CC BY
5УДК 621.18-1/-9
Маркелов Д.А.
начальник сектора подготовки ТКП отдела расчетов конструкторского бюро ПАО Таганрогский котлостроительный завод «Красный котельщик» (г. Таганрог, Россия)
Приймак А.Ю.
главный инженер проекта ПАО Таганрогский котлостроительный завод «Красный котельщик» (г. Таганрог, Россия)
Сербиновский М.Ю.
д. т. н., профессор, главный специалист сектора прочности отдела расчетов конструкторского бюро ПАО Таганрогский котлостроительный завод «Красный котельщик» (г. Таганрог, Россия)
ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕВООРУЖЕНИЯ ГЕНЕРИРУЮЩИХ МОЩНОСТЕЙ В СВЯЗИ С ИСЧЕРПАНИЕМ МОРАЛЬНОГО И ФИЗИЧЕСКОГО РЕСУРСА ОБОРУДОВАНИЯ
Аннотация: в данной статье рассматриваются проблемы современной энергетики, в частности необходимости модернизации существующих мощностей в связи с исчерпанием физического и морального ресурса. Проанализированы причины возникновения проблем и пути их решения. Выявлены организационные трудности внедрения систем для решения этих проблем. Приведены факторы, способствующие развитию российской энергетики.
Ключевые слова: договоры о предоставлении мощности, газовые турбины, паровые турбины, котел-утилизатор.
На сегодняшний день на электростанциях Российской Федерации эксплуатируются в основном генерирующее оборудование, которое было спроектировано, изготовлено и введено в эксплуатацию в прошлом столетии. Основные параметры и характеристики оборудования соответствуют указанному периоду. С развалом СССР и переходом России на рыночные отношения ввод новых и обновление существующих энергетических объектов заметно замедлился, что обусловило старение оборудования и напрямую повлияло нынешнюю ситуацию в энергетике в целом.
В Российской Федерации эксплуатируется более 75 ГВт низкоэффективных мощностей из-за низкого КПД и исчерпания физического и морального износа генерирующего оборудования. Например, средний КПД тепловых электрических станций в России составляет около 36%, при этом средние мировые значения - около 40%, давление пара в энергетически котлах -25 МПа, в мире 30-35 МПа, температура пара - 545оС, в мире - более 600оС.
Генерирующие мощности в России одни из самых старых в мире. По официальным данным более 50% генерирующих мощностей уже превысили порог эксплуатации в 40 лет, а более 20 - работают свыше 50 лет, при этом средний возраст мощностей составляет более 37 лет. Если не модернизировать хотя бы половину существующих генерирующих мощностей, то к концу 20-х годов XXI века они преодолеют полувековой рубеж. Для решения сложившейся ситуации были внедрены государственные программы «Договоры о предоставлении мощности» (ДПМ) и ДПМ-2.
Программа ДПМ стартовала в 2008 году, в рамках которой было введено 132 новых энергоблока мощностью 22 ГВт, модернизировано 7,2 ГВт мощностей, что составляет около 15% всей установленной электрической
мощности Российской Федерации. Инвестиции за весь период программы составили около 2 трлн. руб. [4]
В рамках реализации программы ДПМ можно отметить следующие положительные моменты, которые получила энергосистема Российской Федерации:
- современные парогазовые установки (ПГУ)
- первый в России энергоблок с котлом, использующем технологию сжигания топлива в циркулирующем кипящем слое (ЦКС), установленный на Новочеркасской ГРЭС
- современные отечественные системы автоматизированного управления (АСУ ТП).
Большую часть вновь вводимых мощностей составили ПГУ, при этом, большая часть генерирующего оборудования поставлялась локализованными в России поставщиками, остальное оборудование производилось отечественными энергомашиностроительными предприятиями. Были разработаны новые типы турбин на основании существующих: К-200, К-330, Т-250, а также целая линейка на базе турбины Т-100, а также новейшие типы паровых турбин, работающих в составе с ГТУ, которые ранее не производились в нашей страны.
В то же время были выявлены проблемы в компетенциях проектирования, в первую очередь, газотурбинных установок большой мощности. Чтобы ликвидировать это отставание потребуется создание глубокой кооперации крупнейших отраслей промышленности: энергомашиностроение, металлургия, 1Т-сфера при серьезной государственной поддержке.
По результатам ДПМ российская промышленность получила новые компетенции, тем самым совершив мощный технологический рывок, были созданы десятки тысяч рабочих мест, прошли обучение рабочие и инженерные кадры. [1, 2].
После успешно завершенной в 2018 году программы ДПМ правительством Российской Федерации была запущена аналогичная программа
ДПМ-2, в рамках которой до 2035 года планируется модернизация существующих мощностей в объеме более 40 ГВт.
В программу ДПМ-2 входят следующие мероприятия, которые могут быть предусмотрены проектом модернизации генерирующих объектов тепловых электростанций:
1. Модернизация котельного оборудования (комплексная замена котлоагрегата)
2. Модернизация турбинного оборудования (комплексная замена паровой турбины, надстройка генерирующего объекта газовой турбиной)
3. Сопутствующие мероприятия (замена барабана котла, замена пароперегревателей котла, замена отдельных цилиндров паровой турбины, комплексная замена генератора, либо его ротора, замена паропроводов острого и вторичного пара, строительство дымовой трубы, строительство главного корпуса для размещение котельного и турбинного оборудования, замена регенеративного подогревателя).
Генерирующими предприятиями была проявлена высокая заинтересованность к программе: на конкурс были поданы заявки более 58 ГВт, что больше предполагаемых объемов модернизации, что обусловило необходимость определения критериев для отбора, которые определят востребованные энергосистемой энергоблоки.
Ключевыми потребителями программы ДПМ-2 являются: Интер РАО, Мосэнерго, ОГК-2, ТГК-1, ЭЛ-5, Юнипро, Русгидро и др. Из заявленных критериев отбора по программе и наличия у генераций генерирующих мощностей более 45 лет предполагается следующее разделение затрат, которое приведено в таблице 1.
Таблица 1. Распределение затрат между ключевыми участниками программы
№ Наименование генерации Мощность, ГВт Затраты, млрд. руб.
1 Интер РАО 7,6 280
2 Мосэнерго 6,5 240
3 ОГК-2 4,5 170
4 ТГК-1 1 35
5 ЭЛ-5 4 145
6 Юнипро 1 45
7 Русгидро 2 150
8 Прочие 6,2 450
Из таблицы видно, что набольший объем инвестиций может прийтись на «Интер РАО», немного меньше - на Мосэнерго, меньше всего затрат понесут ТГК-1 и Юнипро. В перспективе программа ДПМ-2 обеспечит неплохую доходность по проектам, которая в совокупности с топливной эффективностью должны положительно сказаться на будущих производственных и финансовых показателях. [4].
По разным оценкам, в рамках программы ДПМ-2 потребуется около 300 комплектов основного оборудования, что значительно больше в сравнении с программой ДПМ. Это является серьезным вызовом для различных экономических отраслей России. Для их финансирования будет выделено более чем на 1,6 трлн. руб.: из них почти 1 трлн. руб. получат предприятия строительного комплекса, 0,5 трлн. руб. - энергомашиностроительные предприятия, более 100 млрд. руб. - металлургам [1].
В модернизации энергоблоков указанных генераций будут участвовать крупнейшие отечественные энергомашиностроительные предприятия: ПАО «Силовые машины», ПАО ТКЗ «Красный котельщик», АО «ЛМЗ» и др. -производители паровых котлов, паровых турбин, генераторов, что позволит увеличить общую установленную мощность, обновить парк оборудования и повысить надежность оборудования. Но и здесь имеются свои проблемы: для
внедрения проектно-конструкторскими центрами энергомашиностроительных предприятий конструкций для производства котлов, работающих на суперсверхкритических параметрах пара необходимы новые современные жаропрочные стали, заинтересованности в разработке которых, в металлургии и научном сообществе пока нет.
На основании приведенной выше информации можно сделать вывод, что программы ДПМ являются ключевым инструментом для повышения энергетической эффективности России, стимулом роста ключевых секторов экономики, а также повышения надежности энергетической системы в целом. Выводы:
1. Выявлены проблемы современной энергетики, связанные с исчерпанием физического и морального ресурса оборудования.
2. Описаны методы решения проблемы посредством внедрения программ технического перевооружения генерирующих мощностей при участии правительства Российской Федерации.
3. Для дальнейшего обновления парка генерирующего оборудования после окончания программы ДПМ-2 в 2035 году потребуется ее продление, либо внедрение новой аналогичной программы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Газпром энергохолдинг [Электронный ресурс]. URL: https://energoholding. gazprom. ru/press/about-company/2018/06/14/ (Дата обращения 15.11.2023);
2. Постановление правительства №1334-р от 11.08.2010 г;
3. Постановление правительства №43 от 25.01.2019 г.;
4. БКС экспресс [Электронный ресурс]. URL: https://bcs-express.ru/novosti-i-analitika/chto-takoe-programma-dpm-2-i-chem-ona-obernetsia-dlia-energetikov (Дата обращения 15.11.2023.)
Markelov D.A.
Taganrog Boiler-building Plant "Krasny Kotelshchik" (Taganrog, Russia)
Priymak A.Y.
Taganrog Boiler-building Plant "Krasny Kotelshchik" (Taganrog, Russia)
Serbinovsky M.Y.
Taganrog Boiler-building Plant "Krasny Kotelshchik" (Taganrog, Russia)
PROBLEMS OF RE-EQUIPMENT OF GENERATING CAPACITIES IN CONNECTION WITH THE EXHAUSTION OF THE MORAL AND PHYSICAL RESOURCE OF EQUIPMENT
Abstract: this article deals with the problems of modern energy, in particular the need to modernize existing capacities due to the exhaustion of physical and moral resources. The causes ofproblems and ways to solve them are analyzed. Organizational difficulties of implementing systems to solve these problems are identified. The factors contributing to the development of the Russian energy sector are presented.
Keyword: contracts of capacity, gas turbines, steam turbines, waste heat boiler.
