Председателю Правления
ОАО «Газпром»
Миллеру А.Б.
Уважаемый Алексей Борисович!
В предыдущем открытом письме от имени наших организаций – ООО «Научный Центр «Керамические двигатели им.А.М.Бойко» и ООО НТЦ «Стекло и керамика» я подробно изложил историю их образования, цели, задачи, способы их решения и конкретные результаты, полученные за период их существования. Суть письма сводится к просьбе «не душить» наши малые научные предприятия (МНП) и дать возможность нам продолжать научную и исследовательскую работу в направлении: «Энергосбережения (ЭС), снижения энергоемкости и охраны окружающей среды при транспортировке природного газа и создания «Малой энергетики» в России, в том числе и для обеспечения собственных нужд ОАО «Газпром».
В материалах «Делового Петербурга»* сотрудники пресс-центра ОАО «Газпром» опубликовали ответ на наше письмо. В ответе, не разобравшись в сути решаемых нашими МНП проблем, эти «эксперты» безаппеляционно заявили: «Поддерживать отечественные МНП, не выпускающие конкурентоспособную продукцию, не следует!» Причем заявление выполнено ернически, в хамоватой форме.
МНП, в которых работает два десятка научных работников, не предназначено для выпуска даже мелкосерийной энергетической продукции, способной конкурировать с фирмами типа GE, Siemens, Capstone.
У нас иные задачи, продукцией наших МНП является:
- Создание новых высокотемпературных конструкционных керамических материалов (ККМ).
- Разработка технологических процессов изготовления, отбраковки деталей и сборки узлов ГТД, выполненных из ККМ. Большинство подобных изделий и процессов не имеет аналогов.
- Проектирование, изготовление, сборка и испытание моделей микроГТД, турбокомпрессоров и турбокомпрессоров-электрогенераторов, выполненных из ККМ.
- Важнейшей разработкой, способной обеспечить реальную защиту окружающей среды от токсичных выбросов, является создание универсальной керамической камеры сгорания, способной работать в составе ГТД мощностью от 1,0 до 35 МВт. Применение таких камер сгорания позволит существенно снизить количество токсичных газов, сбрасываемых в атмосферу и на десятилетия вперед решить проблему охраны окружающей среды, столь остро стоящую перед нашей газовой промышленностью и ОАО «Газпром» (см. Приложение 1).
ООО «Научный Центр «Керамические двигатели им. А.М.Бойко» и ООО НТЦ «Стекло и керамика», используя накопленный опыт и имеющиеся разработки, готовы принять активное участие в реализации программ ОАО «Газпром», направленных на устойчивое экологически ориентированное развитие газовой отрасли, и, тем самым, существенно уменьшить финансовые затраты на их эксплуатацию.

С уважением,
д.т.н., проф. А.В. Сударев
д.х.н., проф. В.Г. Конаков
Приложение 1
Расчет средневзвешенных значений токсичности выбросов выхлопных газов современных газотурбинных ГПА (ГГПА) компрессорных станций.
- Проблемы защиты окружающей среды, стоящие перед ОАО «Газпром», аналогичны тем, которые в течение 1988-2000 гг. решались в США, Японии и ряде европейских стран. Чтобы добиться необходимого результата (допустимые нормы вредных выбросов в этих странах более жесткие, чем в России (ГОСТ 28775-90)) в США было затрачено более $47 млн., а в Японии еще ~ в 3 раза больше.
- Пределы допустимых нормативов для ГГПА мощностью 2,6-25 МВт составляют 150-300*мг/м3. В действительности же при приемочных испытаниях показатели эмиссии выше и не отвечают заявленным в ТУ [1].
- Намеченное поэтапное сокращение токсичных выбросов NOx за счет применения малоэмиссионных камер сгорания: 2000 г. - 150мг/м3; 2005 г. - 80-100мг/м3; 2007 г. - 50 мг/м3 не подтверждаются при приемочных испытаниях. Поэтому для повышения качества производства российских ГТУ необходимо применять международные стандарты и участвовать в разработке стандартов серии ISO «Gas-turbines» [2].
- Как видно из таблицы 1, содержащей количество ГГПА конкретного типа с их максимальной наработкой и технические нормативы выбросов ГГПА [3], большинство ГГПА выполняют эти нормы «на пределе», что резко снижает их конкурентоспособность на мировом рынке.
- Средневзвешенные значения** составляют: СNOx15=297мг/нм3 и ССО15=409 мг/нм3, что намного выше предполагаемых (см. п.3).
- Исследования, связанные со сжиганием природного газа в камерах сгорания ГГПА и выбросами парниковых газов, позволили ООО «Научный Центр «Керамические двигатели им.А.М.Бойко»и ООО НТЦ «Стекло и керамика»:
- создать безусадочный высокотемпературный керамический конструкционный материал (ККМ) с неизменной прочностью в температурном диапазоне от 20 до 1350 ºC,
- разработать технологические процессы:
- изготовления из ККМ деталей для камер сгорания, турбин,
теплообменного оборудования ГПА (без использования алмазной
обработки);
- сборки и испытания керамических и гибридных узлов ГПА;
- выполнить теплогидравлические расчеты многомодульной керамической камеры сгорания;
- спроектировать, изготовить и испытать модуль керамическойкамеры сгорания.
- Применение многомодульной керамическойкамеры сгорания в составе любого ГПА даст возможность:
- на порядок сократить выбросы СО и NOx, что действительно необходимо, принимая во внимание, полученные средневзвешенные значения Сi токсичных выбросов ГГПА (п.5) и стоимость штрафов за подобные выбросы: NOx - 7,40 €/т; СО - 0,18 €/т [1].
Это будет содействовать реализации долгосрочной концепции ОАО «Газпром» «Энергосбережение и повышение экономической эффективности на 2011-2020 годы».
- Реальные средневзвешенные показатели в 1,25-1,50 раза превышают нормы, установленные ГОСТ [5], и намного выше тех значений Сi, которые были намечены к реализации на 2007 год (п.3).
Это подтверждает необходимость реализации технических решений, разработанных малыми научными предприятиями: ООО «Научный Центр «Керамические Двигатели им. А. М. Бойко» и ООО НТЦ «Стекло и керамика».
Таблица 1
№
Тип ГГПА
Кол-во
машин,
шт.
Наработка,
наибольшая,
тыс. час.
Мощность,
МВт
КПД,
%
Приведенная концентрация
оксидов
В станционных
условиях
СNOx15, мг/нм3
ССО15, мг/нм3
1
Центавр Т-3002
39
100
2,60
25,3
195,0- 204,8
70,0 - 73,5
2
Центавр Т-4500
3,05
26,2
150,0-157,5
40,0-73,5
3
Центавр Т-4700
3,25
26,7
90,0 – 94,5
70 -73,5
4
Таурус-60S
4
16
5,2
31,5
50,0- 55,0
30,0- 33,0
5
ГПА-4РМ
3
4
4,0
32,0
130,0- 136,0
130,0- 136,5
6
ГПА-4НК
4,0
32,0
50,0- 55,0
50,0- 55,0
7
ГПА-4 «Урал»
4,0
24,0
60,0- 66,0
50,0- 55,0
8
ГТ-700-5
2
113
4,25
25,0
490,0- 514,5
180,0- 189,0
9
ГТК-5
6
152
4,4
26,0
490,0- 514,5
180,0- 189,0
10
ГТ-6-750
129
200
6,0
24
135,0-171,0
100,0-625,0
11
ГТ-750-6
75
177
6,0
27
180,0-841,0
110,0-372,0
12
ГТ-750-6М ДОН -1-3
5
102
6,0
30
290,0-304,5
90,0-94,5
13
ГТН-6
83
152
6,3
24,0
150,0- 163,0
245,0- 257,3
14
ГТН-6У
6,3
30,5
150,0- 157,5
150,0- 157,5
15
ГПА-Ц-6,3
324
158
6,3
24,0
140,0- 147,0
300,0- 338,0
16
ГПА-Ц-6,3А
9
81
6,3
30,0
150,0- 157,5
300,0- 360,0
17
ГПА-Ц-6,3С
6,3
30,5
150,0- 180,0
300,0- 330,0
18
ГПА-Ц-6,3Б
6,3
29,0
150,0- 157,5
300,0- 315,0
19
ГПА-Ц-8Б
86
108
8,0
30,0
150,0- 204,0
300,0- 330,0
20
АГПУ-8 «Волга»
8,0
30,0
150,0- 157,5
300,0- 330,0
21
ГПА-Ц-10Б
5
5
10,0
33,0
150,0- 355,0
300,0- 330,0
22
ГТК-10; ГТК-10М1
680
180
10,0
29,0
180,0- 788,0
60,0- 625,0
23
ГТК-10М2
10,0
30,5
180,0- 495,0
60,0- 350,0
24
ГТК-10М3
10,0
32,2
180,0- 383,0
60,0- 290,0
25
ГПУ-10
274
161
10,0
27,6
154,0- 212,5
60,0- 99,2
26
ГТК-10И
150
168
10,3
25,6
230,0- 241,5
60,0- 63,0
27
ГТК-10ИР
9,5
33,0
230,0- 241,5
150,0- 157,5
28
ГПА-10МН70
10,0
35,0
100,0- 105,0
100,0- 105,0
29
РGТ-10
24
30
10,04
31,6
150,0- 155,0
100,0- 525,0
30
ГПА-10 «Урал»;
ГПА-10 ПХГ «Урал»
12
4
10,0
35,0
100,0- 105,0
100,0- 105,0
31
ГПА-12 «Урал»
13
22
12,0
34,0
150,0- 155,0
100,0- 105,0
32
ГПА-12Р «Урал»
29
130
12,0
34,0
150,0- 157,5
100,0- 105,0
33
ГПА-Ц-12Р «Урал»
12,0
34,0
150,0- 164,3
100,0- 105,0
34
Коберра-182
26
150
12,9
27,5
200,0- 210,0
210,0- 220,5
№
Тип ГГПА
Кол-во
машин,
шт.
Наработка,
наибольшая,
тыс. час.
Мощность,
МВт
КПД,
%
Приведенная концентрация оксидов
В станционных
условиях
СNOx15, мг/нм3
ССО15, мг/нм3
35
ГТН-16
72
97
16,0
29,0
150,0- 182,3
280,0- 510,0
36
ГПУ-16
92
59
16,0
30,0
150,0- 182,3
80,0- 84,0
37
ГПА-Ц-16
508
104
16,0
27,4
150,0- 210,0
300,0- 840,0
38
ГПА-16МЖ
28
112
16,0
30,0
150,0- 180,5
80,0- 90,0
39
Коберра-16МГ
16,0
34,0
150,0- 157,5
300,0- 315,0
40
ГПА-16МГ
28
138
16,0
34,0
150,0- 487,0
300,0- 315,0
41
ГПА-Ц-16С
102
37
16,0
34,0
150/80- 220,0
300/150- 550,0
42
ГТН-16М-1
72
97
16,0
31,0
150,0- 157,5
300,0- 315,0
43
ГПА-16 «Урал»
79
140
16,0
36,3
150,0- 185,0
100,0- 105,0
44
ГПА-16Р «Урал»
15
120
16,0
36,3
150,0- 217,0
100,0- 105,0
45
Коберра 16Р «Урал»
16,0
36,3
150,0- 157,5
100,0- 105,0
46
ГПА-Ц-16 «Урал
137
105
16,0
36,3
150,0- 157,5
100,0- 105,0
47
ГПУ-16Р «Урал
92
59
16,0
36,3
150,0- 157,5
100,0- 105,0
48
ГПА-Ц-16 НК38
16,0
36,3
150,0- 157,5
100,0- 105,0
49
ГПА-16 «Волга
1
3
16,0
36,3
150,0- 436,0
150,0- 705,0
50
ГПА-Ц-16АЛ
3
18
16,0
35,5
150/110- 244,0
300/300- 315,0
51
РGТ-21S
5
13
16,0
35,5
150,0- 200,0
300,0- 315,0
52
ГПА-16 «Нева»
16,0
35,5
110,0- 115,5
300,0- 315,0
53
ГПА-16Р «Уфа»
6
112
16,0
35,5
150/110- 230,0
300/300- 315,0
54
ГТНР-16
1
102
16,3
32,5
80,0- 84,0
100,0- 105,0
55
ГПА-Ц-18
18,0
29,4
140,0- 150,0
100,0- 180,0
56
ГТН-25-1
52
97
24,5
30,6
400,0- 420,0
500,0- 568,0
57
ГТН-25
15
82
27,5
28,1
180,0- 430,0
480,0- 490,0
58
ГПА-25/76 ДН80Л
25,0
34,5
150,0- 508,0
300,0- 635,0
59
ГПА-25/76 ДН80Л1
25,0
35,0
80,0- 84,0
150,0- 157,5
60
ГПА-Ц-25
1
39
25,0
34,5
150,0- 250,0
300,0- 595,0
61
ГПА-25НК
3
6,5
25,0
34,5
150,0- 375,0
300,0- 630,0
62
ГПА-25Р «Урал»
1
55
25,0
38,7
150,0- 157,5
100,0- 105,0
63
«Балтика-25»
24,5
35,0
50,0- 52,5
100,0- 105,0
64
ГТК-25И
105
142
23,9
27,7
175,0- 192,5
50,0- 55,0
65
ГТК-25ИР
22,2
34,5
230,0- 253,0
130,0143,0
66
ГТНР-25И (В)
30
35
22,2
34,7
230,0-241,5
130,0- 136,5
67
ГТНР-25И (С)
24,6
35,4
235,0-258,5
130,0- 136,5
3414
297
409
Мы вынуждены обратиться к Вам в форме открытого письма, поскольку Ваши соответствующие службы не смогли найти решение, которое может принести пользу нашей СТРАНЕ.
* Содержание оксидов азота NOx не должно превышать 150 мг/м3 для ГТУ без регенерации тепла и 200 мг/м3 –для ГТУ с регенерацией. Содержание оксидов углерода в отработавших газах не должно превышать 300 мг/м3.
** Для получения средневзвешенных значений в таблицу 1 помещены два столбца: число ГГПА конкретного типа и их максимальная наработка на 2007г [4], которые позволили:
- определить долю мощности конкретной группы ГГПА данного типа в общей мощности ГГПА компрессорных станций;
- найти величину токсичности выброса, соответствующую конкретной группе ГГПА. Если наработка превышает 100 тыс.часов принимается максимальное значение токсичности, если не превышает 20-30 тыс. часов - минимальное.
- К определению затрат при эксплуатации ГГПА ГТНР -25И (В), связанных с выбросами СО и NOx.
№ п/п |
ТИП ГПА Наименование величины, |
ГТРН-25И (В) |
|||||
|
1 |
Производитель |
Нуово Пиньоне |
|||||
|
2 |
Модель |
РСL 804 |
|||||
|
3 |
Мощность номинальная, МВт в станционных условиях |
22,2 |
|||||
|
4 |
КПД эффективный, % |
34,7 |
|||||
|
5 |
Расход топливного газа, кг/с |
1,3 |
|||||
|
6 |
Производительность нагнетателя, млн. м3/сут. |
45,3 |
|||||
|
7 |
Температура продуктов сгорания на входе в турбину, К |
1200 |
|||||
|
8 |
Температура воздуха на входе в КС, К |
745 |
|||||
|
№ |
ТИП ГПА Наименование величины, |
ГТРН-25И (В) с двигателем |
|||||
|
9 |
Температура продуктов сгорания |
за турбиной, К |
775 |
||||
|
10 |
на выхлопе, К |
618 |
|||||
|
11 |
Расход циклового воздуха, кг/с |
112,7 |
|||||
|
12 |
Степень повышения давления воздуха ,πк |
8,6 |
|||||
|
13 |
Расход продуктов сгорания на срезе |
патрубка турбины |
кг/с |
114,0 |
|||
|
14 |
м3/с |
89,0 |
|||||
|
15 |
выхлопной трубы |
кг/с |
114 |
||||
|
16 |
м3/с |
201 |
|||||
|
17 |
Коэффициент избытка воздуха |
5,1 |
|||||
|
18 |
Содержание кислорода в сухих продуктах сгорания, % |
17,2 |
|||||
|
19 |
Концентрация в сухих продуктах сгорания, мг/м3 |
|
|||||
|
|
19.1 |
Оксидов азота в пересчете на диоксид азота |
145-152,2 |
||||
|
19.2 |
Оксида углерода |
82,0- 86,0 |
|||||
|
20 |
Приведенная концентрация, мг/м3 |
|
|||||
|
|
20.1 |
Оксидов азота |
230-241,5 |
||||
|
20.2 |
Оксида углерода |
110- 136,5 |
|||||
|
21 |
Выбросы, г/с |
|
|||||
|
|
21.1 |
Оксидов азота |
12,2-13,5 |
||||
|
21.2 |
Оксида углерода |
6,9-7,7 |
|||||
|
22 |
Удельный выброс на единицу топливного газа, г/м3 |
|
|||||
|
|
22.1 |
Оксидов азота |
6,4-7,1 |
||||
|
22.2 |
Оксида углерода |
3,6-4,0 |
|||||
|
23 |
Удельный выброс на единицу тепловой мощности, г/ГДж |
|
|||||
|
|
23.1 |
Оксидов азота |
191,3-211,8 |
||||
|
23.2 |
Оксида углерода |
108,1-119,7 |
|||||
|
24 |
Удельный выброс на единицу работы, г/кВтч |
|
|||||
|
|
24.1 |
Оксидов азота |
2,0-2,2 |
||||
|
24.2 |
Оксида углерода |
1,1-1,2 |
|||||
|
25 |
Удельный выброс на единицу подачи газа, г/тыс. м3 |
|
|||||
|
|
25.1 |
Оксидов азота |
23,3-25,8 |
||||
|
25.2 |
Оксида углерода |
13,2-14,6 |
|||||
1 – NOx - По ГОСТ 28775-90 для ГГПА без регенерации;
2 – NOx - По ГОСТ 28775-90 для ГГПА с регенерацией;
3 – NOx - Реализованное средневзвешенное значение.
4 – СO - По ГОСТ 28775-90 для ГГПА с регенерацией;
5 – СO - Реализованное средневзвешенное значение.
10. Для расчета платы за выбросы NOx и СO необходимо знать [6]:
10.1 Фактические выбросы за рабочий период эксплуатации ГПА в тоннах,
примем равным 4500 часов в год или 1,62*107с.
Расчет концентрации выбросов выполним по параметрам, указанным в таблице 2:
- массовому расходу выброса в г/с (п.п 21.1,21.2);
- по удельному выбросу на единицу :
- тепловой мощности в г/ГДж (п.п.23.1;23.2);
- работы в г/кВт ч (п.п. 24.1, 24.2);
- подачи газа в г/тыс м3 (п.п. 25.1, 25.2).
Для расчета платежей используем среднее значение выбросов:
|
Значение выброса |
|
Предельно допустимые |
|
|
норматив |
лимит |
||
|
NOx, т/год |
206,1 |
50 |
75 |
|
СO, т/год |
115,8 |
60 |
80 |
10.2. В соответствии с Постановлением Правительства РФ №344 от 12.06.2003 [7] плата за выброс составляет (в рублях за тонну):
|
Плата за выброс (руб./тонна) |
NOч |
CO |
|
|
лимитов выбросов (ПЛ) |
допустимых нормативов (ПДН |
52 |
0,6 |
|
лимитов выбросов (ПЛ) |
260 |
3,0 |
|
Видно, что выбросы ГГПА ГТНР-25Н значительно превышают допустимые величины, поэтому платежи будут сверхлимитные.
10.3 Итоговая плата складывается из нормативной, лимитной и сверхлимитной.
|
Плата (руб.) |
NOx |
CO |
NOx+CО |
|
Нормативная |
206,1 ×52=10717,8 |
115,8.0,6=69,48 |
10787,28 |
|
Лимитная |
(206,1-50) × |
(115,8-60)Х0,6Х5=167,00 |
10753,40 |
|
Сверхлимтная |
(206,1-75) Х52Х5=34086 |
(115,8-80)Х0,6Х5=107,4 |
31193,40 |
|
Итоговая*** |
85134 |
||
- Суммарная годовая итоговая плата за все ГГПА ГТНР-25Н (М5322 R(B)), находится в эксплуатации 4500 ч/год, составит: 85734,08х30=2,572 млн.руб.
10.5 За срок службы 100000 ч стоимость выбросов этих 30 установок будет:
2,572*100/4,52=57,156 млн. руб.
11. Затраты на проектирование, изготовление и мелкосерийное производство керамической камеры сгорания для ГГПА ГТНР-25К (М 5322 r (B)).
11.1. При замене металлических жаровых труб на керамические в установках ГГПА ГТНР-25-Н (М5322 R(B)) выбранные NOx и СО будут снижены не менее чем в 10 раз. Следовательно, плата будет только в пределах 10% от нормативной для металлических камер сгорания, то есть итоговая годовая плата за 30 находящихся в эксплуатации установок составит
1080х30=32400 руб./год.
11.2. Стоимость разработки, изготовления и испытаний готовой керамической камеры сгорания не превышает 10 млн. руб., а мелкосерийной (30 шт. в год)- 0,5 млн. руб.
11.3.Экономия затрат на реконструкцию только по одному типу ГГПА - ГТНР-25Н , составляет 57-(0,324+10+0,5х30)=32 млн. руб.
11.4.Принимая среднюю величину экономии при замене металлической камеры сгорания на керамическую ~20 млн. руб., получим суммарную экономию для всего парка ГГПА
20х67»1,34 миллиарда рублей.
11.5.Помимо резкого снижения эмиссии токсичных компонентов выхлопных газов применение керамических камер сгорания в ГГПА позволит уменьшить гидравлическое сопротивление камеры сгорания до 1,5÷2 %, а, следовательно, повысить КПД агрегата за счет меньшего расхода топлива.
Литература.
- Щуровский В.А., Бандалетов В.Ф., Состояние производства и опыт освоения ГТУ нового поколения для компрессорных станций, М.: Комиссия по газовым турбинам РАН, 2006, 19 с.
- Хороших А.В., Анализ опыта эксплуатации и показатели газоперекачивающих агрегатов ОАО «Газпром», Москва, Доклад на 52 сессии УПР «Трансгаз», 06-07.12.2005, 75 лет ЦИАМ, 2-я МНТК, 23 с.
- Технические нормативы выбросов ГПА СТО ОАО «Газпром» 2-1.19-332-2009.
- Шайхутдинов А.З., Разработка и модернизация газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом, Казань, ООО «Слово», 2007, 339 с.
- ГОСТ-28775-90
- Упрощенная бухгалтерия. №1.- 2013.-Платежи за негативное воздействие на окружающую среду. 14 с.
- Правительство РФ. Постановление №344 от 12.06.2003г. О нормативах платы завыбросы ватмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления.www. ecoguild.ru
*** Полученные платежи не учитывают дополнительные коэффициенты Кj:
К1- влияние экологических факторов в конкретном регионе РФ (~ 1,9);
К2- влияние загрязнений воздуха на территории городов (~ 1,2) ;
К3-дополнительный коэффициент к нормативам платы (~ 2,05), корректирующий норматив 2005 года.
ОТКРЫТЬ ДОСТУП К ФАЙЛАМ
ВНИМАНИЕ: Данная информация получена путем сканирования, цифровой обработки физических носителей или обмена с неравнодушными пользователями. Она не имеет отметок грифа секретности и тайны, если вы считаете, что эта информация нарушает Ваши авторские или другие права. Незамедлительно сообщите администратору для удаления ее из портала.
💬 Обсуждение (3)
Есть вопросы или опыт работы с этим оборудованием? Делитесь в комментариях или пишите в Telegram