Во имя ресурса - Пермский моторный завод

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГТУ
``Михаил ХАЙРУЛЛИН
``Андрей ПОЛЯНИН
Михаил Фаритович
ХАЙРУЛЛИН
Заместитель генерального
конструктора –
главный конструктор
приводных ГТУ для ГПА
и объектов их применения
ОАО «Авиадвигатель»
Андрей Леонидович
ПОЛЯНИН
Начальник
ведущего конструкторского
отдела по ГТУ для ГПА
и двигателей
для электростанций
ОАО «Авиадвигатель», к. т. н.
ПЕРМСКИЕ ГАЗОВЫЕ ТУРБИНЫ
ТРАНСПОРТ ГАЗА И ЭНЕРГЕТИКА
46
В сентябре 2012 года руководство ОАО «Газпром», ООО «Газпром трансгаз Чайковский»,
ОАО «УК «ОДК», ОАО «Авиадвигатель», ОАО «Пермский
моторный завод» и ЗАО «Искра-Авигаз» приняли совместное решение об изготовлении, испытании и внедрении
в серийное производство модернизированного двигателя
ПС-90ГП-25 с газогенератором
двигателя ПС-90А2.
Газогенератор (ГГ) базового
двигателя ПС-90А – основа промышленных двигателей ГТУ
мощностью 10, 12, 16 и 25 МВт.
Эксплуатация двигателей с 1995
года выявила как положительные, так и негативные моменты.
Межремонтный ресурс двигателя ПС-90А полностью соответствует заявленным 25 000
часам. Но нам этого мало. Для
его увеличения пермские конструкторы разработали различные мероприятия по совершенствованию горячей части
и турбины высокого давления.
Промышленная эксплуатация
указанных ГТУ частично подтвердила эффективность принятых мер. Но, поскольку двигателей, выработавших назначенный ресурс, мало, объективной
картины пока нет. Специалисты
«Авиадвигателя»
обеспокоены судьбой своего оборудования, широко представленного
на объектах «Газпрома», в том
числе ГТУ-25П. Восьмилетний
опыт эксплуатации этой наиболее перспективной ГТУ уже
показал наличие характерных
проблем с «горячей частью». Но
главная проблема заключается
в том, что 25 МВт – это предельная мощность базового газоге-
нератора. Простые возможности его совершенствования исчерпаны.
В качестве прорывного решения данной проблемы был
выбран путь использования
в двигателе ПС-90ГП-25 для
ГТУ‑25П
унифицированного
ГГ, созданного по технологии
ПС‑90А2. Конструкция двигателя ПС-90ГП-25 при внедрении унифицированного ГГ
значительно изменится. Это
коснется, прежде всего, «горячей части», но потребует изменения других узлов двигателя:
полностью изменится ТВД (в
том числе диски, сопловые и рабочие лопатки, корпуса). Изменятся корпуса отборов компрессора высокого давления (КВД),
системы уплотнений 13 ступени
и задней опоры КВД, опоры турбины высокого давления (ТВД),
кожухи вала в камере сгорания
(КС), наружная обвязка КВД, КС
и ТВД.
Перечисленные новшества
позволят существенно увеличить ресурсные показатели
ПС‑90ГП-25:
• назначенный ресурс – со
100 000 до 175 000 часов;
• межремонтный ресурс – с
25 000 до 35 000 часов;
• межрегламентная
наработка – с 1500 до 4 000 часов.
Использование новых материалов, новых технических решений в КВД позволяет достичь
более высоких параметров теплового цикла. Значительный
запас до предельно допустимого уровня температуры газа
перед ТВД может быть реализован как в увеличении межремонтного и назначенного ресурсов, так и в сохранении мощности двигателей при более высоких температурах окружающего
воздуха. Двигатели с унифицированным ГГ в состоянии обеспечить значительный рост показателей надежности и безотказности.
Применение нового ГГ в двигателе ПС-90ГП-2 увеличит расчетный межремонтный ресурс
до 40 000 часов, а в двигателях
ПС-90ГП-1 и ПС-90ГП-3 – до
50 000 часов.
Увеличение
межремонтного ресурса экономически выгодно эксплуатантам. Двигатель с назначенным ресурсом
в 100 000 часов требует трех
капитальных ремонтов. Учитывая, что каждый ремонт – это
треть стоимости двигателя, то
за жизненный цикл машины
владелец заплатит ее двойную
стоимость. Использование же
нового ГГ увеличит межремонтный ресурс минимум до 35 000
часов, что означает два капитальных ремонта вместо трех.
Кроме того, новый ГГ обеспечит
и больший назначенный ресурс.
Прогнозируемое увеличение –
до 150-200 тысяч часов. Таким
образом, при меньшем количестве капремонтов и увеличенных межремонтном и назначенном ресурсах даже возросшая
цена двигателя позволит существенно снизить суммарную
стоимость владения техникой
для потребителя.
«Авиадвигатель» предложил обновленный продукт главному газовому концерну страны.
Решение продемонстрировать
преимущества применения нового газогенератора именно
в составе ПС-90ГП-25 было
не случайным – эти двигатели
наиболее теплонапряженные.
Кроме того, ГТУ-25П востребована как в газоперекачивающей отрасли, так и в энергетике.
И сделать эту машину более
совершенной – сверхзадача
пермского КБ.
Пермским
моторостроителям и специалистам ООО
«Газпром трансгаз Чайковский»
предстоит интересный эксперимент. В первом квартале 2013
года «Пермский моторный завод» должен собрать модернизированный двигатель, и уже
в марте того же года он может
быть установлен на КС «Игринская». На этой станции с 2004
года работают три ГТУ‑25П с базовым газогенератором. Планируется, что в течение 2013–2014
В ДОПОЛНЕНИЕ
К СКАЗАННОМУ
На КС «Игринская». ООО «Газпром трансгаз Чайковский»
годов двигатель № 87-40 будет находиться в опытной эксплуатации и к концу 2014 года
выйдет на рубеж 10 000–12 000
часов наработки. Работать все
двигатели будут в равных условиях, что позволит наглядно
продемонстрировать преимущества технологии применения нового ГГ. Мы уверены, что
сможем обеспечить «Газпрому»
увеличение и назначенного, и
межремонтного ресурсов.
Поскольку
обновленный
двигатель способен обеспечить заявленную мощность
25 и более МВт, данная технология уже принята в качестве
базовой при производстве
восьми двигателей для ГТЭС25ПА ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез».
Электростанции для собственной энергогенерации ПНОСа пермские
моторостроители должны поставить к концу 2013 года. Опережающая наработка модернизированного двигателя на КС
«Игринская» позволит оперативно выявить слабые места в
конструкции и безотлагательно
усовершенствовать аналогичное оборудование для других
проектов.
Внедрение газогенератора
ПС-90А2 должно повлечь за
собой еще одно крупное изменение. Серийный завод производит сегодня двигатели нескольких типов, но, как более
совершенный, газогенератор
ПС-90А2 должен стать основным, унифицированным как
для авиации, так и для промышленности. В будущем это
приведет не только к колоссальному сокращению производственных затрат, но и к
значительному
увеличению
межремонтного ресурса (до 50
тысяч часов). Значит, можно будет говорить о некой пожизненной гарантии. В наших силах
сделать актуальный, выгодный,
интересный потребителю продукт.
Газогенератор
сертифицированного
в 2009 году ПС-90А2
оснащен новой турбиной
высокого давления
и обладает улучшенными
характеристиками. Кроме
того, он может быть
применен
как унифицированный
для промышленных
двигателей
ПС-90ГП-1 (ГТУ-12П),
ПС-90ГП-2 (ГТУ-16П),
ПС-90ГП-3 (ГТУ-10П),
ПС-90ГП-25 (ГТУ-25П).
ПРЕСС-СЛУЖБА
ОАО «АВИАДВИГАТЕЛЬ»
47