Перспективи розвитку вітчизняної парогазової технології

У статті викладено основні засади сучасних газотурбінних технологій і послідовно доведено їхні економічні переваги, ретельно проаналізовано передові досягнення відомих світових, українських і російських компаній у цій галузі, а також вказано на певні технічні проблеми подальшого розвитку цього секто...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2009
Hauptverfasser:	Патон, Б., Долінський, А., Халатов, А., Білека, Б., Костенко, Д., Письменний, О.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2009
Schriftenreihe:	Вісник НАН України
Schlagworte:	Пріоритети
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/25961
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Перспективи розвитку вітчизняної парогазової технології / Б. Патон, А. Долінський, А. Халатов, Б. Білека, Д. Костенко, О. Письменний // Вісн. НАН України. — 2009. — N 4. — С. 3-10. — Бібліогр.: 4 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-25961
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-259612025-02-23T20:14:20Z Перспективи розвитку вітчизняної парогазової технології Outlook of home gas-vapor technology development Патон, Б. Долінський, А. Халатов, А. Білека, Б. Костенко, Д. Письменний, О. Пріоритети У статті викладено основні засади сучасних газотурбінних технологій і послідовно доведено їхні економічні переваги, ретельно проаналізовано передові досягнення відомих світових, українських і російських компаній у цій галузі, а також вказано на певні технічні проблеми подальшого розвитку цього сектору енергетичного машинобудування. Автори статті окреслюють 10-річну перспективу газотурбобудування, визначають місце й основні завдання України для прогресування газотурбінних технологій. The article presents the main principles of the modern gas turbine technologies and consistently proves their economic benefits, provides detailed analysis of the advanced achievements of the famous world, Ukrainian and Russian companies in this sector as well as certain technical issues of power engineering industry further development. Authors of the article outline 10 years prospects of gas turbine engineering, define the place and main objectives of Ukraine to make progress in gas turbine technologies. 2009 Article Перспективи розвитку вітчизняної парогазової технології / Б. Патон, А. Долінський, А. Халатов, Б. Білека, Д. Костенко, О. Письменний // Вісн. НАН України. — 2009. — N 4. — С. 3-10. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 0372-6436 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/25961 uk Вісник НАН України application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Пріоритети Пріоритети
spellingShingle	Пріоритети Пріоритети Патон, Б. Долінський, А. Халатов, А. Білека, Б. Костенко, Д. Письменний, О. Перспективи розвитку вітчизняної парогазової технології Вісник НАН України
description	У статті викладено основні засади сучасних газотурбінних технологій і послідовно доведено їхні економічні переваги, ретельно проаналізовано передові досягнення відомих світових, українських і російських компаній у цій галузі, а також вказано на певні технічні проблеми подальшого розвитку цього сектору енергетичного машинобудування. Автори статті окреслюють 10-річну перспективу газотурбобудування, визначають місце й основні завдання України для прогресування газотурбінних технологій.
format	Article
author	Патон, Б. Долінський, А. Халатов, А. Білека, Б. Костенко, Д. Письменний, О.
author_facet	Патон, Б. Долінський, А. Халатов, А. Білека, Б. Костенко, Д. Письменний, О.
author_sort	Патон, Б.
title	Перспективи розвитку вітчизняної парогазової технології
title_short	Перспективи розвитку вітчизняної парогазової технології
title_full	Перспективи розвитку вітчизняної парогазової технології
title_fullStr	Перспективи розвитку вітчизняної парогазової технології
title_full_unstemmed	Перспективи розвитку вітчизняної парогазової технології
title_sort	перспективи розвитку вітчизняної парогазової технології
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2009
topic_facet	Пріоритети
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/25961
citation_txt	Перспективи розвитку вітчизняної парогазової технології / Б. Патон, А. Долінський, А. Халатов, Б. Білека, Д. Костенко, О. Письменний // Вісн. НАН України. — 2009. — N 4. — С. 3-10. — Бібліогр.: 4 назв. — укр.
series	Вісник НАН України
work_keys_str_mv	AT patonb perspektivirozvitkuvítčiznânoíparogazovoítehnologíí AT dolínsʹkija perspektivirozvitkuvítčiznânoíparogazovoítehnologíí AT halatova perspektivirozvitkuvítčiznânoíparogazovoítehnologíí AT bílekab perspektivirozvitkuvítčiznânoíparogazovoítehnologíí AT kostenkod perspektivirozvitkuvítčiznânoíparogazovoítehnologíí AT pisʹmennijo perspektivirozvitkuvítčiznânoíparogazovoítehnologíí AT patonb outlookofhomegasvaportechnologydevelopment AT dolínsʹkija outlookofhomegasvaportechnologydevelopment AT halatova outlookofhomegasvaportechnologydevelopment AT bílekab outlookofhomegasvaportechnologydevelopment AT kostenkod outlookofhomegasvaportechnologydevelopment AT pisʹmennijo outlookofhomegasvaportechnologydevelopment
first_indexed	2025-11-25T00:31:36Z
last_indexed	2025-11-25T00:31:36Z
_version_	1849720251222065152
fulltext	ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 4 3 ПРIОРИТЕТИ Газотурбобудування — важливий компонент енергетичного машинобудуван- ня, один із головних складників паливно-енергетичного комплексу багатьох країн світу: понад 65% нових електрогенерувальних потужностей, уведених в експлуатацію, базуються на газотурбінних технологіях. Парогазові установ- ки й газотурбінні ТЕС мають високий коефіцієнт корисної дії (ККД) і надійні в експлуатації. Провідні компанії США («General Electric», «Pratt & Whitney», «Solar Turbines Inc.», «Westingaus»), Японії («Kawasaki», «Mitsubishi»), Німеч- чини («Siemens AG») та Швейцарії («Alstom») не лише зосередили увагу на ви- робництві парогазових установок, але й створили розвинену та розгалужену систему їх сервісного обслуговування. Б. ПАТОН, А. ДОЛІНСЬКИЙ, А. ХАЛАТОВ, Б. БІЛЕКА, Д. КОСТЕНКО, О. ПИСЬМЕННИЙ ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ ВІТЧИЗНЯНОЇ ПАРОГАЗОВОЇ ТЕХНОЛОГІЇ Газотурбінні технології, безперечно, ви- гідніші, ніж традиційні пиловугіль- ні паротурбінні технології, за ефективніс- тю, ціною, екологічними й експлуатаційни- ми характеристиками, терміном уведення в експлуатацію. Вартість 1 кВт встановленої потужності (в.п.) для сучасних газотурбін- них установок становить $500–700, паро- газових установок — $900, тоді як для пи- © ПАТОН Борис Євгенович. Академік НАН України. Президент НАН України. ДОЛІНСЬКИЙ Анатолій Андрійович. Академік НАН України. Директор Інституту технічної тепло- фізики НАН України. ХАЛАТОВ Артем Артемович. Член-кореспондент НАН України. Завідувач відділу високотемператур- ної термогазодинаміки Інституту технічної теплофізики НАН України. БІЛЕКА Борис Дмитрович. Доктор технічних наук. Завідувач відділу технологій комбінованого виро- блення енергії Інституту технічної теплофізики НАН України. КОСТЕНКО Дмитро Андрійович. Заступник головного інженера ВАТ «Інжинірингово-виробниче під- приємство «ВНІПІТрансГаз». ПИСЬМЕННИЙ Олександр Семенович. Доктор технічних наук. Завідувач відділу «Електротермія» Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України (Київ). 2009 ловугільних паротурбінних електричних станцій — понад $1200. Газові турбіни застосовують у широкому діапазоні потужностей, використовують у ре- жимі очікування для покриття пікових на- вантажень, а також під час роботи при по- стійному навантаженні [1]. У діапазоні по- тужностей 60...120 МВт близько 60% газових турбін покривають пікові навантаження, а 4 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 4 понад 85% надпотужних турбін (200 МВт і більше) застосовують здебільшого для ви- роб лення електроенергії в базовому режимі. ЕНЕРГЕТИЧНЕ ГАЗОТУРБОБУДУВАННЯ У СВІТІ Активний розвиток енергетичного газо- турбобудування пов’язують із появою у 2006 р. нової генерації газових турбін. Згідно з прогнозами, у найближчі 10 років у цьому секторі зростатиме обсяг виробни- цтва, що прискорить темпи виробництва газових турбін великої і надвеликої потуж- ності [1]. Загальна кількість газових турбін, які ви- готовять у 2006–2015 рр., становитиме по- над 12000 одиниць. Піком їхнього вироб- ництва (1337од.) буде 2011 р. (рис. 1), про- те згодом промисловий ріст дещо вповіль- ниться (1206од. у 2015 р.). Це зумовлено на родженням нових енергетичних техноло- гій — паливних елементів, ядерних енерге- тичних установок нової генерації, активні- шим використанням промислових і побу- тових відходів для вироблення енергії, сут- тєвим зростанням використання вітрової і сонячної енергетики. Світові витрати на виробництво промис- лових газових турбін щорічно зростати- муть до 2014 р. і сукупно за десять років становитимуть понад $143 млрд (у цінах 2008 р.), до того ж у 2015 р. вони більше ніж удвічі перевищать рівень 2006 р. [1]. Особливо інтенсивно зростатимуть витра- ти (понад $62 млрд) на виробництво над- потужних газових турбін (понад 200МВт), а це майже половина від загальносвітових інвестицій (43,6%) у промислове газотур- бобудування у 2006–2015 рр. Друге місце за обсягом фінансових інвестицій ($31,2 млрд; 21,8%) матимуть газові турбіни потужністю 125...200 МВт. Газові турбіни великої і надвеликої по- тужності будуть представлені переважно продукцією провідних світових енергома- шинобудівних компаній, зокрема «General Electric», «Siemens AG», «Alstom», «Mi tsu- bi shi». Безперечним лідером ринку газових турбін, за нашими прогнозами, у найближ- чі 10 років буде американська компанія «General Electric», яка виготовить 2449 та- ких установок. За кількісним показником це становитиме понад 20% світового ринку, Рис. 1. Очікуване виробництво газових турбін у 2006–2015 рр. [1]. Вісь абсцис — роки і точна кількість виготовлених турбін. Вісь ординат — шкала кількості виготовлених турбін. ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 4 5 а за обсягом інвестицій — близько 40% ($57,2 млрд). Згадана компанія також ви- готовить 1790 газових турбін потужністю 20...180 МВт, а випуск надпотужних газо- вих турбін досягне рекордної кількості — 595 одиниць. Швидкий розвиток виробництва надпо- тужних енергетичних газових турбін є од- нією з важливих особливостей майбутньо- го десятиріччя. Якщо у 2003 р. у світі виго- товили лише 48 таких машин, то протягом 2006–2015 рр. — ще 1496 одиниць, а пік їх- нього виробництва (170...180 машин щоріч- но: тобто 1 машина кожні 2 дні!) припада- тиме на 2010–2015 рр. Незважаючи на глобальні проблеми з природними ресурсами, близько 75% газо- вих турбін потужністю 15 МВт і більше й далі використовуватимуть як паливо при- родний газ. Проте швидке зростання цін на газ і труднощі з його постачанням у де- які райони світу (навіть у зрідженому ста- ні) змусять людство згадати про вугілля як джерело енергії. Тож майбутній бурхли- вий розвиток енергетичного газотурбобу- дування буде безпосередньо пов’язаний із упровадженням нових технологій газифі- кації ву гілля. ЕКОНОМІЧНІСТЬ ГАЗОВИХ ТУРБІН Енергетичні газові турбіни, як уже було зазначено, мають високий коефіцієнт корисної дії (ККД). Вони не лише скорочу- ють витрати палива, але й зменшують ви- киди в атмосферу двоокису вуглецю (СО2) та шкідливі оксиди азоту і вуглецю (NOx, СОх). Згідно із законами термодинаміки, висока економічність газотурбінних уста- новок пов’язана передусім із рівнем темпе- ратури продуктів згоряння перед газовою турбіною (після камери згоряння). Для ста- ціонарних енергетичних газових турбін Єв- ропи та США з ресурсом до 100 тис. год. освоєний рівень температури продуктів згоряння становить 1150...1200°С (за про- гнозами у 2030 р. — 1350°С). У Росії для нижчого ресурсу (30...50 тис. год.) надійно освоєно діапазон температури 950...1100°С (нижчі значення відповідають меншій по- тужності). Як свідчить аналіз даних фахової літе- ратури, подальше зростання температури продуктів згоряння обмежене через відсут- ність нових матеріалів і теплозахисних по- криттів камери згоряння (композиційних матеріалів, сплавів із направленою криста- лізацією, високоміцних гранульованих ма- теріалів і матеріалів на основі технології «вуглець-вуглець» [2–4]), що надійно пра- цюють тривалий час в агресивному сере- довищі. Прогрес енергетичного газотурбо- будування нерозривно пов’язаний зі ство- ренням нового покоління систем охолоджу- вання лопаток газових турбін із високою інтенсифікацією теплообміну й низькими втратами тиску. Зі збільшенням потужності газової тур- біни, що залежить від підвищення почат- кової температури газу, зростає її еконо- мічність (рис. 2). Наприклад, ККД газо- вої турбіни простого циклу (циклу Брай- тона) потужністю 300 МВт становитиме 40%, що співвідносно з ККД пиловугіль- них паротурбінних ТЕС. Українські газо- ві турбіни ГТЕ-45 і ГТЕ-60 потужністю 45 і 60 МВт (ДП НВКГ «Зоря»-«Маш- проект»), які введуть в експлуатацію най- ближчим часом, а також російсько-ук ра- їнська га зова турбіна UGT-110000 по туж- ністю 114 МВт не поступаються захід ним аналогам за економічністю. Щобільше, установка UGT-110000 за своїми ваго- вими характеристиками перевершує за- рубіжні аналоги: з масою близько 60 т і питомою ваговою характеристикою 0,52 кг/кВт установленої потужності її вар- тість становить лише $150 за 1 кВт/в.п. Питома вартість аналогічних зарубіжних ГТУ з масою близько 190 т — понад $200 за 1 кВт/в.п. 6 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 4 ККД газотурбінних установок простого циклу з використанням сучасних газотур- бінних технологій уже майже досяг своєї межі [2, 4]. Тому останнім часом учені зосе- реджені на розвитку газотурбінних устано- вок, що працюють за складними термоди- намічними циклами, а саме: регенеративний цикл (теплообмінник-регенератор на вихо- ді турбіни), цикли з проміжним охолоджу- ванням повітря в процесі стискання / піді- грівом продуктів згоряння в процесі їх роз- ширення, подача пари в проточну частину газової турбіни (технологія «STIG»), по- дача пари й утилізація води в конденсато- рі на виході (технологія «Водолій»), бінар- ний повітряний цикл тощо. Використання складних циклів підви- щує ККД і потужність газотурбінних уста- новок без суттєвого зростання температу- ри продуктів згоряння, що дозволяє поєд- нувати сучасні конструкційні матеріали й перевірені практикою газотурбінні техно- логії. Проте освоєння складних циклів призводить до зростання вартості вироб- ництва й ускладнення конструкції, важ кої в експлуатації та технічному обслугову- ванні. ПАРОГАЗОВА ТЕХНОЛОГІЯ В УКРАЇНІ Україна входить до десятки країн світу, що мають повний цикл розроблення й ви- робництва промислових газових турбін, авіа- ційних і суднових газотурбінних двигунів та установок. До структури українського газо- турбобудування входять ВАТ «Криворізь кий турбінний завод «Констар», ВАТ «Тур бо атом» (Харків) та інститути Національної академії наук України, що вивчають проблеми матеріа- лознавства, оброб лення і зварювання металів, міцності та надійності, теплофізики й аероди- наміки, електродинаміки, хімії і горіння пали- ва тощо. Основу інфраструктури українсько- го газотурбобудування становлять три підпри- ємства — ДП НВКГ «Зоря»-«Маш про ект» (Миколаїв), комплекс ДП «Ів чен ко-Прогрес» і ВАТ «Мотор-Січ» (Запоріжжя). Вони ма- ють великий досвід розроблення суднових і авіаційних газотурбінних двигунів різних по- тужностей, а також газових турбін для енер- гетики й механічного приводу на компресор- них станціях [2, 4]. Підприємство машинобу- дівного комплексу України ВАТ «Сумське НВО ім. М.В. Фрунзе» є в Європі провідним виробником газоперекачувальних агрегатів із газотурбінним приводом. Рис. 2. Коефіцієнт корисної дії енергетичних газових турбін простого циклу ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 4 7 Одним із перспективних видів складно- го термодинамічного циклу є комбінований парогазовий цикл, у якому високу темпера- туру продуктів згоряння на виході з газової турбіни (450...580°С) використовують для генерації пари в котлі-утилізаторі, куди можна подавати додаткове паливо. Коефі- цієнт корисної дії сучасних парогазових установок (ПГУ) перевищує 40%, а в межах 400...800 МВт сягає 58–62%. Це пов’язано з утилізацією теплоти викидних газів за га- зовою турбіною в котлі-утилізаторі. ПГУ відповідають екологічним вимогам за рів- нем викидів оксидів азоту і вуглецю в ат- мосферу, вони майже вдвічі нижчі, ніж при використанні традиційних пиловугільних технологій. Аналіз опублікованих даних щодо еко- номічності серійних газотурбінних устано- вок парогазового циклу (рис. 3) свідчить, що в межах 250...500 МВт ККД газової турбіни становить 55–60% («Siemens AG», «Ge neral Electric»). Українські парогазові ус тановки виробництва ДП НВКГ «Зоря»- «Машпроект» (до 70 МВт ) і російсько-ук- аїнські парогазові установки ПГУ-162 та ПГУ-325 МВт виробництва НВО «Сатурн» і ДП НВКГ «Зоря»-«Машпроект» (на базі однієї чи двох установок UGT-110000) кон- курентоспроможні за економічністю (до 162 МВт). ПГУ-325 за потужності 325 МВт має ККД близько 52% і дещо поступається зарубіжним газовим турбінам виробництва «Siemens AG» і «General Electric» (55...57%) через недостатньо високі параметри термо- динамічного циклу газової і парової турбі- ни В Україні парогазову технологію досі широко не використовують у виробни- цтві. Кілька років тому ВАТ «Сумське НВО ім. М.В. Фрунзе» (Сумська обл.) почало експлуатувати парогазову уста- новку потужністю близько 20 МВт, що виробляє електроенергію для потреб під- приємства. За газовою турбіною потуж- ністю 16 МВт установили парову турбі- ну проектною потужністю 6 МВт. Проте проб леми з роботою парового котла не Рис. 3. Коефіцієнт корисної дії серійних газотурбінних установок парогазового циклу 8 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 4 дозволили отримати потужність понад 3,0...3,5 МВт, тому цю ПГУ не ввели в се- рійне виробництво. На Сакській ТЕЦ (АР Крим) у 2007 р. встановили ПГУ-20 по- тужністю 20 МВт, на Рубіжнянському картонно-паперовому комбінаті (Луган- ська обл.) — ПГУ-21 (21 МВт), а в 2008 р. розроблено проект енергоблока ПГУ-70 (74 МВт) для Калуша (Івано-Франківська обл.). Уже розроблено, але ще не реалізо- вано проекти ПГЕС-240 (240 МВт) для Із- маїла (Одеська обл.) і ПГУ-360 (360 МВт) для Одеси. Успішне розроблення газової турбіни UGT-110000, яке виконало ДП НВКГ на замовлення ВАТ «Газпром» (Росія), дове- ло, що Україна здатна проектувати газо- ві турбіни великої потужності світового рівня. Але вітчизняна промисловість ще не сформувала необхідну інфраструктуру для виробництва ПГУ великої потужнос- ті. Саме тому під час створення ПГУ-162 і ПГУ-325, установлених у Комсомольську (Івановська обл., Росія), Україна скоопе- рувала зусилля з Росією. На нинішньому етапі така співпраця корисна, оскільки до- зволяє виготовляти конкурентоспромож- ні ПГУ великої і надвеликої потужності. У майбутньому цілком можливий перехід до власного виробництва парогазових турбін великої і надвеликої потужності. За наши- ми розрахунками, близько 80...85% устат- кування парогазових установок (газова і парова турбіни, електрогенератор, паровий котел-утилізатор) можна виготовляти на вітчизняних підприємствах енергомашино- будівного комплексу. Використання ПГУ для утилізації те- плоти доменного газу металургійних ви- робництв має для України великі пер- спективи. Загальна потреба металургій- ного комплексу України в ПГУ-150 ста- новить 20 одиниць. За розрахунками ДП НВКГ «Зоря»-«Машпроект», при вико- ристанні в схемі утилізації ПГУ потуж- ністю 150 МВт (ПГУ-150 на базі UGT- 110000) ККД утилізації доменного газу зростає з 10–12% до 40–45%. У масштабі України це дозволить виробити додатко- во близько 2 ГВт/год. електроенергії. До речі, Алчевський металургійний комбінат (Луганська обл.) зараз установлює для доменного газу три ПГУ потужністю 150 МВт компанії «Mi tsubishi», кожна з яких коштує разом із будівництвом близько $480 млн, тоді як проект створення укра- їнської ПГУ-150 на основі ГТУ UGT- 110000, який може розробити ДП НВКГ «Зоря»-«Машпроект» протягом 2–3 ро- ків, значно дешевший. Дослідження, виконані ДП НВКГ «Зо- ря»-«Машпроект», також доводять, що ін- шим важливим напрямом використання ПГУ на низькокалорійних газах є нафтопе- реробний комплекс. Зокрема, під час осво- єння технології глибокого перероблення нафти з’являються відходи, які можна ви- користовувати як паливо в ПГУ, інтегрова- ної з газифікатором, потужністю 150 МВт. Наприклад, лише один Одеський нафтопе- реробний завод (НПЗ) після реконструкції даватиме такі відходи в обсязі, достатньо- му для роботи електростанції потужністю 300 МВт, що працюватиме на двох установ- ках ПГУ-150. Використання відходів від усіх НПЗ України дозволить виробити до- датково майже 1,5 ГВт/год. електроенергії на рік. Цікавою перспективою для України є розроблення парогазових установок, інте- грованих із газифікаторами вугілля, що дозволить підвищити ККД парогазових установок на 65%. Їхня перевага — це еко- логічна безпека й висока економічність порівняно з теперішніми пиловугільними па ротурбінними ТЕС. Сучасними світови- ми лідерами в розробленні й освоєнні цієї технології є США, Японія, а також країни ЄС, що розробляють енергетичні блоки потужністю 800 МВт. ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 4 9 ПАРОГАЗОВА ТЕХНОЛОГІЯ В РОСІЇ Теоретичні основи парогазового циклу розробив російський академік С.А. Хрис- тіанович у 50-і рр. ХХ ст. СРСР був піоне- ром у розвитку парогазових технологій для ТЕС. У 70-і рр. тут побудували дві пілотні промислові парогазові ТЕС із високо- і низьконапірними парогенераторами на Не- винномиській (170 МВт) і Молдавській (250 МВт) ГРЕС. На жаль, подальші роботи в цьому напрямі призупинили. Хоча парога- зові цикли у світовій енергетиці вже давно освоєно, у Росії цю технологію в промисло- вих масштабах почали впроваджувати зо- всім недавно. Це пов’язано з великими капі- тальними витратами (близько $30 млрд), необхідними для освоєння цієї технології. Враховуючи 60-відсоткове зношення росій- ських електростанцій, потреба Росії в паро- газових установках доволі висока. Першу в сучасній Росії промислову елек- тростанцію, що використовує парогазовий цикл, уведено в дію 2002 р. на ВАТ «Пів нічно- Західна ТЕЦ-3» (Санкт-Петер бург). У складі енергетичного блока використано дві газотур- бінні установки V94.2 (компанія «Siemens AG»), два парові котли-ути лі за тори виробни- цтва «ЗАТ-Подольськ (Подольськ)» і парову турбіну теплофікації від філії ВАТ «Силові машини» (ВАТ «ЛМЗ», Санкт-Петербург). Наступну ПГУ-450 з двома газотурбін- ними установками російського виробни- цтва потужністю по 160 МВт побудували за ліцензійною угодою із «Siemens AG» (аналог установки V94.2) і ввели в експлу- атацію на ВАТ «Калінінградська ТЕЦ-2» (блок №1) у 2005 р. Слід також згадати російсько-українську ПГУ-325 потужністю 325 МВт, установлену на Іванівській ГРЕС, ПГУ потужністю 220 МВт — на Тюмен- ській ТЕЦ-1 і два енергоблоки потужністю 39 МВт кожен — на Сочинській ТЕС. Наприкінці 2006 р. завершили пуско- на лагоджувальні роботи й комплексно випро бували другий блок ПГУ-450 на ВАТ «Північно-Західна ТЕЦ-3» із російськими аналогами газових турбін «Siemens AG», 2007 р. ввели в експлуатацію енергоблок № 3 на ТЕЦ-27 ВАТ «Мосенерго». Зараз тривають роботи за проектами ПГУ потуж- ністю 450 МВт на ТЕЦ-21 і ТЕЦ-27 ВАТ «Мосенерго», Південній ТЕЦ-22 (Санкт- Пе тер бург), де використають устаткування винятково російського виробництва. «Siemens AG» у червні 2008 р. підписала лі- цензійну угоду з компанією ВАТ «Силові ма- шини» (Росія) на виробництво, продаж і сервісне обслуговування досконалішої ГТУ SGT5-2000E (V94.3A) потужністю 286,6 МВт і ККД 39,5%. Парогазові установки на її осно- ві поставлятимуть у країни СНД і Балтії, Ін- дію та Пакистан. Таким чином, у найближчій перспективі Росія планує вийти на світовий ринок парогазових технологій. Останнім часом Росія також інтенсивно розвиває парогазову технологію в електро- енергетиці. Станом на вересень 2008 р. у Росії на різних стадіях проектування і бу- дівництва перебувають кілька ПГУ. Згідно з проектом реконструкції і нового будівни- цтва енергетичних об’єктів у Росії, у 2008– 2012 рр. тут заплановано ввести в дію 20 енергоблоків ПГУ-400 на природному газі на основі ГТУ потужністю 270 МВт. Улітку 2008 р. відбулися заходи, присвя- чені початку будівництва ПГУ потужністю 210 МВт на Новгородській ТЕЦ і Тверській ТЕЦ-3, які передбачають облаштування ТЕЦ газотурбінною установкою 160 МВт, завдяки чому їхня потужність зросте майже вдвічі. Пуск нових блоків заплановано на 2009–2010 рр. Також розпочато будівни- цтво ПГУ-163 на Кіровській ТЕЦ-3 (термін уведення в експлуатацію у 2009 р.). * * * Енергетичне газотурбобудування стало одним із важливих напрямів світової енергетики. Значного розвитку набуло ви- робництво енергетичних газових турбін великої і надвеликої потужності, а також 10 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 4 комбінованих парогазових установок на їхній основі. Уже сьогодні понад 65% нових електрогенерувальних потужностей ство- рюють на основі ПГУ чи газотурбінних ТЕС. Напевно, ця тенденція розвивати- меться і в найближчому майбутньому, адже газові турбіни мають високу ефективність й експлуатаційні характеристики, прийнят- ну вартість та екологічні показники, корот- кий термін уведення в експлуатацію. Серійні зарубіжні енергетичні газові тур- біни простого циклу з потужністю 300 МВт досягли значень ККД на рівні 40%, що спів- мірно з ККД пиловугільних паротурбінних ТЕС, а комбіновані установки парогазового циклу потужністю понад 500 МВт — 60%. У стадії розроблення ПГУ потужністю 800 МВт, інтегровані з газифікаторами вугілля. Україна зберегла свій виробничий і нау- ковий потенціал. Вона має розвинену ін- фраструктуру газотурбінної промисловості, входить у десятку країн світу, що мають по- вний цикл розроблення й виробництва ГТУ і ПГУ малої та середньої потужності. Спіль- но з Росією на основі ГТУ UGT-110000 ми створили конкурентоспроможні за еконо- мічністю ПГУ потужністю 162 і 325 МВт. Україна має великі перспективи для широ- кого використання ПГУ, що працюють на низькокалорійних газах — доменному газі і відходах глибокого перероблення нафти. Важливо відзначити, що вітчизняна про- мисловість може виготовляти блзько 85% елементів ПГУ великої потужності на влас- них енергомашинобудівних підприємствах. Для подальшого розвитку енергетично- го газотурбобудування в Україні, зокрема для створення українських газових турбін великої і надвеликої потужності й ПГУ на їхній основі, необхідно розробити Націо- нальну науково-технічну програму в галузі енергетичного газотурбобудування і послі- довно втілювати її в життя. 1. Халатов А.А. Енергетичне газотурбобудування: розвиток світового ринку на період до 2015 р. // Вісник Національної академії наук України.– 2007.– №10. — C. 30–34. 2. Халатов А.А., Костенко Д.А. Какие газотурбинные двигатели необходимы газотранспортной системе Украины // Газотурбинные технологии (Россия). — 2008. — № 7 (68). — С.22–24. 3. Патон Б.Є., Халатов А.А., Костенко Д.А., Письмен- ний О.С. та ін. Концепція (проект) Державної нау- ково-технічної програми «Створення промислових газотур бінних двигунів нового покоління для газової промисловості та енергетики» // Вісник Національ- ної академії наук України. — 2008. — № 4. — С. 3–9. 4. Патон Б.Є., Халатов А.А., Костенко Д.А. та ін. Промислові газотурбінні двигуни для газотран- спортної системи України: сучасний стан і проб- леми розвитку // Енергетика та Електрифікація. — 2008. — № 7 (299). — С.20–22 Б. Патон, А. Долінський, А. Халатов, Б. Білека, Д. Костенко, О. Письменний ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ ВІТЧИЗНЯНОЇ ПАРОГАЗОВОЇ ТЕХНОЛОГІЇ Р е з ю м е У статті викладено основні засади сучасних газотур- бінних технологій і послідовно доведено їхні еконо- мічні переваги, ретельно проаналізовано передові до- сягнення відомих світових, українських і російських компаній у цій галузі, а також вказано на певні тех- нічні проблеми подальшого розвитку цього секто- ру енергетичного машинобудування. Автори статті окреслюють 10-річну перспективу газотурбобудуван- ня, визначають місце й основні завдання України для прогресування газотурбінних технологій. Ключові слова: енергетичне газотурбобудування, га- зотурбінні технології, парогазові установки. B. Paton, A. Dolins’kyy, A. Khalatov, B. Bileka, D. Kos- tenko, O. Pys’mennyy OUTLOOK OF HOME GAS-VAPOR TECHNOLOGY DEVELOPMENT S u m m a r y The article presents the main principles of the modern gas turbine technologies and consistently proves their economic benefits, provides detailed analysis of the advanced achievements of the famous world, Ukrainian and Russian companies in this sector as well as certain technical issues of power engineering industry further development. Authors of the article outline 10 years prospects of gas turbine engineering, define the place and main objectives of Ukraine to make progress in gas turbine technologies. Keywords: power gas turbine engineering, gas turbine technologies, gas-vapor plants.

Перспективи розвитку вітчизняної парогазової технології

Institution

Ähnliche Einträge