Л.Е. Капралова, А.А. Троицкий – ООО «Турбомашины»

В этом году ведущая европейская выставка по энергетике проходила в немецком городе Кельне. В ней принимали участие компании со всего мира – производители энергетического оборудования, инжиниринговые, проектные, сервисные фирмы и т.д.

В 2009 году корпорация PennWell объединила выставку и конференцию Power-Gen Europe с двумя другими направлениями – Powergrid Europe (передача и распределение энергии) и Renewable Energy World Europe (возобновляемые источники энергии). Объединение трех специализированных экспозиций позволило охватить все секторы энергетического комплекса. В выставке, площадью 35 тыс. м², приняли участие 450 компаний. В течение трех дней было принято более 11600 посетителей.
Одновременно с выставкой проходила специализированная конференция по семи направлениям:
•    Стратегии европейского энергетического рынка
•    Минимизация эмиссии вредных веществ в атмосферу
•    Применение газообразного топлива в качестве источника энергии
•    Применение угля и биомассы в качестве источника энергии, атомная энергетика
•    Электрические и контрольно-измерительные системы
•    Эксплуатация, обслуживание и оптимизация работы электростанций
•    Комбинированное производство электрической и тепловой энергии, выработка энергии за счет утилизации отходов, IPP.
В общей сложности прошло 75 сессий, где около 250 докладчиков обсуждали актуальные проблемы развития энергетической отрасли.
Экспоненты представляли новые и модернизированные приводы и энергоустановки, компоненты двигателей и электростанций – редукторы, турбинные лопатки, диски и корпуса, а также САУ, системы очистки воздуха, топлива, масла и многое другое. Широко представлялись новые технологии изготовления и расчета деталей и узлов энергоблоков.
На стенде компании Rolls-Royce демонстрировался газотурбинный двигатель Trent 60 WLE, который является одной из последних разработок компании. Это один из самых передовых двигателей на рынке. Он может использоваться в составе электростанций или в качестве механического привода. Мощность Trent 60 составляет 58 МВт, КПД – 42 %. Двигатель оснащается камерами сгорания DLE (сухая малоэмиссионная) или WLE (с впрыском воды или пара), которые обеспечивают уровень эмиссии NO_x менее 25 ppm.
Специалисты компании сообщили о подписании контракта стоимостью $70 млн на поставку четырех установок Trent 60 WLE для модернизации электростанции Emsland в Германии. Электростанция комбинированного цикла, принадлежащая компании RWE, была построена в 1970 году. Проект по модернизации должен быть завершен к 2011 г. – в результате общий КПД станции увеличится на 12 %.
GE Energy представляла новую технологию интеллектуальных энергосистем Smart Grid. Она позволит эффективнее использовать возобновляемые источники энергии и обеспечить подготовку электросетей к интенсивной эксплуатации в условиях распределенного производства электроэнергии.
Члены Евросоюза уже достигли соглашения об увеличении доли возобновляемой энергии на 20 %, а также о 20 %-м сокращении выбросов углекислого газа, однако современная инфраструктура не позволяет в полной мере воспользоваться всеми преимуществами возобновляемых энергоресурсов. Энергия, вырабатываемая ветрогенераторами и солнечными станциями, поступает в энергосеть без интеграции с другими системами и не может использоваться в качестве надежного первичного энергоисточника. Полному использованию этих видов энергии могут препятствовать перегрузки в энергосетях, при этом возникает проблема надежности энергоснабжения, связанная с нестабильностью таких источников.
В традиционных энергосетях потоки мощности передаются от электростанции к потребителю. По мере увеличения доли альтернативных источников в общем объеме генерации, все больше энергии будет поступать в энергосети из различных точек, в том числе от IPP. Однако при разработке существующих энергосистем не была предусмотрена возможность разнонаправленного потокораспределения.
По данным отчета Eurelectric, интеллектуальные энерготехнологии обеспечат лучшую адаптацию энергосетей к пульсирующему, динамичному характеру распределенной генерации и альтернативных энергоисточников. Это, в свою очередь, поможет коммунальным предприятиям, потребителям энергии и генерирующим компаниям полностью соответствовать техническим требованиям энергосистем.
Благодаря возможности распределять потоки энергии внутри энергосистемы, коммунальные предприятия смогут сократить потери. Сегодня им зачастую приходится вырабатывать избыточное количество энергии, чтобы восполнить потери в сетях. С появлением интеллектуальных энерготехнологий такие предприятия смогут эффективнее управлять генерирующими мощностями, добиваясь максимально возможной производительности существующих сетей. Они получат возможность отложить дорогостоящую модернизацию инфраструктуры и оптимальнее использовать запасы топлива. Разнонаправленное потокораспределение (Two – way power flow), современные методы управления генерацией и технологии автоматизированного управления работой сети обеспечивают эффективное и безопасное применение в распределительных сетях альтернативных источников энергии, чтобы по мере необходимости доставлять эту энергию потребителю.
Используя новую технологию упреждающего планирования (demand response) коммунальные предприятия смогут определить, как снижение потребляемой энергии или спроса может помочь справиться с пульсирующим характером генерации возобновляемой энергии. Так, потребители могут выбрать специальную программу, автоматически регулирующую энергоемкие устройства, например водонагреватели, в периоды пиковой нагрузки, когда электроэнергия продается по более высокой цене. Кроме того, в будущем можно будет накапливать избыточную энергию ветра, чтобы в периоды пикового энергопотребления, когда спрос превышает предложение, расходовать ее с помощью технологий автоматизации интеллектуальных сетей.
Компания EMW filtertechnik провела презентацию своих новых разработок – фильтров с ультранизким перепадом давления, а также комбинированной системы фильтрации с применением HEPA-фильтров, специально разработанных для электростанций, работающих при пиковых нагрузках.
В рамках выставки EMW организовала технический семинар, куда были приглашены ведущие мировые специалисты, занимающиеся вопросами фильтрации и ее влиянием на качество работы ГТУ. На семинаре можно было ознакомиться с последними исследованиями в этой области, а также c опытом компании Siemens по повышению эффективности работы турбин. Мировые тенденции направлены на модернизацию существующих объектов и повышение их эффективности. Практикой доказано, что замена малоэффективного КВОУ на его современный аналог окупается за 6 месяцев.
Компания MWM представила новый газопоршневой двигатель TCG 2016 V8 C. Это 8-цилиндровый V-образный двигатель, работающий на природном газе, а также на других видах газа – биогазе, газе сточных вод и газе мусорных свалок.
Мощность двигателя составляет 400 кВт, КПД – 42,5 % (ISO). До настоящего времени серия TCG 2016 С была представлена двумя моделями: с 12 и 16 цилиндрами мощностью, соответственно, 600 и 800 кВт, КПД 42 и 42,5 %. Таким образом, в новом двигателе достигнуто увеличение КПД на 4,3 %, что обеспечивает ежегодную экономию топлива до 52,6 %. Это является важным преимуществом оборудования на энергетическом рынке.
Специалисты компании Wartsila сообщили о завершении испытаний двигателя 4R32 на различных видах растительных и животных жиров. Первые испытания двигателя на жидком биотопливе были начаты в 1995 году (использовалось рапсовое масло). С 2003 года электростанции, работающие на пальмовом масле, находятся в коммерческой эксплуатации: в частности, в Италии оборудование Wartsila занимает 95 % рынка электростанций, работающих на биотопливе.
Испытания двигателя проводились в исследовательском центре VTT в г. Эспу (Финляндия), где были успешно подтверждены все заявленные параметры. При этом в качестве топлива использовались масло ятрофы, рыбий и куриный жиры. В перспективе планируется проводить испытания на других видах биотоплива. Их основная цель – максимально расширить диапазон применяемых видов топлива для работы электростанций, обеспечить большую топливную гибкость для заказчика, а также снизить уровни эмиссии.
Был представлен также новый двигатель 34DF. Он может работать на различных видах топлива в диапазоне мощности 2,7…9 МВт. При разработке был использован опыт и технологии, которые применялись при создании двигателя 50DF. Серия 34DF включает в себя модификации двигателей с 6, 9, 12, 16 и 20 цилиндрами, мощность – 450 кВт на цилиндр. Наиболее оптимальными для применения в составе электростанций являются модификации с 9, 16 и 20 цилиндрами.
Компания Siemens представляла широкий спектр решений и технологий для энергетики – газовые и паровые турбины, ветроустановки, электрогенераторы, топливные ячейки, системы автоматики и многое другое. На стенде демонстрировалась паровая турбина серии SST-110 (типа TWIN). В конструкции такого типа паровая турбина усовершенствована путем добавления второй турбины. Две одноступенчатые турбины соединены с генератором через один редуктор с параллельными валами. При этом одноступенчатые турбины могут соединяться между собой как последовательно (т.е. пар после расширения в турбине высокого давления направляется на вход турбины низкого давления), так и параллельно – для расширения большого количества пара. Благодаря встроенному редуктору сохраняется компактная конструкция. В турбоустановках такого типа применяются как осевые турбины, так и радиальные.
Конструкция TWIN допускает использование турбин при высоких тепловых перепадах с возможностью организации регулируемого отбора пара. Максимально возможная мощность – 5 МВт. Паровые турбины типа TWIN могут быть противодавленческими и конденсационными и, соответственно, снабжать паром с регулируемым давлением как одного, так и двух потребителей.
Компания Siemens AG, Energy Sector заключила контракт стоимостью 700 млн евро на строительство под ключ электростанции комбинированного цикла в Роттердаме (Нидерланды). Ее мощность составит 870 МВт, электрический КПД – более 59 %. Ввод в эксплуатацию запланирован на 2011 год. В состав электростанции войдут две установки комбинированного цикла, созданные на базе газовых турбин SGT5-4000F и паровых турбин SST5-5000. Использование передовых технологий снижения выбросов обеспечит уровень эмиссии NO_x не более 10 ppm.
Специалисты компании MAN объявили о расширении модельного ряда газопоршневых двигателей. В частности, на рынке был представлен новый двигатель 51/60G, который, как и двухтопливный 51/60DF, создан на базе хорошо зарекомендовавшего себя дизельного двигателя 48/60. С целью достижения стабильного горения обедненной топливовоздушной смеси в нем используется дистиллят в качестве запального топлива. В результате обеспечивается высокая удельная мощность при низких уровнях эмиссии, а также высокий коэффициент использования топлива. Кроме того, срок службы топливной системы значительно выше, чем у других двигателей данного диапазона мощности. Еще одним преимуществом 51/60G является то, что газообразное топливо подается в двигатель при низком давлении, следовательно, нет необходимости в дожимном компрессоре. Эксплуатационные показатели двигателя практически не изменяются в зависимости от климатических условий конкретной площадки. Двигатель обеспечивает быстрый прием нагрузки и стабильную работу на переходных режимах.
Серия 51/60G включает в себя модели с 9 (линейного расположения), 12, 14 и 18 (V-образного расположения) цилиндрами, мощность на цилиндр – 975 кВт. Соответственно, данная серия покрывает диапазон мощности 8538…17514 кВт.
Двигатель оснащен системой подачи и впрыска топлива Common Rail, управление которой осуществляется электронной САУ. Данная технология обеспечивает оптимальные показатели по частоте и продолжительности впрысков топлива, а также необходимое количество впрыскиваемого топлива. В результате достигается стабильное горение, что позволяет избежать детонации двигателя.
Другим достижением компании является существенное повышение мощности дизельного двигателя 48/60, которая была увеличена с 1050 кВт до 1200 кВт на цилиндр, т.е. на 14 %. Опытно-промышленная эксплуатация данного двигателя была проведена на одной из электростанций в пиковом режиме. В ходе эксплуатации все заявленные параметры были успешно подтверждены.
Серия двигателей 48/60 в настоящее время представлена моделями с 9, 12, 14 и 18 цилиндрами. Таким образом, она покрывает диапазон мощности 9195…21017 кВт. Двигатели могут работать как на дизельном топливе, так и на сырой нефти.
На стенде компании Turbec демонстрировалась новая микротурбинная установка T600, два пилотных образца которой прошли опытно-промышленную эксплуатацию на объекте заказчика. В настоящее время она представлена компанией на рынке. Электрическая мощность микротурбины составляет 660 кВт, тепловая – 1900 кВт, частота вращения силового вала 38500 об/мин. Электрический и общий КПД установки – 23,5 % и 68 % соответственно. ГТУ может работать на различных видах газа, включая природный газ, биогаз, газ мусорных свалок и т.д., а также на жидком топливе. В настоящее время в сотрудничестве с компанией Hilflux ведутся работы по обеспечению эксплуатации микротурбины Т600 на пиролизном газе в составе электростанции когенерационного цикла, а также с целью достижения минимальных уровней эмиссии.
Компания Kawasaki представила новую модернизированную версию газовой турбины М1A-13D. В результате модернизации газовая турбина M1A-17D сейчас имеет мощность 1740 кВт (было 1490 кВт), КПД увеличен с 24 % до 26,7 %, что является очень актуальным в настоящее время. Уровень выбросов NO_x составляет 25 ppm. Таким образом, компания планирует более активно конкурировать на европейском рынке с другими производителями аналогичного оборудования и добиться более основательных позиций.
Голландская компания MTT BV представляла на выставке свои результаты по созданию установки когенерационного цикла на базе новой микротурбины собственной разработки. Электрическая мощность турбины составит 3 кВт, а тепловая – 15 кВт. В 2010 году будет создан пилотный образец для доводки оборудования с целью достижения оптимальных эксплуатационных параметров. На рынок установки такого типа планируется вывести в 2012 году. По оценкам специалистов, европейский рынок данных установок составляет 38 млн штук.
Российские участники выставки были представлены компаниями «Силовые машины», «Технопромэкспорт», «Энергомаш» (г. Белгород), «Атомэнергопром».
На Ленинградском металлическом заводе, входящем в состав ОАО «Силовые машины», к июню этого года изготовлены 42 газовые турбины ГТЭ-160. Они выпускаются по лицензии Siemens, локализация доведена до 70 %. Половина газовых турбин изготовлена для российских парогазовых установок.
Компания «Энергомаш» представляла возможности предприятия по производству котельного оборудования. На предприятии изготавливаются паровые и водогрейные котлы-утилизаторы, которые успешно работают в составе газотурбинных электростанций.
Выставка и конференция Power-Gen Europe – это прекрасная возможность узнать о последних стратегических и технических достижениях в энергетике, а для компаний – отличная возможность для внедрения на международный рынок и представления своей продукции и услуг.

В 2010 году выставка пройдет с 8 по 10 июня в Амстердаме. Приглашаем российские компании принять в ней активное участие. Информация о выставке на сайте www.power-gen-europe.com.