На объектах электроэнергетики, добычи и транспортировке углеводородов широко применяются газотурбинные установки (ГТУ). Использование ГТУ в составе парогазовых энергоблоков обеспечивает повышение КПД производства электроэнергии до 50% (относительных) и более. Этим объясняется массовое внедрение ГТУ в электроэнергетику РФ, которое наблюдается с 2008 г. На текущий момент на объектах Группы «Газпром энергохолдинг» и Группы «Интер РАО», на долю которых приходится около 25% выработки электроэнергии в РФ, эксплуатируется 53 ГТУ общей установленной мощностью 8338 МВт. В связи с реализацией второго этапа программы модернизации электроэнергетики (Программа ДПМ-2) государство поставило перед инвесторами задачу 90% локализации в РФ внедряемого оборудования. Для обеспечения требуемого уровня локализации ПАО «Силовые машины» при поддержке Минпромторга разрабатывает отечественные ГТУ большой мощности: ГТЭ-170 и ГТЭ-65. Таким образом, применение ГТУ в электроэнергетике будет и дальше расширяться. Традиционными объектами массового применения ГТУ в РФ являются компрессорные станции ПАО «Газпром», где установки используются для приводов нагнетателей природного газа. По данным на 2013 г. на компрессорных станциях магистральных газопроводов ПАО «Газпром» эксплуатировалось 3388 газоперекачивающих агрегата (ГПА) с газотурбинным приводом общей установленной мощностью 41 353 МВт. Широкое распространение ГТУ создает огромный рынок для технических решений, которые способны повысить надежность и энергоэффективность установок. Одной из особенностей ГТУ является зависимость мощности и КПД установки от качества и параметров атмосферного воздуха на входе в компрессор.Для защиты проточной части ГТУ от попадания капельной влаги и пыли на входе воздуха устанавливают комплексное воздухоочистительное устройство (КВОУ). В состав КВОУ, помимо механических элементов защиты от атмосферной влаги (козырьки, каплеуловители), входят фильтры нескольких степеней очистки. Ресурс фильтров первой ступени в значительной мере определяется количеством капельной влаги или снега, проскакивающих механические элементы защиты. Дополнительной проблемой эксплуатации ГТУ является обледенение проточной части, возникающее, как правило, при температуре наружного воздуха в диапазоне от плюс 5 С до минус 5 С и при его относительной влажности выше 80 %. Следует отметить, что в связи с изменениями климата годовое время стояния температуры воздуха в диапазоне параметров, создающих риск обледенения, растет, что либо приводит к увеличению расхода топлива ГТУ при неизменной мощности установки, либо снижает мощность при неизменном расходе топлива. Для иллюстрации масштаба проблемы приведем оценку потерь выработки электроэнергии ГТУ ПАО «Мосэнерго». По результатам изучения архивов погоды г. Москвы за 2016-2018 гг. было установлено, что температура воздуха находилась в диапазоне от плюс 5 С до минус 5 С в среднем в течение 1300 ч в год. За указанный период ГТУ недовыработали 103 480 МВт*ч электроэнергии в год. Стоимость этого объема на оптовом рынке может составить более 120 млн. руб. Обледенению в той или иной степени подвержены все элементы воздухозаборного устройства (фильтры, шумоглушители, крепежные детали, входные направляющие аппараты компрессора и т.п.). При появлении обледенения гидравлическое сопротивление на входе ГТУ возрастает, что может привести к разрушению некоторых узлов воздухозаборной камеры и быстрому выходу из строя фильтрующих элементов. В процессе оттаивания образовавшейся наледи может существовать опасность повреждения ею элементов газовоздушного тракта ГТУ. В целях предупреждения обледенения входного тракта ГТУ используются антиобледенительные системы различной конструкции, предусматривающие подогрев циклового воздуха при входе его в осевой компрессор примерно на 8-10 С. Обычно в эксплуатационных условиях используют подогрев горячим воздухом, отбор которого осуществляется из воздухопровода за осевым компрессором или регенератором ГТУ. Отбор воздуха из проточной части компрессора существенно снижает мощность и КПД ГТУ. Следует отметить, что в связи с изменениями климата годовое время стояния температуры воздуха в диапазоне, характеризующемся высоким риском обледенения, имеет тенденцию к росту, что, в свою очередь, будет увеличивать потери эксплуатирующих организаций от недовыработки электроэнергии, либо механической мощности. Таким образом, востребованность технических решений энергоэффективных систем защиты ГТУ будет расти. В предлагаемом проекте будет разработана маневренная, простая в управлении и надежная конструкция подогревателя-каплеуловителя (ПК), которая обеспечит: - параметрический подогрев воздуха на входе в КВОУ за счет тепла сетевой воды (энергетическая ГТУ) или уходящих газов (ГПА); - эффективное улавливание и плавление снега на оребренной поверхности подогревателя; - эффективное отделение капельной влаги на оребренной поверхности подогревателя и в каплеуловителе. Потенциальный рынок для применения ПК составляет до 5 млрд. руб. В результатах проекта заинтересованы энергетические компании и производственные предприятия. В ходе проекта планируется получение 2-х патентов на решения ПК. Объем выручки, формируемой за счет лицензионных платежей, может составить до 3,3 млн. руб. в год. Объем выручки, формируемой за счет инжиниринговых услуг при внедрении ПК, может составить до 4,4 млн. руб. в год.

Производитель: ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "ТЕРМОКОН"

Энергетика