В пятидесятых-шестидесятых годах прошлого века в Советском Союзе были открыты богатые месторождения природного газа. С целью расширения внутреннего потребления нового энергоносителя и наращивания его экспорта было развернуто беспрецедентное для мировой практики строительство магистральных газопроводов. Поставщиками газоперекачивающих агрегатов (ГПА) для газотранспортных сетей первое время являлись два предприятия - Невский завод им. Ленина в Санкт-Петербурге и турбомоторный завод в Екатеринбурге. Однако в семидесятые годы возможностей этих предприятий, даже с учетом импорта ГПА, стало недостаточно для дальнейшего наращивания транспортировки газа в европейскую часть страны и далее на Запад. В интересах расширения выпуска ГПА было организовано их производство на Сумском машиностроительном объединении им. М.В. Фрунзе. Проблему нехватки приводов предполагалось решить путем использования транспортных газотурбинных двигателей (ГТД), в первую очередь авиационных.

К началу семидесятых годов газотурбинные двигатели конструкции НПП (тогда СПБ) "Машпроект" получили широчайшее распространение на кораблях советского ВМФ, который завоевал мировое лидерство по использованию газотурбинных энергетических установок. С 1975 г. газотурбинные установки, созданные в НПП "Машпроект", стали использоваться для обеспечения электроэнергией отдаленных районов страны. Стационарные и передвижные электростанции (плавучие станции "Северное сияние" и энергопоезда "Маяк" и "Факел") с газотурбогенераторами мощностью 12 МВт и 4 МВт в суровых условиях северных и восточных районов продемонстрировали высокую надежность и другие достоинства, присущие транспортным двигателям.

Проанализировав накопленный опыт, Научно-техническая комиссия по развитию газотурбостроения при Академии наук СССР под председательством академика А.М. Люльки рекомендовала использовать газотурбинные двигатели разработки НПП "Машпроект", серийно выпускаемые ПО "Зоря" (Николаев), для нужд газовой промышленности. Вскоре в Кривом Роге был построен турбинный завод (КРТЗ "Восход", ныне ОАО "Констар"), который занялся выпуском конвертированных корабельных двигателей для ГПА.

В 1978 г. первые газотурбинные агрегаты ГПА-10 с двигателем ДР59Л (промышленная версия корабельного двигателя ДЕ59Л мощностью 10 МВт) с к.п.д., составлявшим 28 %, были введены в эксплуатацию на компрессорной станции (КС) в Торжке. Всего для ГПА и газотурбинных электростанций изготовили 536 таких двигателей. Наработка некоторых из них без капитального ремонта достигла 100 тыс. ч.

В агрегатах ГПУ-16 мощностью 16 МВт разработки Сумского машиностроительного НПО им. М.В. Фрунзе использован двигатель ДЖ59Л2 (промышленная версия судового двигателя ДТ59Л) с к.п.д. 30 %. Всего было изготовлено более 150 двигателей ДЖ59Л для ГПА и газотурбинных электростанций. Наработка двигателей этого типа без капитального ремонта достигла 35 тыс. ч.

С девяностых годов в промышленности (в транспортировке газа, энергетике и в качестве приводов технологического оборудования) используются корабельные конвертированные двигатели третьего и четвертого поколений. Двигатели характеризуются следующим уровнем своих важнейших параметров: температурой газа перед турбиной 1150…1300 °С, степенью повышения давления воздуха в компрессоре до 21,0 и к.п.д., достигающим 36,5 %. Двигатели имеют свободные силовые турбины с разными направлениями вращения и приспособлены для работы на жидком и газообразном топливах (табл. 1).

Корабельные конвертированные двигатели составили так называемый "промежуточный класс", поскольку в спектре газотурбинной техники они заняли нишу между конвертированными авиационными и индустриальными (промышленными) двигателями. Такие установки сочетают достоинства авиационных двигателей (небольшие вес и габариты, легкость замены двигателя целиком или его отдельного модуля для выполнения высококачественного ремонта в условиях специализированного производства, высокая приемистость, что позволяет использовать их в пиковом режиме) с достоинствами двигателей промышленного типа (надежность, большой ресурс). Кроме того, технологии, материалы и покрытия, примененные НПП "Машпроект" при создании этих двигателей, позволяют использовать их в условиях морского климата: на судах, морских платформах, береговых и прибрежных объектах и т.д.

В связи с уменьшением интенсивности строительства новых газопроводов, выработкой ресурса и моральным устареванием ГПА, наиболее экономичный способ модернизация состоит в замене устаревших и выработавших ресурс приводов современными высокоэкономичными газотурбинными двигателями.

НПП "Машпроект" является инициатором и разработчиком метода реконструкции газоперекачивающих компрессорных станций путем модернизации ГПА. Разработано уже более 30 проектов модернизации эксплуатирующихся газоперекачивающих агрегатов. В результате такой реконструкции на действующей компрессорной станции, иногда даже без ее остановки, обеспечивается современный технический уровень. Наибольший экономический эффект имеет модернизация действующих компрессорных цехов в условиях, когда строительство нового цеха невозможно или чрезвычайно затруднительно (на горных участках газопроводов, на мерзлых грунтах Крайнего Севера, на заболоченных территориях, при наличии проблем с отводом земли и т.д.).

Так, двигатель UGT 3000 (ДГ76) эксплуатируется в составе газокомпрессорного агрегата (CKD-PRAGA-ENERGO для подземного хранилища газа в Штрамбеке (Чешская Республика)). Он же адаптирован для использования в новом агрегате подземной закачки газа ГПА-3С "Урал" разработки НПО "Искра" (Пермь, Российская Федерация).

Двигатель UGT 6000 (ДТ71) используется в серийном агрегате ГПА-Ц-6,3С на компрессорных станциях Октябрьская, Гаврилов Ям, Чаплыгинская (Мострансгаз), Диканька (Киевтрансгаз) и др. Его применяют и при модернизации ГПА: в частности, для замены авиационных конвертированных двигателей НК-12СТ в агрегатах ГПА-Ц-6,3 и индустриальных двигателей НЗЛ в агрегатах ГТ-750-6. Возможно использование двигателя при модернизации агрегатов ГТН-6, ГТ-6-750 разработки ОАО "Турбомоторный завод".

Двигатель UGT 10000, разработанный для новых перспективных ГПА (КС Кировоградская), в варианте ДН70Л с силовой турбиной левого вращения (частота 4800 об/мин) применяется для модернизации агрегатов ГТК-10-4 НЗЛ и ГПУ-10, а в варианте ДИ70П с силовой турбиной правого вращения (6500 об/мин) - для замены двигателей MS 3002 разработки фирмы General Electric в импортных агрегатах ГТК-10И фирмы AEG Kanis.

Двигатель UGT 15000 (ДГ90) применяется в новых агрегатах ГПА-Ц-16С, серийно изготавливаемых СМНПО им. М.В. Фрунзе, в ГПА-16С "Урал" разработки НПО "Искра", в ГПУ-16А разработки НПП "Машпроект" на КС Белтрансгаза, Волготрансгаза и др. Кроме того, его использование предусмотрено в нескольких проектах модернизации агрегатов ГТК-10-4 с двигателями НЗЛ и Соberra-182 фирмы Сoоper Rolls.

Двигатель UGT 25000 эксплуатируется на КС Бар, Гребеньковская, Ромненская и др. Он также имеет несколько модификаций силовых турбин по частоте и направлению вращения. Вариант ДН80Л с частотой вращения 3700 об/мин применяется для модернизации агрегата ГПА-25/76 НЗЛ; вариант ДИ80П с частотой вращения 4850 об/мин с турбиной правого вращения предназначен для замены двигателя MS 5003 разработки фирмы General Electric в импортных агрегатах ГТК-25И поставки фирмы Nuovo Pignone; вариант ДУ80Л с частотой вращения 4850 об/мин левого вращения предназначен для создаваемых СМНПО им. М.В. Фрунзе и НПО "Искра" новых агрегатов ГПА-Ц-25С и ГПА-25С "Урал".

Помимо конвертированных корабельных двигателей в НПП "Машпроект" специально для газоперекачки и энергетики создается ряд двигателей легкого индустриального типа (табл. 2) с улучшенными, по сравнению с отечественными и зарубежными аналогами, массогабаритными характеристиками.

Все двигатели, созданные НПП "Машпроект", приспособлены для привода электрогенераторов, причем двигатели мощностью от 6 МВт могут оснащаться силовыми турбинами с частотой вращения ротора 3000 об/мин, обеспечивающими прямой (безредукторный) привод генератора.

На базе двигателей второго-четвертого поколений НПП "Машпроект" разработал ряд электротурбогенераторов и газотурбинных электростанций различной мощности, использование которых при реконструкции газотранспортной сети может обеспечить серьезные преимущества и, прежде всего, повысить устойчивость работы сети при отключении электропитания. Обычный уровень экономичности эксплуатирующихся газотурбинных двигателей в агрегатах ГТК-10-4, ГТ-750-6, ГПА-Ц-6,3 составляет 18…22 %. В случае замены приводов двигателями с к.п.д. порядка 30…36 % возможна выработка на сэкономленном топливном газе дополнительной электрической энергии, эквивалентной 50…90 % мощности компрессорной станции, расходуемой на перекачку газа.

Метод модернизации с заменой привода может быть вполне применен при реконструкции химических производств. Например, на Одесском припортовом заводе морально устаревшие и изношенные приводы Avon были заменены двигателями UGT 15000.
НПП "Машпроект" широко применяет накопленный опыт создания газотурбинных установок с утилизацией тепла уходящих газов. Пар, вырабатываемый в котле-утилизаторе, может использоваться для нужд теплофикации и в технологическом цикле различных производств или подаваться в газотурбинный двигатель как дополнительное рабочее тело, повышая к.п.д. и мощность установки, снижая эмиссию вредных веществ в продуктах сгорания. Так, на компрессорной станции Ставищи предприятия "Черкассытрансгаз" смонтирован газоперекачивающий агрегат ГПА-16К мощностью 16 МВт (к.п.д. 43 %) с двигателем UGT 10000, работающим в теплоутилизационной установке типа "Водолей".

На Мозырьском нефтеперерабатывающем заводе (МНПЗ, Республика Беларусь) в январе 1996 г. была принята в промышленную эксплуатацию разработанная и изготовленная в НПП "Машпроект" газотурбинная электростанция ГТЭ-15 мощностью 15 МВт с утилизацией тепла уходящих газов.

В НПП "Машпроект" разработана и реализована схема, предусматривающая использование гидроочищенного вакуумного газойля в качестве топлива для газотурбинного двигателя электростанции, причем переход с дизельного топлива на газойль и обратно может осуществляться без остановки двигателя.

Еще одно направление работ НПП "Машпроект" - разработка энергоутилизационных комплексов и детандер-генераторных установок (табл. 4) для производства электроэнергии путем дросселирования природного газа высокого давления на газораспределительных станциях в расширительных турбинах (турбодетандерах).

Утилизация избыточного для потребителей давления газа в магистральных газопроводах на газораспределительных станциях и газораспределительных пунктах при помощи турбодетандерных агрегатов и энергоутилизирующих комплексов позволяет обеспечить выработку 120…150 Вт·ч электроэнергии на 1 нм3 газа, что эквивалентно экономии приблизительно 50 % энергозатрат на его подачу от месторождений к потребителям.

Создав широкий мощностной ряд современных высокоэкономичных, высокоманевренных газотурбинных двигателей для газоперекачки, энергетики и других технологических нужд, постоянно совершенствуя конструкторские решения, применяемые как в новых агрегатах и установках, так и при модернизации действующих путем замены устаревших приводов, НПП "Машпроект" в состоянии удовлетворить самые строгие требования разнообразных потребителей газотурбинной техники.