Председатель Научно-технической коллегии НП «НТС ЕЭС»,

Научно-технический
совет
Единой энергетической
системы
Российская Академия Наук
Научный Совет по проблемам надежности и
безопасности больших систем энергетики
УТВЕРЖДАЮ
Председатель Научно-технической коллегии
НП «НТС ЕЭС»,
Председатель Научного Совета РАН по
проблемам надежности и безопасности
больших систем энергетики,
член-корреспондент РАН,
д.т.н., профессор
А.Ф. Дьяков
«18 » декабря 2009 г.
ПРОТОКОЛ
Совместного заседания Научно-технической коллегии НП «НТС ЕЭС» и
Научного совета РАН по проблемам надежности и
безопасности больших систем энергетики
по теме:
«Проект федеральной целевой программы
«Создание угольного энергоблока мощностью 660 МВт на
суперкритические параметры пара»
9 декабря 2009 года
№ 5/ 09
г. Москва
Присутствовало: 100 чел.
На совместном заседании выступили:
Со вступительным словом:
Председатель Научно-технической коллегии НП «НТС ЕЭС», Председатель
научного Совета РАН по проблемам надежности и безопасности больших систем
энергетики, член-корр. РАН, д.т.н., профессор А.Ф. Дьяков.
2
С докладом:
«Проект федеральной целевой программы «Создание угольного
энергоблока мощностью 660 МВт на суперкритические параметры пара» –
первый заместитель генерального директора ОАО «ВТИ» по научной работе
Тумановский А. Г.
С содокладами:
От ОАО «ЭМАльянс» – вице-Президент по инновациям Фирсов Б.Н.
От ОАО «Инжиниринговая компания «ЗИОМАР» Бердин С.В. – заместитель
главного конструктора.
От НПО «ЦНИИТМАШ» – Скоробогатых В.Н.
От ОАО «НПО ЦКТИ» – зам. Генерального директора Хоменок Л. А.
С заключениями от экспертирующих организаций:
От института «Теплоэлектропроект» Гетманов Е.А. – заместитель главного
инженера.
От ОАО «АПБЭ» – директор по технологическому развитию
электроэнергетики Нечаев В.В.
От ИНЭИ РАН – заведующий лабораторией Макарова А.С.
От ОАО «ЗИО» Гордеев В.В. – главный конструктор по котлам на
органическом топливе.
В дискуссии выступили:
От МЭИ (ТУ) - доцент кафедры ТЭС Дорохов Е.В. и заведующий кафедрой
паровых и газовых турбин Грибин В.Г.
От ОАО «Электрозавод» Ковалев В.Д.
От Минэнерго РФ – зав. отделом Гордукалов А.А.
От ОАО «ЭНИН им. Г.М. Кржижановского» – заведующий отделением
Джангиров В.А.
С заключительным словом и по проекту решения выступил Председатель
Научно-технической коллегии НП «НТС ЕЭС», Председатель научного Совета РАН
по проблемам надежности и безопасности больших систем энергетики, член-корр.
РАН, д.т.н., профессор А.Ф. Дьяков.
Заслушав доклад, выступления экспертов, замечания и предложения
членов Советов и приглашенных специалистов, Совместное заседание
отмечает актуальность и важность создания первого отечественного угольного
энергоблока мощностью 660 МВт на суперкритические параметры пара (рn=28 МПа,
tn=600/600С) (СКП 660), а также высокую готовность отечественного
энергомашиностроительного комплекса, научных и проектных организаций к
разработке и созданию СКП 660.
Проект Федеральной целевой научно-технической программы «Создание
угольного энергоблока мощностью 660 МВт на суперкритические параметры пара»
(далее – проект Программы) разработан ОАО «ВТИ» совместно с другими
3
организациями в целях реализации установок Энергетической стратегии России на
период до 2030 года, одобренной Правительством РФ 27 августа 2009 г.
Повышение технической эффективности является важным направлением
развития отечественной электроэнергетики в условиях продолжающегося роста цен
на органическое топливо и необходимости сокращать негативное воздействие на
окружающую среду. Основы для нее создают успехи в создании новых материалов и
оборудования.
Государственная поддержка дает возможность не только спроектировать
самое современное оборудование, но и унифицировать его. Это приведет в
масштабах страны к существенному сокращению затрат. Разработка и доводка
одного типа блока и затем тиражирование его на других вновь вводимых объектах
позволяет снизить затраты на 40 % за счет унификации проектов и основных узлов
блоков.
Сооружение пилотного (головного) энергоблока мощностью 660 МВт на
суперкритические параметры пара создаст условия для существенного повышения
экономичности при расширении и техническом перевооружении, прежде всего,
угольных электростанций.
Увеличение КПД такого энергоблока по сравнению с угольными
энергоблоками на стандартные сверхкритические параметры пара определяется не
только повышением параметров, но и повышением эффективности отдельных
элементов основного оборудования (в первую очередь котельной и турбинной
установок), а также совершенствованием тепловой схемы.
На рубеже 90-х годов прошлого века в развитых странах активизировались
работы по совершенствованию энергоблоков со значительным повышением КПД, в
том числе путем перехода на суперкритические параметры пара. Этому
способствовали рост цен на топливо, повышенные требования по снижению
выбросов токсичных газов (NOХ, SO2) и золы. Повышение КПД энергоблоков
является наименее затратным мероприятием по снижению выбросов парниковых
газов (СО2). Создание новых материалов и разработка прогрессивных инженерных
решений способствовали осуществлению этих важных задач.
В результате за рубежом были созданы и с 90-х годов введены десятки
угольных энергоблоков повышенной эффективности (КПД до 45 % ) мощностью от
400 до 1000 МВт с параметрами острого пара до 30 МПа и перегревом до
600°С/620°С.
В России были созданы около половины мирового парка энергоблоков на
стандартные сверхкритические параметры пара и получен опыт эксплуатации на
уникальных опытно-промышленных установках на суперкритические параметры
пара (первый в мире котел на ТЭЦ ОАО «ВТИ» на параметры 30 МПа, 650°С и блок
СКР-100 на Каширской ГРЭС на те же параметры).
В настоящее время существует возможность ликвидировать отставание от
современного уровня мировой энергетики по внедрению паросиловых угольных
энергоблоков на суперкритические параметры пара. Для реализации этого в
последние годы в России начаты работы по созданию энергоблока на
суперкритические параметры пара.
4
В 2007–2008 гг. по договору с РАО «ЕЭС России» «Разработка пилотного
проекта угольного энергоблока на суперкритические параметры пара на ТомьУсинской ГРЭС» силами ОАО «ВТИ», НПО «ЦКТИ», ОАО «ЭМАльянс», ОАО
«Силовые машины», НПО «ЦНИИТМАШ» и «Новосибирсктеплоэлектропроект»
были выполнены работы по обоснованию технических решений энергоблока.
ОАО «Восточная энергетическая компания» (ОАО «ИНТЕР РАО ЕЭС»)
подтвердила свою заинтересованность в разработке отечественного угольного
энергоблока мощностью 660 МВт на суперкритические параметры пара и
рассматривает использование таких блоков как один из вариантов при сооружении
Харанорской и Татауровской ТЭС. Ввод энергомощностей на этих ТЭС планируется
в 2014–2015 гг.
Совместно с ОАО «ЭМАльянс» и ОАО «Силовые машины» были также
подготовлены и согласованы технические задания на разработку эскизного проекта
котельной и турбинной установки.
Основными целями проекта Программы являются создание и освоение
перспективного угольного энергоблока нового поколения с использованием научнотехнического
потенциала
и
развития
энергомашиностроительного
и
электроэнергетического комплексов промышленности Российской Федерации.
Основные целевые индикаторы и показатели проекта Программы состоят в
следующем:
создание пилотного угольного энергоблока с удельным потреблением
топлива на выработку электроэнергии на 20 % ниже существующего;
сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу пилотным
энергоблоком на 20–30 % по сравнению с показателями действующих угольных
энергоблоков на 2008 г.;
соответствие пилотного энергоблока перспективным экологическим
требованиям по выбросам и сбросам вредных веществ в окружающую среду.
Для достижения этих целей необходимо решить следующие основные
технические задачи:
выбрать площадку строительства;
провести научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы
для обоснования принимаемых технических решений;
разработать рабочий проект типового угольного энергоблока
мощностью 660 МВт на суперкритические параметры пара на выбранной площадке;
разработать и освоить производство сталей (мартенситных, хромистых и
др.) для изготовления отдельных узлов энергоблоков на СКП;
разработать и изготовить основное оборудование угольного энергоблока
660 МВт на суперкритические параметры пара;
построить головной угольный энергоблок мощностью 660 МВт на
суперкритические параметры пара;
освоить в эксплуатации головной энергоблок;
уточнить конструктивные и проектные решения;
расширить и технически перевооружить угольные электростанции на
базе освоенных экономичных и надежных энергоблоков.
5
Капитальные вложения при сооружении серийного угольного энергоблока на
суперкритические параметры не должны превысить капитальные вложения в
строительство энергоблоков на сверхкритические параметры более чем на 10–15 %.
Создание перспективного отечественного энергоблока в России, производство
оборудования для него и замещение им импорта зарубежного оборудования избавит
страну от финансовых потерь и создаст условия для дальнейшего развития
отечественной науки и техники, технологий производства наукоемкой продукции и
энергетического машиностроения в целом. Оно также укрепит позиции
отечественных заказчиков в переговорах с зарубежными поставщиками
энергетического оборудования.
Реализация Программы внесет существенный вклад в энергетическую
безопасность Российской Федерации и в условиях растущего спроса на
энергоресурсы и, особенно, на газ будет способствовать решению задачи
гарантированного энергоснабжения населения и отраслей национальной экономики.
Строительство угольных электростанций приведет к улучшению социальной
ситуации на территориях размещения как электростанций, так и предприятий
энергопромышленного комплекса.
Весомое преимущество СКП 660 в полной мере будет реализовано в условиях
прогнозируемого ужесточения экологических ограничений.
Развитие электростанций с угольными энергоблоками нового поколения
позволит снизить техногенную нагрузку на среду обитания, так как будут
применены технические решения, снижающие выбросы вредных веществ в
атмосферу и сбросы загрязняющих стоков.
Снизятся выбросы парниковых газов, что соответствует обязательствам,
принятым Российской Федерацией в рамках Киотского протокола. Экологические
показатели пилотного энергоблока за счет сокращение воздействия на экосреду
(сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу, и сбросов вредных веществ)
планируется повысить на 20 % по сравнению с показателями эксплуатируемых
угольных энергоблоков в 2008 году.
Затраты на создание и освоение в эксплуатации головного энергоблока СКП
660 превысят затраты на серийный образец примерно на 30 % и на разработку
котельного острова, турбинной установки, новых материалов – на 40–50 %.
Для решения поставленных в проекте Программы задач проводится также
консолидация ресурсов организаций энергопромышленного комплекса.
Необходимым условием успешной реализации Программы является наличие
соглашений с владельцами заводов-изготовителей.
Для реализации Программы должны быть предусмотрены:
налоговые льготы;
кредитование;
прямые вложения в разработки конструкций и технологий;
страхования рисков;
разработка эффективных способов финансирования.
Макроэкономический эффект от реализации Программы будет максимальным
при условии 100 % размещения заказов на производство основного оборудования и
строительно-монтажных работ на российских предприятиях. Поэтому при выборе
6
оборудования следует отдавать предпочтение отечественным производителям. Там,
где имеют место длительные, связанные с большими затратами и риском
разработки, возможно совместное с иностранными фирмами производство или
прямая закупка оборудования и ноу-хау.
В докладах экспертов по представленному проекту Федеральной целевой
программы «Создание угольного энергоблока мощностью 660 МВт на
суперкритические параметры пара» сделаны следующие замечания.
1. Рассматривается блок мощностью 660 МВт на параметры острого пара –
давление 28 МПа, температура 600 °С с одним промперегревом, компоновка котла –
башенная. В свое время на Каширской ГРЭС отработал почти 40 тыс. ч
экспериментальный котел на температуру острого пара 650 °С. По информации
НПО «ЦНИИТМАШ» сегодня в России создан металл, который способен работать
при tпара ≈ 620 °С.
Башенная компоновка котла нецелесообразна для регионов Урала и Сибири
из-за слишком большой высоты помещения, а также трудностей борьбы с золовыми
отложениями на поверхностях нагрева котла и проведения ремонтных работ.
Головной паросиловой угольный энергоблок на суперсверхкритические
параметры целесообразно разрабатывать:
− мощностью не менее 800 МВт на параметры острого пара Р ≈ 30 МПа,
t ≈ 620°С с одним промперегревом;
− компоновку котла следует принять Т-образную.
2. В Технических требованиях к основным показателям СКП 660 необходимо
определить вид угля, на котором будет работать вновь создаваемый энергоблок, так
как профиль энергоблока в значительной степени определяется видом угля.
3. Для решения задачи типизации и унификации конструкции энергоблоков
СКП 660 целесообразно проработать с поставщиками вопросы стандартизации и
обогащения углей с целью развязать зависимость энергоблоков от вида углей, как
это имеет место в ЕС.
4. Температуру пара промперегрева целесообразно задать на уровне 620°С, а
не в диапазоне 600–620°С, поскольку материалы и технические решения для этого
диапазона различны.
5. Для базового блока было выбрано общепринятое давление 0,035 атм. В
действительности в Техническом задании, согласованном с ОАО «ЛМЗ», этот
показатель составляет 0,05 атм. Это снижает КПД блока ниже нижней заданной его
границы 44,5 %.
6. Целесообразно рассмотреть параметры пара 30 МПа и 600/620°С с
использованием в необходимых узлах аустенитных сталей, что позволит в
дальнейшем плавно перейти к освоению температур 640–645°С без увеличения
давления.
7. В технических заданиях заводам-изготовителям турбин и котлоагрегатов
необходимо максимально учесть достижения, имеющие место в зарубежной
практике.
8. В материалах технических заданий заводам-изготовителям оборудования
необходимо учесть работы по электротехническому оборудованию.
7
9. Наряду с котлами к энергоблокам СКП 660, сжигающих кузнецкие
каменные угли, целесообразно рассмотреть котлы к энергоблокам СКП 660,
сжигающие бурые угли Канско-Ачинского и других месторождений.
10. Наряду с башенными и полубашенными компоновками котла необходимо
рассмотреть Т-образные компоновки, положительно зарекомендовавшие себя на
энергоблоках 500–800 МВт на отечественных и зарубежных энергетических
объектах.
При доработке структуры проекта Программы целесообразно учесть
следующие замечания.
1. Ввести новый раздел «Проектные организации и генподрядчик» указав при
этом, что они выбираются по конкурсу.
2. Раздел «Основные задачи Программы» сформулировать следующим
образом: разработка и изготовление основного оборудования для угольного
энергоблока 660 МВт на СКП, в том числе:
проведение научно-изыскательских и опытно-конструкторских работ по
созданию оборудования энергоблока 660 МВт на СКП;
подготовка заводами-изготовителями основного и вспомогательного
оборудования технико-коммерческих предложений и исходных данных для
выполнения проекта блока 660 МВт на СКП;
разработка проекта унифицированного угольного энергоблока 660 МВт
на СКП с выбором пилотной площадки для строительства энергоблока;
строительство пилотного угольного энергоблока на СКП;
опытно-промышленная эксплуатация блока СКП и его освоение с
достижением заявленных показателей.
3. В разделе «Сроки и этапы реализации Программы» выделить следующие
этапы:
этап 1 – проведение научно-изыскательских и опытно-конструкторских
работ по созданию оборудования и материалов для энергоблока 660 МВт на СКП
указав сроки по согласованию с организациями-участниками (или директивные
сроки);
этап 2 – подготовка заводами-изготовителями оборудования техникокоммерческих предложений и исходных данных для выполнения проекта
энергоблока 660 МВт на СКП указав сроки по согласованию с заводамиизготовителями;
этап 3 – разработка проектной документации на строительство
энергоблока 660 МВт на СКП. Этот этап должен быть разработан в соответствии с
постановлением Правительства РФ от 16 февраля 2008 г. № 87 и по времени должен
предусматривать утверждение в Главэкспертизе России, а также подготовку приказа
о новом строительстве (в постановлении Правительства РФ от 16 февраля 2008 г. №
87 не предусматрена разработка ТЭО и технического проекта). Срок исполнения –
18 месяцев после получения исходных данных от заводов-изготовителей.
Сроки выполнения остальных этапов установить директивно или по
согласованию с заводами-изготовителями оборудования.
8
4. В разделе «Объемы и источники финансирования» привести стоимости
работ к 01.01.2010 г. указав ответственных за формирование внебюджетных
источников финансирования.
5. В разделе «Ожидаемые конечные результаты реализации программы»
привести в цифрах все ожидаемые технико-экономические показатели энергоблока
660 МВт на СКП обратив внимание на то, что эти показатели должны быть не ниже
европейских или аналогичных мировых показателей. Сравниваемые капитальные
вложения привести к одной дате.
6. Целесообразно указать дату начала серийного производства энергоблоков
660 МВт на СКП.
7. В разделе «Резюме» необходимо указать планируемое количество блоков,
которое необходимо ввести к 2030 году, поскольку большая серия значительно
повысит эффективность всей Программы.
8. В проекте Программы следует указать, что технический и коммерческий
конкурсы проводятся отдельно. В условиях проведения конкурсов необходимо
отдельно оговорить, что конкурсы проводятся без права передачи работ на
субподряд (или по специальному разрешению Минэнерго России).
9. В случае необходимости привлечения иностранных поставщиков
оборудования и материалов закупка оборудования и материалов также должна
проводиться по двухэтапному конкурсу с подготовкой технического заключения с
участием ведущих по данному направлению научно-исследовательских институтов.
При доработке технико-экономического обоснования сооружения и
тиражирования энергоблока на суперкритические параметры пара рекомендуется
учесть следующие замечания.
1. Энергоблок 660 МВт на СКП следует сравнивать не с устаревшими
энергоблоками существующих электростанций, а с модернизированными
угольными энергоблоками с начальными параметрами пара 23,4 МПа и 565°С и с
усовершенствованными тепловой схемой и оборудованием.
2. Целесообразно представить специальное обоснование эффективности
укрупнения блоков сверх 330 МВт до 660 МВт имея в виду невысокие годовые
приросты потребности в конденсационной мощности в Сибири и на Дальнем
Востоке (исключая проблему обеспечения крупномасштабного экспорта
электроэнергии в Китай).
3. Выполненные в ИНЭИ РАН расчеты по оценке сравнительной
эффективности энергоблоков СКП и СКД показали, что при использовании
дешевого топлива в районах Сибири переход на более высокие параметры
оборудования не дает ожидаемого экономического эффекта. Отсюда следует вывод
о
целесообразности
ориентации
электростанций
ОЭС
Сибири
на
модернизированный энергоблок СКД.
4. Оценка социально-экономической эффективности реализации проекта
Программы ориентирована на прежнюю Генеральную схему с завышенными
уровнями электропотребления и, как следствие, с большими масштабами развития
угольных электростанций. Целесообразно уточнить социально-экономический
эффект проекта Программы с учетом снижения вводов новых мощностей угольных
электростанций.
9
5. Необходимо обосновать значение эффекта от замещения газа с ценой 500
долл. США на т у. т. углем с ценой 58 долл. США за т у. т.
Заслушав доклад, выступления представителей экспертных организаций,
замечания и предложения членов Советов и приглашенных специалистов,
выступивших в дискуссии, Совместное заседание
РЕШИЛО:
1. Принять за основу разработанный ОАО «ВТИ» проект Федеральной
целевой программы «Создание угольного энергоблока мощностью 660 МВт на
суперкритические параметры пара» (далее – проект Программы) и доработать его с
учетом замечаний и предложений, изложенных в экспертных заключениях и
высказанных в ходе обсуждения.
2. ОАО «ВТИ» доработать проект Программы с учетом требований к порядку
разработки и реализации федеральных целевых программ, утвержденных
постановлением Правительства Российской Федерации от 26 июля 1995 года № 594,
и направить его на согласование в Минэнерго России, Минпромторг России,
Минэкономразвития России, Минрегион России и другие заинтересованные
федеральные органы исполнительной власти для дальнейшего утверждения проекта
Программы в Правительстве Российской Федерации.
3. Рекомендовать Минэнерго России и НП «ИНВЭЛ» обеспечить
финансирование ОАО «ВТИ» и другие организации с целью разработки эскизного
проекта энергоблока и проведения НИОКР по обоснованию принимаемых
технических решений.
4. Просить Минэнерго России при реализации Федеральной целевой
программы «Создание угольного энергоблока мощностью 660 МВт на
суперкритические параметры пара» содействовать:
выбору и согласованию площадки для сооружения головного
энергоблока;
финансированию создания и освоения головного энергоблока на СКП
включая налоговые льготы, кредитование, страхование рисков участников и прямые
вложения в разработки конструкций и технологий;
привлечению
компаний
топливно-энергетического
и
энергомашиностроительного комплексов к разработке, созданию и освоению
головного энергоблока на СКП;
заключению соглашений с владельцами энергокомпаний и заводов об их
обязательствах при выполнении Федеральной целевой программы «Создание
угольного энергоблока мощностью 660 МВт на суперкритические параметры пара»;
созданию аппарата из квалифицированных специалистов для
руководства выполнением Федеральной целевой программы «Создание угольного
энергоблока мощностью 660 МВт на суперкритические параметры пара».
6. Рекомендовать ОАО «ВТИ», ОАО «ЭМАльянс», ОАО «Силовые машины»,
ОАО «НПО ЦКТИ», НПО «ЦНИИТМАШ» при создании головного энергоблока на
СКП обеспечить:
технические решения, отвечающие перспективным требованиям по
технико-экономическим и экологическим показателям;
10
разработку сталей (мартенситных, хромистых и др.) для изготовления
отдельных узлов энергоблоков на СКП;
предпочтение
отечественным
производителям
энергетического
оборудования и его поставку на ТЭС крупными модулями;
привлечение ресурсов энергокомпаний и опыта их специалистов для
сотрудничества в создании и освоении головного энергоблока на СКП;
участие угольных компаний в определении перспективных углей для
энергоблоков на СКП и улучшения качества углей;
участие ОАО «РЖД» в снижении затрат на перевозку углей для
энергоблоков на СКП.
-
Ученый секретарь Научного
Заместитель Председателя
Научно-технической коллегии
НП «НТС ЕЭС», д.т.н., профессор
___________________В.В. Молодюк
Ученый секретарь Совета РАН по
проблемам надежности и безопасности
больших систем энергетики,
Заведующий отделением
ОАО «ЭНИН им.
Г.М. Кржижановского»,
д.т.н., профессор
_____________________В.А. Баринов
Ученый секретарь
Научно-технической коллегии
НП «НТС ЕЭС», к.т.н.
_________________Я.Ш. Исамухамедов