На компрессорной станции «Чайковская» завершились приёмочные испытания двигателя ПС-90ГП-2М с малоэмиссионной камерой сгорания (МЭКС). Как показали испытания, количество вредных выбросов в атмосферу от ГТУ сократилось до необходимого уровня, обозначенного в технических условиях.
Целью приемочных испытаний была окончательная проверка и подтверждение соответствия двигателя ПС-90ГП-2М с малоэмиссионной камерой сгорания требованиям технических условий, а также проверка соответствия требованиям техники безопасности и принятие решения о возможности промышленного производства.
Приемочную комиссию возглавил заместитель начальника отдела Департамента ПАО «Газпром» Антон Дубоносов, в состав комиссии вошли представители ООО «Газпром трансгаз Чайковский», ООО «Газпром ВНИИГАЗ», АО «ОДК», АО «ОДК-Авиадвигатель».
Зачем нужна новая камера сгорания?
Двигатель газоперекачивающего агрегата, как и любой двигатель внутреннего сгорания, в процессе работы сжигает топливо. Этим топливом является природный газ. В ходе сгорания газа образуются вредные вещества – оксиды азота (NOx) и углерода (СО), которые неизбежно попадают в атмосферу.
В последние десятилетия по всему миру формируется тенденция бережного отношения к окружающей среде. ПАО «Газпром» также стремится сократить негативное воздействие на природу. Это и стало одной из причин доработки газотурбинной установки (ГТУ). В конструкцию, зарекомендовавшего себя двигателя ПС-90ГП-2, внесены изменения — установлена малоэмиссионная камера сгорания.
Двигатель ПС-90ГП-2 мощностью 16 мегаватт разработан и производится в Пермском крае. Его разработчик – АО «ОДК-Авиадвигатель», производитель – АО «ОДК-Пермские моторы».
При производстве малоэмиссионнной камеры сгорания производителями были применены новейшие решения.
КС «Чайковская» — площадка для испытаний
Проведению испытаний двигателя ПС-90ГП-2М с малоэмиссионной камерой сгорания предшествовала огромная подготовительная работа в Чайковском ЛПУМГ.
ГПА с модернизированным двигателем должен был работать в составе КЦ № 2, который имел общий блок подготовки топливного, пускового и импульсного газа (БПТПГ) с КЦ № 3. Говоря простым языком, на два цеха с разными типами ГПА топливный газ поступал под одинаковым давлением 2,5 МПа (мегапаскаля). Это было приемлемо для авиадвигателей НК-16СТ, установленных в ГПА третьего цеха. Для более устойчивой работы малоэмиссионной камеры сгорания двигателя ПС-90ГП-2М требуется давление топливного газа не ниже 3,0 МПа. Поэтому в феврале 2020 года на КЦ № 2 КС «Чайковская» началось разделение блока подготовки топливного, пускового и импульсного газа на две величины давления топливного газа. Осенью два цеха уже работали на разном давлении.
Предварительные испытания
В марте 2021 года в Чайковском ЛПУМГ были проведены предварительные испытания двигателя ПС-90ГП-2М с МЭКС, в ходе которых произведены замеры теплотехнических характеристик, уровня эмиссии оксидов азота и углерода, уровней шума и вибрации и т.д. Работники Чайковского ЛПУМГ непрерывно следили за показателями двигателя, документируя свои предложения и замечания.
Предварительные испытания показали, что задача по снижению вредных выбросов была выполнена, другие показатели также находились в заявленных пределах. Замечания и предложения эксплуатирующего персонала вместе с результатами первых испытаний были направлены разработчикам камеры сгорания – АО «ОДК-Авиадвигатель».
Приёмочные испытания
По результатам приемочных испытаний определено, что теплотехнические характеристики двигателя (мощность, эффективный КПД) с МЭКС соответствуют требованиям технических условий.
Экологические характеристики, а именно концентрация оксидов азота (NOx) и оксида углерода (СО) на режимах от 70% до 100% от номинальной мощности также соответствует требованиям технических условий: NOx ≤ 50 мг/м3, СО ≤ 100 мг/м3.
В конечном счете двигатель с МЭКС позволит существенно снизить количество вредных выбросов.
Члены приемочной комиссии — представители ПАО «Газпром», ООО «Газпром трансгаз Чайковский», ООО «ВНИИГАЗ», АО «ОДК-Авиадвигатель», АО «ОДК» подписали акт о завершении приемочных испытаний и рекомендовали присвоить конструкторской документации на двигатель ПС-90ГП-2М с МЭКС литеру «01», также рекомендовали внедрение газотурбинной установки ГТУ-16ПМ и двигателя ПС-90ГП-2М с малоэмиссионной камерой сгорания для серийного производства и эксплуатации в составе агрегатов для привода нагнетателей и турбогенераторов. Кроме того, комиссия рекомендовала АО «ОДК-Авиадвигатель» разработать план мероприятий по повышению КПД двигателей ПС-90ГП-2М.
В настоящее время работы по внедрению малоэмиссионной камеры сгорания продолжаются на КС «Игринская» Воткинского ЛПУМГ. Здесь до конца текущего года планируется смонтировать, а в следующем году провести приемочные испытания ГТУ мощностью 25 МВт, оснащенной малоэмиссионной камерой сгорания.
Дмитрий Акулов
Александр Шилов
