О.А. Шестаков - ООО «ТМХ Энергетические решения»
На Коломенском заводе в составе компании «ТМХ Энергетические решения» освоено серийное производство новых отечественных газопоршневых электростанций. Это вносит существенный вклад в развитие российского рынка распределенного производства энергии.
Когенерационная электростанция на базе двух блоков ЭГПК-9 была установлена на Коломенском заводе в 2023 году. ГПУ-ТЭС синхронизирована с внешней сетью и может работать без экспорта электрической энергии, обеспечивая заводские цеха электричеством и теплом.
Использование энергоблоков позволяет снижать потребление из внешней сети и сокращать расходы предприятия на электроэнергию. Расчетная себестоимость производимой ЭГПК-9 электроэнергии ниже доступного сетевого тарифа. Одна установка способна производить 900 кВт электроэнергии и 1100 кВт тепла.
По суммарному объему производства тепла две станции смогут полностью обеспечить Коломенский завод горячей водой. Срок окупаемости проекта – менее пяти лет, срок службы оборудования составляет 20 лет. Причем он может быть продлен при условии дефектации состояния всех узлов и замены их новыми.
Создание газопоршневых электростанций ЭГПК-9 стало возможным благодаря отечественному двигателю-генератору 1-9ГМГ, разработанному специалистами Инжинирингового центра двигателестроения (ИЦД) «ТМХ» и Коломенского завода. Конструкторы приступили к работе над газовым двигателем еще в 2005 году, и за прошедший с тех пор период разработан модельный ряд двигателей-генераторов 6ГМГ, 8ГМГ и 9ГМГ.
В развитие перспективного направления создания оборудования для распределенного производства энергии, в 2022 году конструкторы ИЦД «ТМХ» разработали газопоршневой двигатель-генератор 1-9ГМГ. Он предназначен для стационарных и блочных электростанций различного исполнения, которые могут использоваться в качестве основных и резервных источников электро- и теплоснабжения на промышленных предприятиях и объектах народного хозяйства.
Газовые двигатели Коломенского завода имеют ряд преимуществ перед иностранными аналогами. Так, унификация деталей и узлов 1-9ГМГ (до 70%) с дизельными двигателями типа Д49 обеспечивает высокую ремонтопригодность двигателя-генератора, низкую стоимость обслуживания и запасных частей. Применение системы распределенной подачи топливного газа по цилиндрам двигателя гарантирует более высокие показатели приемистости по сравнению с иностранными двигателями с внешней подачей газа.
При испытаниях на автономную нагрузку газопоршневой двигатель-генератор 1-9ГМГ обеспечивает наброс нагрузки (единовременное разовое увеличение нагрузки) до 30% от номинальной мощности, а выход на 100%-ю нагрузку в 900 кВт происходит в четыре ступени. Коломенский газопоршневой двигатель на 90% состоит из отечественных комплектующих. Все его основные компоненты: блок цилиндров, цилиндропоршневая группа, коленчатый вал, распределительный вал, рама двигателя и др. – производятся на предприятиях АО «ТМХ». Отдельные узлы, такие как турбокомпрессоры, масляные и топливные фильтры, системы контроля и управления двигателем, закупаются у квалифицированных российских поставщиков.
Газопоршневой двигатель-генератор 1-9ГМГ может поставляться как отдельно для установки в здании, так и в блок-контейнерном исполнении полной заводской готовности. В базовом варианте агрегата топливом для него является природный газ, при доработке конструкции возможно применение попутного нефтяного газа или биогаза.
Система управления двигателя-генератора обеспечивает его работу как параллельно с сетью, так и в островном режиме, в том числе вместе с другими агрегатами. Эффект от применения многоагрегатных станций, работающих синхронно, обусловлен графиком нагрузки потребления, возможностью подключать/ отключать дополнительные агрегаты при повышении или снижении нагрузки для обеспечения минимального расхода топлива и надежного энергоснабжения потребителя.
Квалифицированные заводские специалисты проводят монтажные и пусконаладочные работы на месте установки двигателя-генератора. Гарантийный срок эксплуатации агрегата составляет 18 месяцев с момента его ввода (или 24 месяца со дня отправки с завода) либо 10 тыс. часов наработки (в пределах указанного выше срока), что является показателем высокой надежности: не все производители зарубежных аналогов могут предоставить такую гарантию, да и в целом обеспечить в текущих условиях необходимый уровень сервиса.
При поставке оборудования Коломенский завод может предложить своим заказчикам не только выполнение пусконаладочных работ, но и дальнейшее техническое обслуживание двигателя и поставку оригинальных запасных частей собственного производства. Ремонтные бригады имеют большой опыт подготовки двигателей-генераторов к эксплуатации, технического обслуживания, капитального ремонта непосредственно на площадке заказчика.
Показатели работы двигателей в эксплуатации, внеплановые простои, неисправности, выявленные в ходе проведения технического обслуживания, тщательно анализируются специалистами сервисной службы и конструкторскими подразделениями для совершенствования и улучшения потребительских характеристик газопоршневых агрегатов. По согласованию с заказчиками, возможно внесение новых технических решений в конструкцию с внедрением их в эксплуатируемые газопоршневые агрегаты, с сохранением гарантийных обязательств.
Помимо совершенствования существующих агрегатов и улучшения их эксплуатационных характеристик, ведутся работы по созданию новых образцов газопоршневых установок с увеличением мощности до 2000…2200 кВт за счет применения форкамерно-факельного воспламенения топливной смеси. О наличии спроса на такие агрегаты можно судить по уже имеющимся запросам со стороны ряда крупных заказчиков.
В дальнейшем планируется создание газопоршневого агрегата мощностью до 4000 кВт на базе двигателя Д500. Реализация этих перспективных проектов позволит компании ТМХ выйти на российский топливно-энергетический рынок в сфере распределенной генерации при строительстве новых объектов и замене зарубежных решений качественными отечественными продуктами.
Опубликовано в журнале "Турбины и Дизели"