Как это работает. Газоперекачивающий агрегат

Фото: ПАО «Газпром»

Сегодня Ростех обеспечивает газоперекачивающим оборудованием большинство газотранспортных проектов в России. Одна из новейших разработок корпорации в этой сфере – газоперекачивающий агрегат ГПА-25. Данная установка включает в себя самые современные технологии газотурбинной отрасли.

Для чего нужны ГПА и как они устроены – в нашем материале.

Газоперекачивающий агрегат: начало пути

В 1920-х годах в России начались первые серьезные попытки разведки и промышленного использования месторождений природного газа. Однако, можно сказать, что настоящим стимулом для развития газовой отрасли стала Великая Отечественная война. В самый разгар военных действий, в 1942-1943 годах, в Саратове и Куйбышеве стали активно использовать природный газ в качестве топлива для эвакуированных сюда предприятий. Для этого наспех строились газопроводы. Например, всего за два месяца был открыт 160-километровый газопровод «Бугуруслан – Похвистнево – Куйбышев»,

Вскоре стало очевидно – необходимо быстрее провести газификацию столицы. Московские предприятия и население очень нуждались в топливе – используемые дрова, торф и мазут не могли покрыть все потребности столицы. Так в 1944 году было подписано постановление «О строительстве газопровода Саратов – Москва». Этот проект стал не только первым дальнемагистральным газопроводом в стране, но и одним из первых в мире. Столица стала получать 800 тыс. куб. метров «голубого топлива» в сутки, десятки тысяч московских квартир получили газ.

Первый дальнемагистральный газопровод потребовал от его создателей самоотверженного труда и решения сложнейших на тот момент конструкционных задач. В связи с протяженностью трассы (600 км) естественного давления газа, под которым он поступает из скважины, оказалось недостаточно. Как известно, при движении газа по трубопроводу его давление падает, пропускная способность газопровода снижается. Невозможно транспортировать газ на большие расстояния, рассчитывая только на естественное, так называемое пластовое, давление.

Бригадир Буц К. К. и гл. инженер монтажного участка Никаноров А. А. за проверкой монтажа генераторов. Газопровод Саратов-Москва. 1946 г. Фото Соколова / http://www.gazprom.ru/about/history/events/60years/

Для поддержания оптимального давления транспортируемого газа по трассе газопровода устанавливаются компрессорные станции, где газ компримируют. Главный элемент компрессорной станции – газоперекачивающий агрегат (ГПА). Это сложная энергетическая установка, задача которой повысить давление газа до нужной величины.

При строительстве газопровода Саратов – Москва использовались ГПА иностранного производства. Но уже совсем скоро стало ясно, что страна остро нуждается в отечественной газоперекачивающей технике. Первые советские ГПА появились в 1949 году – сначала на заводе в Горьком, затем производство ГПА мощностью 4 и 5 тыс. кВт было освоено на Невском заводе в Ленинграде. И это можно назвать первой волной импортозамещения в отрасли.

Новинки для транспортировки «голубого топлива»

Сегодня Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК) Госкорпорации Ростех поставляет газоперекачивающее оборудование для большинства крупнейших газопроводов России: «Северный поток – 1», «Северный поток – 2», «Турецкий поток», «Сила Сибири». При этом всего пятнадцать лет назад производство началось с нескольких типов агрегатов, среди которых были ГПА мощностью 4 и 6,3 МВт.

В 2011 году в серийное производство был запущен газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-25 мощностью 25 МВт. Спустя год первые восемь агрегатов данной модели были поставлены на компрессорные станции газопровода «Северный поток». Еще через год – шесть ГПА переданы для «Турецкого потока».

ГПА-16У. Фото: ПАО «Газпром»

В 2014 году ОДК начала производство первого унифицированного газоперекачивающего агрегата – ГПА-16У. Задача была не из легких – были проанализированы все отечественные газоперекачивающие агрегаты данного класса, и в результате удалось прийти к унификации. Такое решение позволяет сократить срок ввода компрессных станций от начала проектирования до сдачи почти на год. Как отмечают эксперты, это важно на фоне роста отрасли и необходимости быстрого ввода новых объектов в строй.

Опыт, полученный при создании ГПА-16У, помогает в разработке нового унифицированного газоперекачивающего агрегата блочно-модульного исполнения УГПА-16(25). Уникальность новинки заключается в том, что в составе агрегата можно применять различные типы газотурбинных двигателей производства предприятий корпорации – серии «ПС», «АЛ» и «НК», мощностью как 16 МВт, так и 25 МВт.

ГПА-25: образец высоких газотурбинных технологий

Газоперекачивающий агрегат ГПА-25 – одна из новейших разработок в модельном ряду ОДК. В его создании задействована кооперация компаний «ОДК-Газовые турбины», «ОДК-Пермские моторы» и «ОДК-Авиадвигатель».

Как во всех современных газоперекачивающих агрегатах, уровень автоматизации ГПА-25 позволяет работать ему без постоянного присутствия персонала. Что касается конструкционного устройства, то основными элементами можно назвать нагнетатель природного газа (компрессор) и его привод, всасывающее и выхлопное устройства, маслосистему, топливовоздушные коммуникации. Для транспортировки газа по магистральным газопроводам применяют ГПА с газотурбинными авиационными и судовыми, а также электрическими двигателями. Наиболее распространенным приводом является газотурбинный. В агрегатах ГПА-25 применяются газотурбинные двигатели ПС-90ГП-25 производства АО «ОДК – Пермские моторы», разработанный АО «ОДК-Авиадвигатель».

Газотурбинный модуль и нагнетатель ГПА-25. Фото: ОДК

Рабочий процесс ГПА-25, как любого современного газотурбинного агрегата, кратко можно описать следующим образом. Перекачиваемый газ по газопроводу поступает в центробежный нагнетатель, где происходит компримирование, затем подача его в магистральный газопровод. В качестве привода нагнетателя используется газотурбинный двигатель, в случае с ГПА-25 – это двигатель модели ПС-90ГП-25. Так от компрессорной станции по желтым трубам со скоростью примерно 10 метров в секунду течет полностью подготовленный для потребителей газ – очищенный, сжатый и охлажденный.

Весь ГПА выполняется в виде блочных конструкций – это набор из массивных блоков, весом 50-60 тонн каждый. В 2022-2023 годах ОДК поставит «Газпрому» 17 таких «гигантских конструкторов». Компания использует ГПА-25 для строительства компрессорных станций магистральных газопроводов «Южный поток» и «Северный поток».