Адаптировать авиационные технологии для использования в топливно-энергетическом комплексе смогли инженеры из Объединенной двигателестроительной корпорации, входящей в структуру Госкорпорации Ростех.
Преобразование авиационного двигателя для работы на земле – задача, требующая значительных усилий. Простая установка авиационного двигателя, демонтированного с самолета, на компрессорную станцию или в электрогенерирующую установку не приведет к производству электроэнергии или транспортировке газа по магистральным трубопроводам.
Адаптировать авиационные технологии для использования в топливно-энергетическом комплексе смогли инженеры из Объединенной двигателестроительной корпорации, входящей в структуру Госкорпорации Ростех. Они проделали огромную работу, фактически создав новое промышленное устройство на основе газогенератора авиационного двигателя. При этом им удалось сохранить ключевые преимущества базовой силовой установки – эффективность, компактность и надежность – и адаптировать ее к совершенно новым условиям эксплуатации.
«Основным достоинством переоборудования авиационных газотурбинных двигателей для нужд промышленности является сохранение высоких технических характеристик, а также возможность применения проверенных, надежных и серийно выпускаемых узлов, деталей и агрегатов двигателей. При проектировании промышленного газотурбинного оборудования мы учитываем специфические требования топливно-энергетического комплекса, что влечет за собой изменение подхода к проектированию», – подчеркивают представители ОДК.
Для понимания различий между авиационным и наземным двигателями необходимо рассмотреть принцип их работы. В авиационном двигателе воздух засасывается, сжимается компрессором и затем в сжатом виде поступает в камеру сгорания, где впрыскивается топливо. Воспламенение топлива создает энергию, которая приводит в движение турбину и вентилятор, создавая реактивную тягу, необходимую для полета самолета.
В наземных двигателях принцип работы схож, но с важным отличием: отработанные газы не генерируют тягу, а передают энергию дальше – либо к оборудованию в газоперекачивающем агрегате для транспортировки газа, либо к генератору для выработки электроэнергии.
Для такой адаптации потребовались значительные модификации.
Конструктивные изменения
Нагрузки в промышленных двигателях отличаются от авиационных, как и требования к массе. Для обеспечения надежной работы «наземных» приводов в новых условиях инженеры усилили конструкцию. В частности, была увеличена жесткость корпусных деталей двигателя и повышены требования к соосности валов. Применение более массивных деталей и креплений привело к увеличению массы промышленного двигателя, но позволило ему выдерживать высокие нагрузки в течение длительного времени.
Конструкция также претерпела принципиальные изменения. Фактически, от авиационного двигателя в «наземном» остается только газогенератор, к которому добавляется свободная силовая турбина, приводящая в действие нагнетатель в газоперекачивающем агрегате или генератор в электрогенерирующей установке. Для этого конструкторы ОДК переработали камеру сгорания, систему топливоподачи, масляную систему и опоры, а также разработали несколько типов силовых турбин и трансмиссий.
Рабочая среда и топливо
Наземные установки эксплуатируются в условиях, с которыми авиационные двигатели сталкиваются редко. В добываемом природном газе часто присутствуют механические или химические загрязнения, а в двигатели может попадать пыльный или влажный морской воздух, способствующий коррозии. Для обеспечения работы двигателя в любых условиях применяются специальные сплавы и защитные покрытия.
Режим работы
Промышленные турбины, в отличие от авиационных, работают в режиме 24/7 на протяжении многих лет. Для обеспечения надежности при такой нагрузке были усовершенствованы системы охлаждения и управления. Таким образом, промышленные двигатели были оптимизированы для длительного непрерывного цикла работы.
«Обеспечение топливно-энергетического комплекса России современным отечественным оборудованием – одна из наших приоритетных задач. ОДК обладает многолетним опытом и компетенциями и предлагает широкий спектр надежных газотурбинных двигателей для энергетической инфраструктуры и нефтегазовой отрасли», – подчеркивают в компании.
Разнообразие сфер, в которых используются промышленные двигатели, разработанные на основе газогенератора ПС-90А, является красноречивым свидетельством их востребованности: более 990 таких устройств функционируют на различных объектах по всей России.
Около 200 газотранспортных и энергетических комплексов, созданных на данной платформе общей мощностью более 3 ГВт, были поставлены компанией «ОДК Инжиниринг», входящей в Объединенную двигателестроительную корпорацию Ростеха. Они сформировали ключевую инфраструктуру российской сети газопроводов и размещены на важнейших магистралях, таких как «Сила Сибири», «Турецкий поток» и Единая система газоснабжения Северо-Запада России.
Следовательно, когда вы зажигаете газ на кухне, существует большая вероятность того, что его доставка от месторождения к вашему дому обеспечена бесперебойной работой промышленных газотурбинных установок, произведенных ОДК, входящей в структуру Госкорпорации Ростех.