ГТЭС «Трудовая» в Крыму: манёвренная генерация на базе агрегатов ГТА-25

Газотурбинная электростанция «Трудовая» мощностью 135 мегаватт строится под Симферополем как дополнительный манёвренный резерв покрытия пиковых нагрузок в энергосистеме Крыма, где рост потребления и ввод инфраструктурных объектов требуют дополнительных мощностей. По проекту на ТЭС будет смонтировано шесть агрегатов ГТА‑25, оснащённых индустриальными двигателями ПС‑90ГП‑25 с номинальной мощностью 22,5 МВт и КПД 36,7 %. Об этом сообщает пресс-служба Объединённой двигателестроительной корпорации.

Агрегат ГТА-25 включает газотурбинную установку, редуктор, синхронный генератор и комплект вспомогательных систем. Блочно-модульный подход с высокой заводской готовностью уменьшает объём работ, выполняемых непосредственно на площадке. Основная сборка и заводские проверки проходят в Перми на «ОДК-Авиастроитель», а монтаж на объекте ограничивается стыковкой блоков и вводом в эксплуатацию.

Такая технология монтажа сокращает сроки строительства и упрощает логистику. Благодаря стандартным габаритам модулей проектировщик использует заранее рассчитанные схемы размещения, а монтажники работают по установленным точкам вывода газовых, масляных и электрических магистралей. В результате уменьшается количество индивидуальных подгонок, сокращаются пусконаладочные операции, а коммуникации собираются как набор унифицированных секций.

«Применение ГТА-25, например на ТЭЦ ‘Сакская’ показало преимущества блочно-модульных быстровозводимых решений с высокой степенью автоматизации. Ключевой особенностью новой электростанции станет её манёвренность – она будет работать в простом цикле, обеспечивая оперативное включение в сеть в часы максимального потребления для покрытия пиковых нагрузок», – говорится в сообщении ОДК.

Модульная концепция ГТА-25 предусматривает возможность последующего её перевода на парогазовый цикл с повышением электрической эффективности и приростом установленной мощности. Тепловая энергия выхлопных газов ПС-90ГП-25 позволяет интегрировать котлы-утилизаторы и паровую часть без переработки основного газотурбинного оборудования.

Источник: «ОДК-Авиадвигатель» / https://www.aviationunion.ru/upload/konkurs/2015/1/Nom_1_A_Dv.pdf
1. Устройство забора атмосферного воздуха
2. ГТЭ-25ПА
3. Водогрейный/паровой котел
4. Редуктор
5. Циркуляционные насосы
6. Генератор
7. АБХМ (абсорбционные бромистолитиевые холодильные машины)
8. Градирня АБХМ
9. Паровая турбина
10. Дистилляционная обессоливающая установка

При добавлении паровой турбины и соответствующей теплофикационной обвязки суммарный коэффициент использования топлива превышает восемьдесят пять процентов, а фактическая выработка станции возрастает за счёт использования энергии, которая в простом цикле теряется в атмосферу. Конструктивные зазоры по площадке и резерв по тепловой схеме заложены в проект изначально, что упрощает модернизацию и позволяет выполнить её без длительного вывода агрегатов из эксплуатации.

ТЭЦ будет работать на природном газе и сухом отбензиненном газе, характеристики которых соответствуют требованиям ГОСТ 5542-87. Такое топливо обеспечивает стабильную теплотворную способность, позволяет выдерживать нормативы по выбросам и совместимо с существующей газотранспортной инфраструктурой региона.

Двухвальный индустриальный двигатель ПС‑90ГП‑25А со свободной турбиной создан на базе газогенератора авиационного двигателя ПС‑90А2. Использование авиационной платформы позволяет применять проверенные по ресурсу решения горячей части и аэродинамики компрессоров низкого и высокого давления.

Для понижения температуры горения топлива и снижения концентраций оксидов азота применяется экологический впрыск воды в камеру сгорания двигателя ПС‑90ГП‑25А. Вода подаётся в зону горения вместе с топливом или отдельно, испаряется в высокотемпературном потоке и отбирает часть тепловой энергии факела, тем самым уменьшая пиковую температуру, при которой интенсивно формируются термические NOx.

Технология впрыска удерживает эмиссию оксидов азота на уровне менее 50 мг/нм³ (миллиграмм на нормальный кубический метр) – современные требования к малотоксичным газотурбинным установкам на природном газе и вписывается в действующие отраслевые нормативы, включая корпоративные стандарты и методические документы для ТЭС и газотурбинных станций.​ Для достижения такого уровня эмиссии необходимо точно выдерживать соотношение «вода/топливо» и обеспечить стабильное качество подпиточной воды (обессоливание, деионизация), поскольку наличие примесей ведёт к отложениям и коррозии элементов горячего тракта, а также к деградации ресурса камеры сгорания и турбины.

Эксперты энергетики и рационального природопользования отмечают, что правильно отстроенный режим впрыска позволяет значительно сократить выбросы оксидов азота (NOx) по сравнению с «сухим» диффузионным горением, но требует согласования с системой регулирования подачи газа, чтобы не допустить чрезмерного охлаждения факела и роста доли оксида углерода и несгоревших углеводородов.

В Госкорпорации «Ростех» отметили, что в 2024 году на полную мощность были запущены ТЭС «Ударная» в Краснодарском крае, а ранее в Крыму – «Таврическая» и «Балаклавская» ТЭС. «Новая ГТЭС на полуострове обеспечит ещё большую выработку электроэнергии для Юга России, что снизит энергодефицит, даст импульс комплексному развитию региона, позволит возвести новые объекты», – заявили в Ростехе.

Крымский полуостров находится в сейсмически активной зоне, а энергоблоки ГТА-25 рассчитаны на землетрясения до семи баллов по шкале MSK-64 без специальных технических мероприятий. В условиях переменной нагрузки и работы в качестве оперативного резерва «Трудовая» поддержит стабильное энергоснабжение региона. Риск перебоев в подаче электроэнергии для населения и предприятий снизится до минимального уровня, а промышленность и туристическая сфера получат гарантированное энергоснабжение. В целом новая газотурбинная электростанция минимизирует риск дефицита энергии и повысит надёжность работы энергосистемы региона.

Артём Кириллов