Тренд на экологичное производство

На компрессорной станции «Чайковская» ООО «Газпром Трансгаз Чайковский» завершились приемочные испытания двигателя ПС-90ГП-2М с малоэмиссионной камерой сгорания. Как показали испытания, количество вредных выбросов в атмосферу от газотурбинной установки (далее 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».

Для чего нужна новая камера сгорания?

Двигатель газоперекачивающего агрегата (далее ГПА), 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 ГТУ. В конструкцию зарекомендовавшего себя двигателя ПС-90ГП-2  внесены изменения — установлена малоэмиссионная камера сгорания. 
Двигатель ПС-90ГП-2 мощностью 16 МВт создан и производится в Пермском крае. Его разработчик — АО «ОДК-Авиадвигатель», производитель — АО «ОДК-Пермские моторы». 
При изготовлении малоэмиссионнной камеры сгорания производителями были применены новейшие решения. 

Компрессорная станция «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 компрессорного цеха (далее 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. 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 г. на КЦ № 2 компрессорной станции «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 г. в Чайковском ЛПУМГ были проведены предварительные испытания двигателя ПС-90ГП-2М с малоэмиссионной камерой сгорания, в ходе которых  произведены замеры теплотехнических характеристик, уровня эмиссии оксидов азота (NOx) и углерода (CO), 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».

Приемочные испытания

По результатам приемочных испытаний определено, что теплотехнические характеристики двигателя (мощность, эффективный КПД) с малоэмиссионной камерой сгорания соответствуют требованиям технических условий.
Экологические характеристики, а именно концентрация оксидов азота (NOx) и углерода (СО) на режимах от 70 % до 100 % от номинальной мощности также соответствуют требованиям технических условий: 
NOx ≤ 50 мг/м³, СО ≤ 100 мг/м³. 
В конечном счете двигатель с малоэмиссионной камерой сгорания 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 малоэмиссионной камерой сгорания литеру «01», также рекомендовали внедрение  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 компрессорной станции «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 

Пермский край, г. Чайковский, Приморский бульвар, д. 30, тел.: (34241) 3-36-83, факс: (34241) 6-03-74, e-mail: 24310@ptg.gazprom.ru, сайт: www.tchaikovsky-tr.gazprom.ru