Энергетика и промышленность России
27 июня 2019, 10:02
Единственный вариант - развивать собственное производство
Развитие отечественного энергомашиностроения должно стать одним из приоритетных векторов государства, ведь российские специалисты обладают всеми необходимыми компетенциями и могут создавать уникальную продукцию, не уступающую импортным аналогам
В этом убежден академик РАН, специалист в области теплотехники энергетических установок, выдающийся советский и российский ученый, авторитетный специалист в области энергетики, теории и конструирования реактивных двигателей Олег Фаворский. В интервью "ЭПР" он поделился своим видением ситуации, сложившейся в энергетическом машиностроении, и обозначил проблемные зоны, на которые необходимо обратить внимание.
Сфера государственной важности
- Олег Николаевич, вы много занимались газотурбинной тематикой, в том числе с 1970‑х как член, а с 1987 по 2010 год - председатель Комиссии по газовым турбинам Академии наук. Как вы отреагировали на озвученные правительством, в частности, Минпромторгом, намерения возродить отечественное газотурбостроение, создать конструкторскую школу, разработать и освоить собственные технологии?
- Действительно, я занимаюсь газовыми турбинами почти 70 лет. В 1951 году после окончания Московского авиационного института, кстати, я был в первом выпуске инженеров воздушно-реактивных газотурбинных двигателей для авиации, начал работать в этом направлении. Затем, через 30 лет, приступил к работе в газотурбинной энергетике.
Электроэнергетика и теплообеспечение - две сферы, без которых не сможет жить ни одна страна. Большую роль здесь играет расположение самого государства и источников его электроэнергии, а также, безусловно, местный климат и окружающая среда - в совокупности эти факторы определяют, какую энергетику выгоднее развивать: распределенную или местную с доступным для конкретного региона топливом, ибо они влияют на ее стоимость.
Конечно, должны развиваться и атомная, и возобновляемая энергетика, но для России, ввиду особенностей ее климата, предпочтительнее использовать возможности электро- и теплоэнергетики на природном топливе, в первую очередь, газе. В связи с этим возникает вопрос о способах преобразования тепловой энергии из газа в электроэнергию наиболее дешевым, надежным и экологически эффективным способом. Многие десятилетия это делалось с помощью паровых турбин, а последние десятилетия и газовых. Сейчас на мировом рынке уже достаточно и сложных комбинированных установок, в основе которых - газовые турбины.
Ранее руководство страны рассчитывало на зарубежные поставки, но сейчас покупать импортные установки не только невыгодно, но и рискованно. Единственный вариант - развивать собственное производство.
Не могу не подчеркнуть: на данный момент нет никаких других устройств, основные элементы которых были бы настолько сложно и тяжело нагружены. Прежде всего, имею в виду лопатки газовой турбины и камеры сгорания - они имеют высокую степень нагрузки и износа, поскольку работают при высоких температурах. Ибо мы должны бороться за повышение коэффициента полезного действия установки. Доказано, что сочетание сложных комбинированных установок позволяет получить высокий КПД при использовании природного топлива, в частности, газа. Сегодня уже рассматривается комбинация топливных элементов с газовыми и паровыми турбинами, позволяющая выйти на КПД около 80 %. И это не фантастика.
Последние полтора десятилетия в России активно внедряются парогазовые установки, хотя справедливости ради стоит отметить, что эта идея была сформирована еще в 1960‑х годах академиком С. А. Христиановичем. По моему мнению, именно ПГУ должны стать основой в развитии современных ТЭЦ. Пока же в 80 % станций страны используются устаревшие паровые турбины, возраст которых зачастую превышает 50‑60 лет, их КПД очень низок - 30‑34 %. Считаю, что основным путем развития энергетики в России сегодня должна стать замена отработавшей свой ресурс неэффективной паротурбинной техники современными парогазотурбинными установками. Естественно, с когенерацией, то есть с использованием тепла выхлопных газов для теплоснабжения.
В предыдущие годы руководство страны рассчитывало на зарубежные поставки, но сейчас покупать импортные установки не только невыгодно, но и рискованно: учитывая политическую обстановку, санкции, можно в один момент остаться без запасных частей и электроэнергии. Единственный вариант - развивать собственное производство.
Все получится. При правильном подходе
- Что, в свою очередь, невозможно без развития науки и технологий, заводских конструкторских бюро…
- Да, и в этом смысле создание современных газотурбинных установок является по‑настоящему национальным проектом, который позволит не только задействовать инженерно-техническую элиту нашей страны, но и сформировать спрос на грамотных, талантливых специалистов, обеспечив безопасность страны.
Я верю: все получится, ведь еще в 60‑е годы на Ленинградском Металлическом заводе была создана первая в мире газовая турбина мощностью 100 МВт. К сожалению, впоследствии это направление осталось без должного внимания, поскольку акцент сместился на развитие атомной энергетики. Сегодня "Силовые машины" (Ленинградский Металлический завод входит в состав "Силовых машин. - Ред.) поднимают серьезный вопрос о возобновлении этой работы. Насколько мне известно, они планируют развивать производство на базе того же Металлического завода.
Если "Силовые машины" сумеют грамотно организовать эту работу, а государство активно их поддержит, уже через четыре-пять лет у нас могут появиться собственные газовые турбины.
К инициативе "Силовых машин" отношусь положительно, тем более что в стране нет конструкторского бюро, на базе которого можно было бы создавать мощные установки, а они пытаются восстановить его своими силами.
- Как вы считаете, надо ли на государственном уровне поддерживать возрождение газовой тематики в машиностроении?
- Безусловно. Интенсивно начало возрождаться отечественное авиационное газотурбостроение - большую роль сыграло посещение президентом РФ В. В. Путиным Пермского моторного завода. Благодаря выделению средств несколько лет назад начал создаваться новый авиационный двигатель ПД-14, отличающийся современной конструкцией и качественными характеристиками.
Кстати, именно на базе авиационных газотурбинных двигателей в России созданы малые газотурбинные установки (более 1000 штук) мощностью от 2 до 25 МВт. Они, главным образом, применяются на газоперекачке, но и на некоторых электростанциях. Одним из первых такие установки начало производить конструкторское бюро ПАО "Кузнецов" в Самаре. Затем к этой работе подключились специалисты Николаевского конструкторского бюро (сейчас - Исследовательско-проектный центр кораблестроения, расположен на Украине). Сейчас в основном это Пермский авиадвигательный завод.
Нужно признать: установки малой мощности, имеющиеся в России, неплохие. Их, разумеется, надо совершенствовать в части повышения КПД и экологичности. При этом не могу не отметить разработку установки мощностью 30 МВт с КПД около 40 %. Опять же в Перми. Однако параллельно необходимо создавать установки большой мощности, и здесь не обойтись без поддержки государства, ведь речь идет не о штучном товаре, а о серийном выпуске.
Когда‑то министр авиапромышленности СССР Петр Васильевич Дементьев заметил, что увеличивая выпуск продукции в десять раз, мы в два раза снижаем ее стоимость, а значит, надо наращивать производство. Это важнейший вопрос для освоения газотурбинной техники: если выпускать много установок для России и на продажу в другие страны, они будут не только менее дорогими, но и более надежными - повысится качество изготовления. Если же выпускать мало, это будет дорого и неокупаемо.
Одновременно необходимо развивать станкостроение, которое, по сути, является основой развития промышленности. Мы больше не можем опираться на устаревшие технологии - токарные, фрезерные станки, когда весь мир переходит на сложное современное цифровое оборудование для многокоординатной обработки, использует искусственный интеллект. Следовательно, станкостроение должно стать важнейшей отраслью отечественной промышленности. В противном случае будем и дальше зависеть от иностранных производителей. Нужны и аддитивные технологии.
На данный момент в России есть абсолютно все для развития промышленности и обеспечения надежного функционирования энергетики: база, знания, материалы. Так, силами сотрудников Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов разработаны материалы, которые можно использовать для создания новых совершенных газовых турбин.
Догнать и перегнать
- Как известно, в науке время играет огромную роль. Как вы считаете, есть ли у нас шанс нагнать западные страны в освоении газовых турбин, ликвидировать или хотя бы сократить огромный временной разрыв между нами? По вашей оценке, сколько реально потребуется времени для вывода на рынок конкурентоспособной газовой турбины отечественного производства?
- Если "Силовые машины" сумеют грамотно организовать эту работу, а государство активно их поддержит, уже через четыре-пять лет у нас могут появиться собственные газовые турбины.
В свое время, как главный конструктор авиационных двигателей, я создавал первый в России двигатель для крылатых ракет. Кстати, получил за это Ленинскую премию. Мы сделали его в московском конструкторском бюро "Союз" за девять месяцев - получив соответствующее задание в феврале, уже в ноябре демонстрировали его министру авиапромышленности СССР. В этом конструкторском бюро работало свыше 4000 высококвалифицированных специалистов - академики, доктора и кандидаты наук, великолепный конструкторский персонал (около 700 человек). На нашем опытном заводе, входившем в объединение с ОКБ, делалось все, начиная от литья и заканчивая всеми доступными на тот момент видами обработки. Таким образом, двигатель полностью изготавливался на собственном производстве, испытания проводились на собственных стендах. Чтобы выполнить ответственное задание, наш коллектив в течение девяти месяцев трудился без выходных, завод работал круглосуточно. Сейчас это нереально, но если "Силовые машины" подойдут к возрождению отечественного газотурбинного машиностроения серьезно, то через пять лет вполне смогут вывести на мировой рынок конкурентоспособную турбину.
- Какие направления при использовании газовой технологии, на ваш взгляд, невозможно в ближайшей перспективе закрыть отечественным производством?
- Таких направлений нет. При поддержке государства можно сделать все: у нас есть специалисты, которых можно и нужно привлечь к этой работе, они с удовольствием будут заниматься развитием этого направления. Стоит обратиться к опыту прошлого: после войны была резко поднята оплата в научной среде, и в СССР появилось крупное научное сообщество. Поэтому, если государство поднимет им зарплаты, направит средства в развитие НИОКР, убедит бизнес инвестировать в отечественные разработки и проекты, а не выводить деньги за рубеж, мы сможем закрыть все направления.
- Как вы считаете, с точки зрения энергетической безопасности в каких аспектах наша страна сегодня наиболее уязвима? Если говорить о технологиях, это связано с газовыми турбинами или с какими‑то другими направлениями?
- Полагаю, в ближайшей перспективе опасаться нечего, потому что мы имеем избыток установленных мощностей. Однако через несколько лет выработавшая ресурс паротурбинная техника начнет разваливаться - по оценкам специалистов, до 30 % такой техники сейчас находится в предаварийном состоянии, а 60 % и вовсе выработало ресурс. Выход оборудования из строя может стать угрозой энергообеспечению страны. Решение этой проблемы не нужно откладывать - небольшой временной запас нужно использовать для широкого внедрения новых устройств.
Возрождение сообща
- Исходя из вашего огромного опыта, что бы вы пожелали российским машиностроителям при реализации проекта газовой турбины? Какие сложности могут им встретиться на этом пути?
- Пожалуй, могут помешать только недостаток денег и энергии для контактов с научно-исследовательскими организациями и промышленным сообществом. Я убежден: взаимодействие с научным и конструкторским миром чрезвычайно важно для "Силовых машин" - им нужно срочно создавать сильный коллектив, который будет заниматься разработкой и производством новых установок. Понятно, что придется много работать, иначе не удастся добиться успеха.
При этом при создании конструкторского бюро я посоветовал бы набирать квалифицированных специалистов, которые смогут наладить связи с большим количеством научных институтов, что позволит использовать разработанные ими методологии и технологии на практике. Допустим, Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов сможет помочь с материалами, а Центральный институт авиационного моторостроения имени П. И. Баранова - с технологиями.
К возрождению газотурбостроения нужно привлекать все заинтересованные стороны, эта проблема должна решаться сообща - силами научного и промышленного сообщества страны. Вместе мы сможем освоить новые типы материалов, станков и технологий, в том числе аддитивных - если раньше деталь вырезалась, то теперь ее можно вырастить. Освоение таких технологий началось в авиационной промышленности, нужно транслировать этот опыт в энергомашиностроение. Только при этом можно добиться хорошего итога и безопасного существования России.
За работы в газотурбостроении Олег Николаевич Фаворский награжден:
- Международной энергетической премией "Глобальная энергия";
- Государственной премией Российской Федерации по науке и технике;
- Премией правительства Российской Федерации по науке и технике;
- Орденом Дружбы Китайской Народной Республики.... Авторские права на данный материал принадлежат «Энергетика и промышленность России». Цель включения данного материала в дайджест - сбор максимального количества публикаций в СМИ и сообщений компаний по авиационной тематике. Агентство «АвиаПорт» не гарантирует достоверность, точность, полноту и качество данного материала.Поделиться
Май 3, 2024
Аэрофлот открыл онлайн-продажи субсидируемых билетов для жителей Калининградской области
Май 3, 2024
Делегация МГТУ ГА приняла участие в памятных мероприятиях, посвященных Дню Победы
Май 3, 2024
Республика Татарстан получила земельные участки для реконструкции перрона Международного аэропорта "Казань"
Май 3, 2024
Студенты РГАТУ имени П.А. Соловьева стали призерами Всероссийской научно-технической конференции