ЕДИНСТВЕННЫЙ ВАРИАНТ - РАЗВИВАТЬ СОБСТВЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО
27.06.2019
Источник: АВИОПОРТ.ru, 27.06.2019
Академик Фаворский - о перспективах
возрождения отечественного газотурбостроения
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.