CC BY
39
УДК 622.691.4.053
https://doi.org/10.24412/0131-4270-2021-4-30-38
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗОТУРБИННЫХ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
TECHNICAL CHARACTERISTICS DEVELOPMENT OF THE COMPRESSOR PLANTS GAS-TURBINE POWER UNITS OF MAJOR GAS PIPELINES
Хасанов И.И., Шакиров Р.А., Жильцова А.Ю., Каширина Д.А.
Уфимский государственный нефтяной технический университет, 450062, г. Уфа, Россия
ORCID: http://orcid.org/0000-0002-3422-1237, E-mail: ilnur.mt@mail.ru ORCID: http://orcid.org/0000-0002-7017-081X, E-mail: rshakirov.02@gmail.com E-mail: zhiltsovaaaa@gmail.com E-mail: kashirinaad@mail.ru
Резюме: Объектом исследования является история становления отечественного газотурбостроения, характеризующая усовершенствование газотурбинных газоперекачивающих агрегатов, применяемых на компрессорных станциях магистральных газопроводов. Выделены основные причины, повлиявшие на интенсификацию модернизации конструктивных и технических характеристик оборудования, применяемого в магистральном транспорте газа. Авторами отмечается важность использования ресурсов крупнейших промышленных предприятий страны газотранспортной отраслью с целью поддержания их производственного потенциала на экономически эффективном уровне. Сделан вывод о важности процесса совершенствования газоперекачивающих агрегатов как для безаварийной работы Единой газотранспортной системы внутри страны, так и для поддержания экспортных объемов газа.
Ключевые слова: природный газ, компрессорная станция, газоперекачивающий агрегат, магистральный газопровод, экспорт.
Для цитирования: Хасанов И.И., Шакиров Р.А., Жильцова А.Ю., Каширина Д.А. Совершенствование технических характеристик газотурбинных газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2021. № 4. С. 30-38.
D0I:10.24412/0131-4270-2021-4-30-38
До середины ХХ века газовая промышленность развивалась попутно с развитием добычи нефти в направлении использования главным образом так называемых попутных газов и в небольших объемах природного газа. Несмотря на отмечаемую еще В.И. Лениным важность добычи минеральных видов топлива, в том числе и газообразного, добыча газа к 1940 году в основном была сосредоточена на нефтяных месторождениях Азербайджана (около 80%). К этому времени из чисто газовых месторождений газ добывался большей частью в Дагестане на месторождениях Дагестанские Огни, Дузлак и Берекей. С 1937 по 1939 год здесь суммарно было добыто 8,3 млн м3 газа.
Наиболее ярко важность газотранспортной системы в работе промышленных предприятий страны и необходимость дальнейшего развития соответствующей инфраструктуры была продемонстрирована в годы Великой Отечественной
Ilnur I. Khasanov, Ruslan A. Shakirov, Anastasiya YU. Zhiltsova, Darya A. Kashirina
Ufa State Petroleum Technological University, 450062, Ufa, Russia
ORCID: http://orcid.org/0000-0002-3422-1237, E-mail: ilnur.mt@mail.ru ORCID:http://orcid.org/0000-0002-7017-081X, E-mail: rshakirov.02@gmail.com E-mail: zhiltsovaaaa@gmail.com E-mail: kashirinaad@mail.ru
Abstract: The history of national gas-turbine power engineering establishment is the object of the research, where the development of gas-turbine power units used on compressor plants of major gas pipelines is described. The main reasons that influenced on modernization escalation of constructional and technical characteristics of equipment applied in major gas transportation are distinguished. The authors point out the importance of the largest national industrial enterprises resources utilization by gas transporting industry in order to support production potential on the economically efficient level. The conclusion of the gas-turbine power units' development process was made from the viewpoint of the accident free work of united gas transporting system as well as from the export gas volumes maintenance position.
Keywords: natural gas, compressor plant, gas-turbine power unit, major gas pipeline, gas export.
For citation: Khasanov I.I., Shakirov R.A., Zhiltsova A.YU., Kashirina D.A. TECHNICAL CHARACTERISTICS DEVELOPMENT OF THE COMPRESSOR PLANTS GAS-TURBINE POWER UNITS OF MAJOR GAS PIPELINES. Transport and Storage of Oil Products and Hydrocarbons. 2021. no. 4, pp. 30-38.
DOI:10.24412/0131-4270-2021-4-30-38
войны [1]. После ввода в разработку в 1942 году Елшано-Курдюмского месторождения, позволяющего добывать природный газ в промышленных масштабах, в рекордные сроки (за 20 дней) был построен газопровод Елшанка-Саратов, позволивший перевести на газ промышленные предприятия Саратова, где ощущалась острая нехватка топлива, а также снизить загруженность железных дорог ввиду сокращения транспорта, направленного на доставку твердого и жидкого топлива. В 1943 году был построен магистральный газопровод Бугуруслан-Куйбышев, позволяющий транспортировать газ с нескольких месторождений Куйбышевской и Оренбургской областей. В 1944 году завершается строительство газопровода Войвож-Ухта протяженностью 127 км. По этому газопроводу природный газ подавался на завод по производству сажи, крайне необходимой при производстве резины для военной техники [2].
В 1946 году было завершено строительство газопровода Саратов-Москва протяженностью 800 км, диаметром 325 мм.
В начале 1950-х годов быстрое расширение сырьевой базы для добычи природного газа и большой экономический эффект, полученный от его применения, со всей очевидностью выявили экономическую необходимость создания новой отрасли народного хозяйства - газовой промышленности. Широкий путь ее развития был определен XX съездом КПСС [3], который в директивах по шестому пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1956-1960 годы наметил повысить добычу газа в стране более чем в четыре раза. На тот момент в стране уже были построены такие магистральные газопроводы, как Дашава-Киев-Брянск-Москва, Кохтла-Ярве - Ленинград и др. Общая протяженность магистральных газопроводов в СССР к концу 1955 года составляла 4860 км. С 1956 года, исходя из огромных преимуществ природного газа как бытового, энергетического и технологического топлива, были значительно повышены капиталовложения в газовую промышленность, приняты меры к существенному увеличению производства труб и оборудования.
Результатом данных решений явилось начало разведочных работ в наиболее важных районах Северного Кавказа, восточных и западных районах Украины, в Поволжье и Средней Азии. На базе богатейших северо-кавказских месторождений газа с 1956 года было сооружено несколько крупных газопроводов: Ставрополь-Москва, Орджоникидзе-Тбилиси и др. На западе СССР был построен газопровод Дашава-Минск-Вильнюс-Рига, который обеспечил природным газом Белорусскую, Литовскую и Латвийскую ССР. На второй нитке газопровода Ставрополь-Москва, введенной в эксплуатацию в 1962 году, впервые были использованы трубы диаметром 800 мм.
Для сооружения магистральных газопроводов большой протяженности и производительности потребовалось создание специального, ранее не производимого в СССР оборудования для транспортирования газа, так как применявшиеся на газопроводах небольшой производительности поршневые компрессоры 10ГК и 10ГКН [4], уже не удовлетворяли новым требованиям.
Наиболее оптимальным оборудованием для компрессорных станций (КС) магистральных газопроводов стали газоперекачивающие агрегаты (ГПА), состоящие из центробежных высокооборотных нагнетателей, первоначально с электрическим приводом, а в дальнейшем, по мере освоения газотурбинных технологий, - с газотурбинным приводом. Первые ГПА с газотурбинным приводом ГТ-700-4 Невского завода им. Ленина (фото 1) имели мощность 4000 кВт. В качестве привода использовалась ранее спроектированная одновальная энергетическая газовая турбина, мало приспособленная к переменным режимам работы нагнетателя в условиях эксплуатации на магистральном газопроводе. Опыт эксплуатации ГПА данного типа выявил их крупные недостатки, что в то же время являлось серьезной школой для отечественного газотурбостроения и обеспечило возможность сооружения первых магистральных газопроводов большой протяженности.
Собственно газовая турбина состоит из турбин высокого (ТВД) и низкого давления (ТНД), расположенных на одном валу. Обе турбины имеют горизонтальные разъемы
и связаны между собой перепускными трубами. Корпус ТВД работает при 700 °С и поэтому изготовлен из аустенитной стали, а корпус ТНД - при температурах до 600 °С и изготовлен из перлитной стали. Обе турбины имеют внутреннюю и наружную изоляцию. ТВД состоит из двух, а ТНД -из четырех ступеней. Корпусы турбин устанавливаются и крепятся на фундаментных рамах с обеспечением свободного их перемещения при тепловом расширении без нарушения центровки.
Ротор турбин составной, в передней части его консольно насажен диск ТВД, изготовленный из аустенитной стали. Барабан ротора ТНД выполнен из перлитной стали. Ротор турбины жесткий и вращается (критическая скорость около 4000 об/мин) на двух подшипниках скольжения.
Осевой компрессор имеет 22 ступени. Корпус его выполнен из серого чугуна и имеет горизонтальный и вертикальный разъемы. Ротор осевого компрессора составной, выполнен из барабана с запрессованным в него концом вала. Вращается в двух подшипниках, один из которых опорно-упорный, а другой опорный. Роторы турбины и осевого компрессора соединены между собой жесткой муфтой. Запуск агрегата производится с помощью турбо-детандера, работающего на природном газе [5].
Подробная схема газотурбинного газоперекачивающего агрегата ГТ-700-4 приведена на рис. 1.
Технические характеристики поршневых газомотоком-прессорных агрегатов 10ГК, 10ГКН и ГПА с газотурбинным приводом ГТ-700-4 представлены в табл. 1.
Агрегатами ГТ-700-4 в 1950-1960-х годах были укомплектованы КС газопроводов Ставрополь-Москва и Краснодарский край - Серпухов-Ленинград. Также успешное внедрение первых отечественных газотурбинных агрегатов ГТ-700-4 было осуществлено на компрессорных станциях четырехниточной системы газопроводов Северный Кавказ - Центр. По состоянию на 1964 год на этих газопроводах работало свыше 60 ГПА данного типа, что позволило вывести двухниточный газопровод Ставрополь-Москва на проектную мощность.
Стремясь устранить выявленные недостатки, на Ленинградском металлическом заводе разрабатывался газоперекачивающий агрегат ГТН-9-750, в 2,5 раза превосходивший по производительности нагнетания и мощности установку ГТ-700-4. Столь мощные ГПА предназначались для головных КС газопровода Газли-Урал.
1. Газотурбинный агрегат ГТ-700-4
I
Агрегат
10ГК 10ГКН ГТ-700-4
Головной образец был спроектирован по ставшей в настоящее время традиционной схеме с «разрезным» валом и «свободной» силовой турбиной с переменным числом оборотов и являлся первым агрегатом такого типа в СССР. Испытания под полной нагрузкой, всесторонние газодинамические, температурные и прочностные исследования, длительный прогон в максимальном режиме обеспечили высокую эксплуатационную надежность этих ГПА, наработка которых к началу XXI века давно превзошла расчетные 100 тыс. ч.
Впервые примененная в ГТН-9-750 схема с разрезным валом была принята как оптимальная во всех последующих газоперекачивающих агрегатах производства Невского машиностроительного завода, за исключением ГПА типа ГТ-700-4. В 1962 году на Невском заводе был создан более совершенный газоперекачивающий агрегат типа ГТ-700-5 по схеме со свободной силовой турбиной. ГТ-700-5 кроме принципиального различия с ГТ-700-4, имеет еще то достоинство, что турбогруппа ее выполнена на общей фундаментной раме [5]. Преимущество такой компоновки по сравнению с поставкой оборудования отдельными узлами состоит в том, что сокращаются сроки монтажа и возрастает его качество. Принятая в агрегате двух-вальная схема конструктивного исполнения турбины в сочетании с высокой эффективностью осевого компрессора и применением регенератора обеспечили широкую при-спосабливаемость агрегата к различным режимам работы. Первая партия новых ГПА предназначалась для КС газопровода Бухара-Урал. Схема ГПА представлена на рис. 2.
В 1963 году начато серийное производство агрегатов ГТ-750-6 мощностью 6 МВт; всего Невским машиностроительным заводом было изготовлено более 250 таких агрегатов. ГТ-750-6 спроектирован на базе агрегата ГТ-700-5 и имеет с ним много общих конструктивных решений, но отличается от него отсутствием редуктора. Турбогруппа выполнена блочно на единой фундаментной раме - маслобаке.
Осевой компрессор состоит из 12 ступеней, одного ряда входных направляющих лопаток и одного ряда лопаток спрямляющего аппарата. В отличие от осевого компрессора ГТ-700-5 у корпуса компрессора ГТ-750-6 всасывающий патрубок расположен снизу. Во всем остальном осевой компрессор ГТ-750-6 как по своей конструкции, включая и
Рис. 1. Продольный разрез газотурбинного агрегата ГТ-700-4 [6]: 1 - газовая турбина; 2, 12 - сопла; 3,11 - лопатки; 4 - ротор; 5, 6 - цилиндры; 7 - трубопровод; 8 - осевой воздушный компрессор; 9 - патрубок для ввода воздуха; 10 -патрубок для отвода сжатого воздуха; 13 - патрубок для отвода отработавших газов в подогреватель; 14 - нагнетатель
Таблица 1
Технические характеристики агрегатов 10ГК, 10ГКН, ГТ-700-4
Производительность нагнетателей, млн м3/сут
0,528 0,816 13
Степень сжатия
газовых компрессоров
2,2 2,2 1,2
Мощность установки, кВт
736 1100 4000
КПД, %
21...23 28 16
Рис. 2. Продольный разрез газотурбинного агрегата ГТ-700-5 [6]: 1 - главный масляный насос; 2, 11 - опорно-упорные подшипники; 3 - корпус осевого компрессора; 4 - ротор осевого компрессора; 5 - опорный подшипник (средний); 6, 8 - диски ротора ТВД; 7 - корпус газовой турбины; 9 - корпус заднего подшипника; 10 - термометры; 12 - рама; 13 - входной патрубок
5 6 7 8
блок переднего подшипника, так и по материалам аналогичен компрессору ГТ-700-5 [5].
Годом ранее на Уральском турбомоторном заводе был разработан безрегенеративный газотурбинный привод ГТ-6-750 (фото 2). Несмотря на более низкий КПД, агрегаты, изготавливаемые в Свердловске, имели существенные компоновочные преимущества, которые снижали капитальные и трудовые затраты при сооружении компрессорных станций с данными газоперекачивающими агрегатами. Создание новой производственно-технической базы конструирования и изготовления газотурбинных ГПА стационарного типа обеспечило эффективную конкуренцию и
2. Транспортировка ГПА ГТ-6-750 на опытные испытания
3. ГТК-10 [7]
I
Таблица 2
Технические характеристики агрегатов, выпущенных в 1960-е годы
Агрегат Начало производства, год Производительность нагнетателей, млн м3/сут Степень сжатия газовых компрессоров Мощность установки, кВт КПД
ГТ-700-4 1960 13 1,2 4000 16
ГТ-700-5 1962 13 1,2 4250 25
ГТН-9-750 1962 34 1,2 9000 22
ГТ-6-750 1962 19 1,25 6000 23
ГТ-750-6 1963 19,5 1,24 6000 27
ГТК-10 1968 30 1,25 10000 28
Рис. 3. Продольный разрез газотурбинного агрегата ГТК-10:1,15 - насос масляный; 2 - устройство валоповоротное; 3 - вкладыш опорно-упорный; 4 - ротор турбокомпрессора; 5 - корпус компрессора; 6 - рама-маслобак; 7 - трубопровод охлаждения; 8 - корпус турбины; 9, 12 - вкладыш опорный; 10 - диафрагма с уплотнением; 11 - обойма с направляющими лопатками; 13 - ротор силовой турбины; 14 - подшипник силового ротора; 16 - камера сгорания
ликвидировало опасную с точки зрения технического прогресса монополию Невского завода. Применение морально устаревших к началу XXI века агрегатов ГТ-6-750 продолжалось по причине достаточно высоких показателей надежности и ресурса.
На основе накопленного опыта создания и освоения в эксплуатации ГПА мощностью от 4 до 6 МВт и требований газовой промышленности по увеличению единичной мощности ГПА для газопроводов большого диаметра и повышенного давления Невским машиностроительным заводом разработан и с 1968 года находился в производстве наиболее массовый тип ГПА - ГТК-10 (фото 3) мощностью 10 МВт. Среди основных преимуществ данного агрегата являлась его производительность нагнетателей и наибольшая эффективность по сравнению с ранее выпущенными агрегатами [5]. Сравнительная характеристика газоперекачивающих агрегатов, впервые выпущенных в 1960-е годы, представлена в табл. 2.
Газотурбинная установка состоит из двух механических не связанных между собой турбин, выполненных в общем литом корпусе, имеющем внутреннюю тепловую изоляцию. Турбина высокого давления одноступенчатая. Ротор турбины высокого давления состоит из одновенеч-ного диска, укрепленного на консоли вала воздушного компрессора, который вращается в двух подшипниках (передний - опорно-упорный, задний - опорный). Турбина низкого давления также одноступенчатая. Одновенечный диск турбины низкого давления крепится на консоли силового вала, который вращается в двух подшипниках. Передний подшипник силового вала опорный, задний подшипник опорно-упорный.
Воздушный компрессор осевого типа имеет 10 ступеней. Направляющие лопатки укреплены в литом чугунном корпусе. Ротор компрессора барабанного типа. Рабочие лопатки крепятся к ротору при помощи зубчатых хвостов.
Вся турбогруппа смонтирована на общей сварной раме-маслобаке. Пуск агрегата производится пусковым тур-бодетандером, работающим на перекачиваемом по магистрали газе [5].
Схема ГПА ГТК-10 представлена на рис. 3.
В 1974 году на Невском машиностроительном заводе создается Научно-исследовательский конструкторско-техно-логический институт турбокомпрессоростроения [8]. Это позволило к началу 1980-х годов выпустить первые газоперекачивающие агрегаты нового поколения ГТН-25 (фото 4) мощностью 27,5 МВт и степенью сжатия 1,45 в безрегенераторном исполнении с повышенной степенью сжатия в двухкаскадном компрессоре, спроектированными с учетом опыта авиационного газотурбостроения. Однако выявленные в эксплуатации конструктивные недостатки агрегата, а главное технические сложности ремонта в условиях КС магистральных газопроводов, расположенных в труднодоступных районах Севера, не позволили перейти на крупносерийное производство ГПА нового поколения. Несмотря на это, применение данных газоперекачивающих агрегатов позволяло поддерживать экономику СССР путем их установки на экспортные газопроводы
I
4. Монтаж ГТН-25 на КС газопровода Уренгой-Помары-Ужгород [9]
I
для транспорта газа, предназначенного европейским потребителям.
В свою очередь, в 1983 году на Уральском турбомоторном заводе начато изготовление газоперекачивающих агрегатов ГТН-25-1. Несмотря на меньшее количество выпущенных агрегатов, их преимуществом являлся больший КПД по сравнению с ГПА аналогичной мощности производства Невского завода (31% против 25%). Рост мощности в ГТН-25-1 по сравнению с предыдущими агрегатами завода был достигнут в первую очередь повышением параметров цикла и лишь на 15% - увеличением производительности одно-каскадного компрессора. Такие результаты обеспечены развитием резервов конструкции. Увеличение производительности и степени повышения давления в компрессоре получено путем одновременного изменения углов установки лопаток нескольких первых ступеней и частоты вращения ротора. Впоследствии завод переквалифицировался на производство паровых турбин для парогазовых энергоблоков, конденсационных и теплофикационных турбин для паросиловых установок, судовых турбин для кораблей с атомной энергоустановкой.
Тяжелая экономическая ситуация в стране в конце 1980-х - начале 1990-х годов повлекла за собой сокращение производства военной авиационной и судовой техники, что существенно повысило возможности использования высокого научно-технического и производственного потенциала отечественных предприятий оборонной промышленности для оснащения магистральных газопроводов новым прогрессивным оборудованием, основу которого составили конвертированные авиационные и судовые газотурбинные
Таблица 3
Технические характеристики ГПА, выпущенных в 1990-е годы
Степень
Начало Производительность сжатия Мощность
Агрегат производства, нагнетателей, газовых установки, КПД
год млн м3/сут компрессо- кВт
ров
ГПА-12 «Урал» 1996 26,2 1,23 12 34
ГПА-16 «Волга»
1998
33...37
1,3___1,5
16
29...38
I 5. ГПА-16 «Волга»
приводы, что не могло быть реализовано без поддержки государства путем заключения программ долгосрочного сотрудничества. Подобные программы в 1990-х годах были направлены на развитие ключевых машиностроительных предприятий Пермской области (1994) [10], Республики Татарстан (1995). Результатом их деятельности стало появление таких газотурбинных установок, как ГПА-12 «Урал» (ОАО НПО «Искра», г. Пермь), ГПА-16 «Волга» (фото 5) (ОАО «Казанское моторостроительное производственное объединение» [11], г. Казань). Технические характеристики агрегатов, выпущенных на данных предприятиях, представлены в табл. 3.
С 2000 года в ПАО НПО «Искра» производятся ГПА-16 (рис. 4) и ГПА-25 «Урал» мощностью 16 и 25 МВт соответственно [12]. Производство газоперекачивающих агрегатов, в состав которых входят центробежные нагнетатели собственного производства и турбины производства ОАО «Пермский моторостроительный завод», позволяет
использовать производственные мощности страны без привлечения заграничных технологий с целью экономически выгодного использования продукции промышленных производств на экспортных газопроводах. Так, данные газоперекачивающие агрегаты в 2011-2012 годах были установлены на КС «Шекснинская» и КС «Бабаевская», расположенных на Североевропейском газопроводе. Данные компрессорные станции используются для поддержания давления в газопроводе до КС «Портовая», где установлено шесть ГПА мощностью 52 МВт и два ГПА мощностью 27 МВт иностранного производства, для транспортирования газа по морскому экспортному магистральному газопроводу «Северный поток», протяженность которого составляет 1224 км, что позволяет обеспечить потребности европейских потребителей.
Другим примером, где на компрессорных станциях используются вышеперечисленные газоперекачивающие агрегаты, является магистральный газопровод Бованенково-Ухта. Особенностью данного газопровода является наличие ГПА-32 «Ладога» (фото 6) - единственного газоперекачивающего агрегата мощностью 32 МВт отечественного производства. Его КПД составляет 36%, а эмиссия вредных выбросов - не более 18 ppm, что считается весьма экологичным. Использование подобного типа ГПА на компрессорных станциях за счет высокой технологичности повышает энергоэффективность работы магистрального газопровода в целом [13].
Производство ГПА-32 «Ладога» началось на Невском заводе в конце нулевых годов: в 2007 г. «РЭП Холдинг», в состав которого входит Невский завод, приобрел у компании GE Oil & Gas лицензии на локализацию и производство стационарной газотурбинной установки MS5002E, которая была локализована в полном объеме в 2012 году. [14]. В конце 2011 года испытания агрегата были успешно завершены [15]. Впервые данный тип ГПА был установлен на газопроводе Бованенково-Ухта (КС «Интинская», КС «Сынинская», КС «Чикшинская», КС «Малоперанская») с
Рис. 4. Схема ГПА-16 «Урал»: 1 - система вентиляции турбоблока; 2 - система отвода выхлопных газов; 3 - система охлаждения трансмиссии и ГТУ; 4 - турбоблок; 5 - контейнер турбоблока; 6 - воздухозаборная система; 7 - система маслообеспечения ГТУ; 8 - система маслообеспечения нагнетателя; 9 - блок обеспечения; 10 - система электрообогреватурбоблока; 11 -блок управления; 12 - дренажная система; 13 - газовая система; 14 - система подогрева циклового воздуха
вводом в эксплуатацию в 2013 году. Использование данных газоперекачивающих агрегатов также может считаться экономически и стратегически эффективным ввиду его ключевой роли в расширении поставок газа с Ямала в газопроводы Ухта-Торжок (где установлены модифицированные версии ранее упомянутого ГПА-25 «Урал»), а также «Северный поток - 1» и «Северный поток - 2».
Подробно распределение новых типов ГПА отечественного производства на компрессорных станциях построенных в XXI веке магистральных газопроводов представлено в табл. 4.
Также применение ГПА-32 «Ладога» предусмотрено на Амурском ГПЗ, запуск которого состоялся 9 июня 2021 года [16]. Контракт на поставку 12 ГПА-32 «Ладога» для шести технологических линий Амурского ГПЗ был подписан в конце 2017 года [17]. Амурский газоперерабатывающий завод после выхода на полную мощность станет одним из крупнейших в мире предприятий по переработке природного газа. Завод является важным звеном технологической цепочки поставок природного газа в Китай по газопроводу «Сила Сибири».
Технические характеристики ГПА-32 «Ладога» представлены в табл. 5.
Повышение технического уровня ГПА на современном этапе связано с перепрофилированием газотурбинных двигателей, применяющихся в авиации и на морском флоте, для газовой промышленности и их внедрением как взамен устаревших, так и при строительстве новых компрессорных станций [12]. Эффективный КПД таких приводных двигателей отечественного производства достигает 38%. Экономия топливного газа на компрессорных станциях, оснащаемых газотурбинными двигателями, за счет их более высокого КПД составляет до 100 млн м3 в год.
Таким образом, освоение технологий на промышленных предприятиях России по усовершенствованию технических и конструктивных характеристик газоперекачивающих агрегатов позволяет России быть одним из ключевых игроков на мировом рынке транспорта без ущерба для собственных потребителей в лице граждан и промышленного комплекса страны. В контексте потенциального усиления экономических отношений в области транспорта газа между Россией и Китаем, а также странами Европы необходимо закрепить полученный опыт и поддерживать ключевые производственные предприятия.
Расход топливного газа, кг/с
■ 6. ГПА-32 «Ладога.
Таблица 4
Использование новых отечественных типов ГПА на КС построенных в XXI веке магистральных газопроводов
Тип ГПА Тип двигателя Место установки Кол-во
Североевропейский газопровод, 2011-2012 годы
ГПА-16 «Урал» ПС-90ГП2 КС «Шекснинская» 4
ГПА-25 «Урал» ПС-90ГП25 КС «Бабаевская» 4
СРТО - Торжок, 2012 год
ГПА-16М-11 «Урал» ПС-90ГП2 КС «Синдор» 5
Бованенково-Ухта, 2012-2013 годы
ГПА-16-07 «Урал» ПС-90ГП2 КС «Байдарацкая» 6
КС «Ярынская» 5
ГПА-25М-02 «Урал» ПС-90ГП25 КС «Гагарацкая» 5
КС «Усинская» 5
ГПА-25М-03 «Урал» НК-36СТ КС «Воркутинская» 5
КС «Интинская» 4
ГПА-32 «Ладога» 1Ж50002Е КС «Сынинская» 4
КС «Чикшинская» 4
КС «Малоперанская» 4
I
Таблица 5
Технические характеристики ГПА-32 «Ладога»
Наименование параметра ГПА-32 ГПА-32-02 ГПА-32-03
Номинальная мощность на муфте привода в станционных условиях, МВт, не менее 31,2
Производительность объемная, приведенная к нормальным условиям (0,1013 МПа, 20 °С), млн м3/сут 78,9 62,0 66,0
Эффективный коэффициент полезного действия ГТУ при работе на номинальной мощности в станционных условиях, %, не менее 36,0
Номинальное абсолютное рабочее давление газа на выходе из ЦБН, МПа 11,86 7,45 7,45
Степень сжатия 1,4 1,44 1,38
Номинальная частота вращения ротора силовой турбины ГТУ 5714
1,78
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мельников Н.В. Минеральное топливо. Технико-экономический очерк развития топливной промышленности СССР и использования топлива. М.: Недра, 1971. 216 с.
2. Седых А.Д. Первые газопроводы в России // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2015. № 4. С. 51-54.
3. Волынец А.Н. XX съезд: «Надо покаяться...». URL: https://tass.ru/opinions/10679297 (дата обращения 11.09.2021).
4. Котляр И.Я., Пиляк В.М. Эксплуатация магистральных газопроводов. Л.: Недра, 1967. 248 с.
5. Бармин С.Ф., Васильев П.Д., Магазаник Я.М. Компрессорные станции с газотурбинным приводом. Л.: Недра, 1968. 280 с.
6. Храпач Г.К. Машинист компрессорной станции. М.: Недра, 1966. 346 с.
7. История АО «Невский завод». URL: https://www.reph.ru/about/enterprise/nevskij_zavod/history/ (дата обращения 12.09.2021).
8. Грибов Р.В. Исторические аспекты производства газоперекачивающего оборудования и обеспечение энергетической безопасности // Экономическая безопасность и качество. 2018. № 3 (32). С. 57-61.
9. Кличенко Б. Монтаж газоперекачивающего агрегата ГТН-25. Компрессорная станция экспортного трубопровода Уренгой-Помары-Ужгород. URL: https://visualrian.ru/hier_rubric/photo_historic/452122.html?period=1980 (дата обращения 09.09.2021).
10. Стругов М. Когда есть хочется, мозги работают лучше (интервью с генеральным конструктором НПО «Искра» М. Соколовским). URL: https://www.kommersant.ru/doc/4302346 (дата обращения 10.09.2021).
11. Казанское моторостроительное производственное объединение. История. URL: http://www.kmpo.ru/about/ history (дата обращения 08.09.2021).
12. Ваняшов А.Д., Кабаков А.Н., Кононов С.В. Состояние и основные направления модернизации газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов // Омский научный вестник. 2003. № 1. С. 41-48.
13. Аксютин О.Е., Ишков А.Г., Хворов Г.А., Акопова Г.С. Реализация потенциала энергосбережения в магистральном транспорте газа ПАО «Газпром» // Газовая промышленность. 2017. № 1 (750). С. 52-58.
14. Дятел Т. Газотурбинная установка — одно из самых сложных технических устройств, созданных в XX веке (интервью с главным конструктором ЗАО «РЭП Холдинг» С. Ерохиным). URL: https://www.kommersant.ru/ doc/2497146 (дата обращения 10.09.2021).
15. Успешно завершены испытания ГПА-32 «Ладога». URL: https://www.gazprom.ru/press/news/2011/august/ article117435/ (дата обращения 05.09.2021).
16. Амурский газоперерабатывающий завод запущен в работу. URL: https://www.gazprom.ru/press/news/2021/ june/article530765/ (дата обращения 15.09.2021).
17. ГПА-32 «Ладога» успешно прошли комплексные испытания на второй линии Амурского ГПЗ. URL: https:// www.reph.ru/press-center/news/7309/(дата обращения 15.09.2021).
REFERENCES
1. Mel'nikov N.V. Mineral'noye toplivo. Tekhniko-ekonomicheskiy ocherk razvitiya toplivnoy promyshlennosti SSSR i ispol'zovaniya topliva [Mineral fuel. A technical and economic sketch of the development of the USSR fuel industry and the use of fuel]. Moscow, Nedra Publ., 1971. 216 p.
2. Sedykh A.D. The first gas pipelines in Russia. Transport ikhraneniye nefteproduktoviuglevodorodnogo syr'ya, 2015, no. 4, pp. 51-54 (In Russian).
3. Volynets A.N. XX s»yezd: «Nado pokayat'sya...» (XX Congress: «We must repent ...») Available at: https://tass.ru/ opinions/10679297 (accessed 11 September 2021).
4. Kotlyar I.YA., Pilyak V.M. Ekspluatatsiya magistral'nykh gazoprovodov [Operation of main gas pipelines]. Leningrad, Nedra Publ., 1967. 248 p.
5. Barmin S.F., Vasil'yev P.D., Magazanik YA.M. Kompressornyye stantsii s gazoturbinnym privodom [Compressor stations with gas turbine drive]. Leningrad, Nedra Publ., 1968. 280 p.
6. Khrapach G.K. Mashinist kompressornoy stantsii [Compressor station operator]. Moscow, Nedra Publ., 1966. 346 p.
7. Istoriya AO «Nevskiy zavod» (History of Nevsky Zavod JSC) Available at: https://www.reph.ru/about/enterprise/ nevskij_zavod/history/ (accessed 12 September 2021).
8. Gribov R.V. Historical aspects of the production of gas pumping equipment and ensuring energy security. Ekonomicheskaya bezopasnost i kachestvo, 2018, no. 3 (32), pp. 57-61 (In Russian).
9. Klichenko B. Montazh gazoperekachivayushchego agregata GTN-25. Kompressornaya stantsiya eksportnogo truboprovoda Urengoy - Pomary - Uzhgorod (nstallation of the GTN-25 gas-pumping unit. Compressor station of the export pipeline Urengoy - Pomary - Uzhgorod) Available at: https://visualrian.ru/hier_rubric/photo_historic/452122. html?period=1980 (accessed 09 September 2021).
10. Strugov M. Kogda yest khochetsya, mozgi rabotayut luchshe (interv'yu s general'nym konstruktorom NPO «Iskra» M. Sokolovskim) (When you feel hungry, brains work better (interview with M. Sokolovsky general designer of Iskra NPO)). Available at: https://www.kommersant.ru/doc/4302346 (accessed 10 September 2021).
11. Kazanskoye motorostroitel'noye proizvodstvennoye ob"yedineniye. Istoriya (Kazan engine-building production association. History) Available at: http://www.kmpo.ru/about/history (accessed 08 September 2021).
12. Vanyashov A.D., Kabakov A.N., Kononov S.V. State and main directions of modernization of gas-pumping units of compressor stations of main gas pipelines. Omskiy nauchnyy vestnik, 2003, no. 1, pp. 41-48 (In Russian).
13. Aksyutin O.Ye., Ishkov A.G., Khvorov G.A., Akopova G.S. Realization of the energy saving potential in the main gas transport of Gazprom PJSC. Gazovaya promyshlennost', 2017, no. 1 (750), pp. 52-58 (In Russian).
14. Dyatel T. Gazoturbinnaya ustanovka — odno iz samykh slozhnykh tekhnicheskikh ustroystv, sozdannykh v XX veke (interv'yu s glavnym konstruktorom ZAO «REP Kholding» S. Yerokhinym) (Gas turbine plant - one of the most complex technical devices created in the XX century (interview with S. Erokhin the chief designer of REP Holding JSC)). Available at: https://www.kommersant.ru/doc/2497146 (accessed 10 September 2021).
15. Uspeshno zaversheny ispytaniya GPA-32 «Ladoga» (The tests of the Ladoga GPU-32 have been successfully completed) Available at: https://www.gazprom.ru/press/news/2011/august/article117435/ (accessed 05 September 2021).
16. Amurskiy gazopererabatyvayushchiy zavod zapushchen v rabotu (The Amur Gas Processing Plant was put into operation) Available at: https://www.gazprom.ru/press/news/2021/june/article530765/ (accessed 15 September 2021).
17. GPA-32 «Ladoga» uspeshno proshli kompleksnyye ispytaniya na vtoroy linii Amurskogo GPZ (Ladoga GPA-32 successfully passed comprehensive tests on the second line of the Amur GPP) Available at: https://www.reph.ru/ press-center/news/7309/ (accessed 15 September 2021).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ / INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Хасанов Ильнур Ильдарович, к.т.н., доцент кафедры транспорта и хранения нефти и газа, Уфимский государственный нефтяной технический университет.
Шакиров Руслан Азатович, аспирант, Уфимский государственный нефтяной технический университет. Жильцова Анастасия Юрьевна, магистрант кафедры транспорта и хранения нефти и газа, Уфимский государственный нефтяной технический университет.
Каширина Дарья Алексндровна, магистрант кафедры транспорта и хранения нефти и газа, Уфимский государственный нефтяной технический университет.
Ilnur I. Khasanov, Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of the Department of Transport and Storage of Oil and Gas, Ufa State Petroleum Technological University.
Ruslan A. Shakirov, Postgraduate Student, Ufa State Petroleum Technological University.
Anastasiya YU. Zhiltsova, Master Student of the Department of Transport andStorage of Oil and Gas, Ufa State Petroleum Technological University. Darya A. Kashirina, Master Student of the Department of Transport andStorage of Oil and Gas, Ufa State Petroleum Technological University.
