частности, недавно в рамках очередного транша японского кредита предприятие ввело в эксплуатацию новый - уникальный для России - машинообрабатывающий центр для комплексной (5-координатной) обработки крупногабаритных (до 4 м) деталей.
Олег Брындин, директор по газотурбинным энергетическим установкам НПО "Сатурн":
"Чтобы вкладывать серьезные деньги в организацию серийного производства, нужно быть полностью уверенным в качестве и рыночной перспективе продукта. И "Сатурну" нужно было иметь гораздо большую уверенность, чем, скажем, РАО, потому что "Сатурн" вкладывал собственные деньги в развитие серийного производства.
После успешного проведения испытаний у нас такая уверенность появилась. Но на тот момент в РАО "ЕЭС России" были люди, которые активно лоббировали интересы западных компаний и всеми способами пытались доказать, что отечественных ПГУ нет и быть не может и что нужно закупать иностранное оборудование. Чуть ли не любая неполадка преподносилась как фатальная конструкторская ошибка и провал всей программы".
Поддержи отечественного производителя
Но так или иначе, а "лоббистско-пиаровское" противодействие было преодолено - весной 2005 года НПО "Сатурн" получило первый заказ на изготовление новых двигателей - двух ГТД-110 для парогазовой установки ПГУ-325 ОАО "Ивановские ПГУ".
ГТД-110 создавался в рамках лицензионного соглашения, заключенного РАО "ЕЭС России", корпорацией "ЕЭЭК" и ГП НПГК "Зоря - Машпроект". При подготовке контракта начались специфические проблемы с украинскими партнерами - объединенной компанией ГП НПГК "Зоря - Машпроект". Позиция украинской стороны привела к решению НПО "Сатурн" и РАО "ЕЭС России" взять на себя ответственность по техническому сопровождению проекта. Таким образом, начиная с 2004 года НПО "Сатурн" стало принимать все решения по проекту самостоятельно.
Олег Брындин:
"Украинское предприятие активно участвовало в проекте на этапе разработки. Но потом оно отошло от сопровождения проекта. За последующий период "Сатурн" внес свои изменения, новшества, которые во многом и обеспечили высокие показатели двигателя. Вся механическая обработка при производстве двигателя делается в России, все ключевые технологии мы держим у себя. Материалами - заготовками - мы себя обеспечиваем на 70 процентов. 30 процентов заготовок по дискам компрессоров и турбины закупаем в Германии и Италии. Это крупногабаритное литье диаметром 2,5 метра.
Отечественное сталелитейное производство сегодня, к сожалению, не может нас обеспечить заготовками таких размеров с должным качеством. Возможно, в следующем году в России появится необходимое оборудование для производства таких заготовок. Тогда мы будем закупать их внутри страны. Но в любом случае заготовка - это, по сути, полено, которое мы превращаем в изделия хай-тека".
Выход в серию
В феврале 2005 года был заложен первый камень в строительство блока N 1 "Ивановских ПГУ" (город Комсомольск). На церемонии начала строительства Анатолий Чубайс назвал эту стройку абсолютно особенным событием для отечественной энергетики и отметил, что "речь идет не просто о начале строительства станции, а о настоящем технологическом прорыве в энергетике, который основан на разработке российских ученых и продукции российских машиностроителей.
Речь идет о масштабной загрузке российских предприятий, о новой налогооблагаемой базе, о новых технологиях в энергетике. Более того, речь идет о структурном сдвиге в российской экономике". Первый блок "Ивановских ПГУ" строился чуть больше двух лет, и в апреле 2007 года первая и пока единственная ПГУ российского производства уже была благополучно сдана в эксплуатацию. А на 10-м Санкт-Петербургском международном экономическом форуме в июне 2007 года Анатолий Чубайс и Юрий Ласточкин подписали соглашение о сотрудничестве, направленном на широкое применение в российской электроэнергетике газотурбинных установок ГТД-110.
РАО "ЕЭС России" объявило о единовременном заказе сразу 12 турбин. В течение 2007 года компании Юрия Ласточкина удалось законтрактовать заказы на изготовление 11 турбин до 2010 года с ритмичностью поставок 3-4 машины ежегодно. Таким образом, в России действительно началось серийное производство парогазовых агрегатов большой мощности. А НПО "Сатурн" в результате стало 14-й по счету компанией в мире, которая производит энергетические машины с единичной мощностью свыше 100 МВт. Примечательно, что в мире всего существует 40 компаний, выпускающих газовые турбины. На указанные выше 13 компаний в мировом объеме продаж по количеству штук приходится всего 12 процентов, а по стоимости их доля достигает 80 процентов.
Согласно пятилетней инвестиционной программе РАО "ЕЭС России" новые ГТД-110 в ближайшие годы будут установлены при модернизации и строительстве новых энергоблоков на ОАО "Ивановские ПГУ" (два блока ПГУ-325), Новомичуринской ГРЭС-24 ОГК-6 (ПГУ170), Нижегородской ТЭЦ (три блока ПГУ-325). Юрий Ласточкин: "До недавнего времени в России не было конкурентоспособных турбин большой мощности. В 1991 году было принято решение Министерством энергетики России о создании такой турбины, потом были смутные времена. Но совместно с РАО "ЕЭС России", при помощи инвестиций РАО и собственных вложений нам удалось создать такую турбину.
ГТЭ-110 конкурентоспособна. Однако нужно четко понимать, что ГТЭ-110 - это очень емкий инвестиционный проект. Для того чтобы она выпускалась серийно, как это существует в ряде западных компаний, нужны крупные энергетические инвестиционные проекты, такие, как мы видим в Иваново".
Олег Брындин:
"Мы не преследуем цель простого наращивания объемов выпуска энергоагрегатов. Мы хотим в каждом проекте брать на себя максимально большую часть работ, связанных со строительством, монтажом и пуско-наладкой. То есть перейти в режим не просто поставки энергоагрегатов, а строительства объектов с максимальной степенью комплектности. При желании заказчика - и под ключ, с созданием всей необходимой инфраструктуры объекта. Тогда объем осваиваемых средств будет совсем иным. И это совсем иной бизнес. Сегодня в России нет компаний, которые в одном лице, например, изготавливали бы газотурбинный двигатель, газотурбинный агрегат, всю инфраструктуру и строили этот комплекс под ключ. НПО "Сатурн" намерен стать такой компанией".
Развитие парогазовых технологий и, в частности, широкое применение ГТД-110 рассматриваются РАО "ЕЭС России" в качестве одного из основных технических инструментов реализации Новой энергетической политики, нацеленной на резкое увеличение ввода новых энергомощностей. Как заявил Анатолий Чубайс, "доля парогазовой энергетики в газовом секторе российской энергетики должна быть сто процентов". А начало внедрения парогазовых установок в России, по его словам, - "поворотная точка в технологическом уровне российской энергетики".
Поэтому чрезвычайно важно, что программа производства ГТД-110 реализуется по российским технологиям и на российском предприятии. Наличие технологической и производственной баз для серийного выпуска этих турбин является не только основой развития отечественной электроэнергетики, но и важнейшим фактором укрепления энергобезопасности и энергонезависимости страны.
В то же время ГТД-110 расценивается и как перспективный экспортный продукт отечественного энергомашстроя, конкурентоспособный на мировых рынках. По оценкам РАО "ЕЭС России", до 2015 года потребность в парогазовых установках на базе ГТД-110 составит более 100 комплектов. Обретя данный опыт, этот технологический остров, ставший полигоном современного энергетического машиностроения, Россия с уверенностью подтверждает статус высокотехнологичной энергонезависимой державы.
/Алексей Степанов/