Команда ученых Петербургского Политеха разрабатывает универсальные инструменты для прогнозирования и оптимизации параметров парогазовых установок (ПГУ) и их режимов работы, чтобы ускорить ввод разрабатываемых отечественных газотурбинных установок (ГТУ) в промышленный цикл. В частности, это имитационные модели, программное обеспечение и методики, которые позволят разработать рекомендации заводам-изготовителям по оптимизации параметров пара и структуры утилизационного контура теплофикационной ПГУ для достижения максимальной эффективности производственного цикла.
Создание и быстрое внедрение отечественных газотурбинных установок вместо зарубежных — одна из приоритетных задач государства, так как более 20% установленной мощности российских тепловых электростанций приходится на ГТУ, многие из которых близки к выработке своего ресурса.
«Создание мощных отечественных ГТУ — это известная и в настоящий момент решаемая российскими производителями задача. Однако нецелесообразно полностью копировать характеристики действующих машин, нужно использовать наработки российской научной школы энергетического машиностроения. И здесь требуются совершенно новые, адаптированные под особенности эксплуатации российских ТЭС решения и подходы, которые мы предлагаем в рамках проекта по программе “Приоритет-2030”», — отметил доцент Высшей школы атомной и тепловой энергетики СПбПУ Ярослав Владимиров.
«Мы сделали расчеты для ГТЭ-170.1 (ГТЭ — газовая турбина + электрогенератор) и выявили, что повышение начального давления пара с 7,0–8,0 МПа в существующих ПГУ-450Т до уровня 13,0 МПа приводит при средней загрузке оборудования к экономии топлива в 5–6 тыс. тонн в год для одного энергоблока и имеет потенциал повышения маржинального дохода двухбочной ТЭЦ на 40–60 млн руб. в год. В летний период установка может работать на пониженных параметрах пара, сохраняя оптимальный режим. Подобный переход не потребует существенных капитальных вложений, так как предлагаемые параметры пара широко распространены и освоены отечественной промышленностью при производстве паропроводов и арматуры для паросиловой генерации», — прокомментировала руководитель проекта Ирина Аникина.
Внедрение предлагаемых оптимизационных инструментов позволит повысить конкурентоспособность новых отечественных парогазовых технологий как при замене зарубежного газотурбинного оборудования, так и при строительстве высокоэффективных парогазовых мощностей на отечественном оборудовании. В перспективе оптимизационные подходы позволят отечественным технологиям занять доминирующие позиции в энергетике РФ и других стран, для которых характерно комбинированное производство тепловой и электрической энергии.
В качестве индустриальных партнеров выступают две крупные энергетические компании — ПАО «ТГК-1» и ООО «Севзапвнипиэнергопром». Благодаря тесному сотрудничеству с ПАО «ТГК-1» удалось выявить текущие болевые точки эксплуатации существующего парогазового оборудования, также специалисты «ТГК-1» поделились проблемами импортозамещения в ПГУ-энергоблоках и своими ожиданиями от новых отечественных газотурбинных установок.
В ООО «Севзапвнипиэнергопром» указали возможные проблемные места при замене эксплуатируемого оборудования отечественными установками с точки зрения проектирования. Все это позволило сформировать требования к структуре утилизационного контура теплофикационной ПГУ на базе отечественных технологий, учитывающие потребности как эксплуатирующих компаний, так и проектных институтов.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Наука и университеты»).
