جهت تامین برق شبکه معمولا از توربین‌های ۱۰۰ مگاوات به بالا استفاده می‌شود اما در برخی از صنایع مانند صنایع فولاد، فرآیندهای نفت و گاز و .. ظرفیت‌های کمتر از ۱۰۰ مگاوات هم تعریف می‌شود. وجود سبد محصولات متنوع سبب می‌شود بر اساس میزان برق مورد تقاضا، شرایط و منطقه جغرافیایی پروژه، نیاز مشتری و صنعت‌های مختلف تامین شود. با توجه به زیر ساخت‌ها و دانش موجود در کشور، تولید انواع توربین‎‌ها در بازه‌های مختلف توان، در حال حاضر بهترین گزینه برای تولید داخلی است.

روند توسعه توربین های گازی

در روند توسعه توربین های گازی، افزایش راندمان واحدها، از دغدغه‌های اصلی جهت رقابت با نیروگاه‌های حرارتی متداول بخاری بوده و یکی از مهمترین ملزومات اینکار بالا بردن دمای گاز ورودی توربین (TIT) و بالتبع بالا بردن تکنولوژی ساخت توربین به طوری که پره‌های توربین بتواند دمای بالاتری را تحمل کند بوده است.

توربین‌های گازی بر اساس دمای گازهای ناشی از احتراق در ورودی توربین (TIT) در کلاس‌های مختلفی قرار می‌گیرند. این کلاس‌ها عمدتاً شامل E ، F ، G ، H و J می‌باشند. ظرف چند دهه راندمان نیروگاه‌های گازی از حدود ۲۵ درصد در نسل اول به بیش از ۳۵ الی ۳۶ درصد در نسل سوم (توربین ۱۲۵ تا ۱۸۵مگاوات) (عمدتاً سریE ) و بیش از ۴۰ الی ۴۱ درصد در نسل چهارم (عمدتاً سری F) افزایش یافته است.

توربین‌های گازی کلاس F

توربین‌های کلاس F دارای راندمان بالایی هستند به طوری که در مقایسه با توربین‌های کلاس E  افزایش ۲ تا ۵ درصدی دارند که این اختلاف، با توجه به میزان مصرف سوخت توربین‌های گازی، تاثیر گذار خواهد بود.

توربین‌های گازی کلاس F با توان بالای ۳۰۰ مگاوات، گزینه مناسبی جهت افزایش اینرسی شبکه تولید برق هستند. ولی بدلیل هزینه قابل توجه قطعات داغ، در صورتیکه ساخت و تولید آنها در داخل کشور انجام نشود، مشکلات زیادی را در مراحل بهره‌برداری ایجاد خواهند کرد.

چرا اخذ دانش فنی و انتقال فناوری کلاسF به داخل کشور ضروری است؟

تکنولوژی بکار رفته در توربین کلاس F بسیار انحصاری بوده و در حال حاضر حدود ۷۰ % نیاز بازار بطور مستقیم یا غیر مستقیم از طریق کشور آمریکا پوشش داده می شود. عدم ساخت داخل کامل این توربین، کشور را متکی به خارج از کشور نموده که می تواند مشکلات بسیاری را ایجاد نماید.

از سوی دیگر، از آنجایی که توربین‌های گازی کلاس F در محدوده دمایی بالایی کار می‌کنند (نزدیک به ۰c ۱۳۰۰)، لذا جنس مواد مورد استفاده در قطعات داغ آنها باید مقاوم به این دمای بالا باشد. پوشش‌های پیشرفته (مقاوم) و ریخته‌گری فوق پیشرفته سوپرآلیاژها از ویژگیهای آن است که این امر تاثیر بسیار زیادی در افزایش قیمت قطعات داغ و تعمیرات و نگهداری توربین‌های سری F نسبت به سری E دارد.

در حالیکه طی ۱۰ سال گذشته مپنا با تولید قطعات داغ توربین های کلاس E در کشور، بازار را از حالت تک قطبی خارج نموده و لذا قیمت قطعات داغ کلاس E به نحو چشم گیری کاهش یافته است، این اتفاق در حوزه توربین‌های کلاس F هنوز رخ نداده است. با توجه به هزینه بالای پره‌های مورد نیاز توربین کلاس F می‌توان دریافت در صورت استفاده از این نوع توربین، تولید و ساخت داخل کردن این توربین و قطعات داغ آن الزامی بوده و در غیر اینصورت هزینه هنگفتی بابت خرید لوازم یدکی به سرمایه گذار تحمیل و از کشور خواهد شد.

ساخت داخل در گروه مپنا

تمامی مراحل تکامل گروه مپنا با هدف داخلی کردن مجموعه فعالیتهای طراحی و ساخت تجهیزات نیروگاه صورت پذیرفته است و تلقی اشتباه از ساخت داخل که صرفاً به ساخت داخل نگاه سخت‌افزاری دارد باید برطرف شود. در تمامی قراردادهای انتقال تکنولوژی و ساخت داخل مپنا که براساس قابلیت های مپنا و پیمانکاران داخلی طراحی شده بحث، انتقال دانش فنی (مدارک)، آموزش، ارائه خدمات سوپروایزری و کنترل کیفی و تست در آن دیده شده است.

اجرای طرح ساخت داخل کامل تجهیزات اصلی نیروگاه، باعث کاهش قابل توجه هزینه‌های احداث نیروگاه شد البته اجرای این مراحل نیاز به دیدگاه بلندمدت مالی مسئول وزارت نیرو داشت که خوشبختانه در سال ۱۳۷۸ این زمینه کاملاً فراهم شد و با هدف تجمیع سازی نیازها؛ وزارت نیرو اقدام به عقد قرارداد برای احداث چندین نیروگاه با ۳۰ توربین گازی با مپنا کرد. در حال حاضر مپنا، با هماهنگی و جلب موافقت وزارت نیرو اقدام به انتخاب توربین گازی مدل  SGT۵-۴۰۰۰F زیمنس به ظرفیت اسمی ۳۰۷ مگاوات و با راندمان ۴۰درصد نموده و با عقد قرارداد انتقال تکنولوژی با شرکت زیمنس اقدام به اجرای پروژه نیروگاه بندر عباس کرده است که در سیکل ترکیبی راندمان بالای ۵۸درصد خواهد داشت. اما اجرای مراحل بعدی قرارداد انتقال تکنولوژی بستگی به اجرای نیروگاه های بعدی دارد زیرا انتقال تکنولوژی در چند فاز و با ساخت داخل (از جزئی تا کامل) جمعا ۲۰ توربین تحقق می یابد. تجربه گذشته نشان داده است که تنها راهکار برای تحقق این اقدام به صرفه و صلاح ، تجمیع نیازهای کشور است.

فقدان منابع مالی و سرمایه‌ای کافی جهت توسعه ظرفیت تولید برق کشور در شرایط کنونی مسئولان را مترصد استفاده از فرصتهای برون مرزی کرده ولی گزینه های اندکی مطرح است. از طرف دیگر کشور ما بیش از یک دهه است که تکنولوژی ساخت داخل توربین‌های گازی و بخاری همراه با دانش طراحی و احداث نیروگاههای سیکل ترکیبی را در اختیار دارد و می‌توان به جرأت ادعا نمود که در این زمینه از کشورهای مطرح دنیا است. اثبات این مدعا همین بس که بار اصلی توسعه ظرفیت تولید برق کشور طی سالهای اخیر که کشور مواجه با محدودیتهای بین المللی بود، بر دوش مجموعه های داخلی بوده که توانستند کشور را در زمینه تولید برق سربلند نمایند و باز هم این سوال مطرح می‌گردد که با وجود چنین امکانی در کشور، آیا صلاح است فقدان منابع سرمایه‌ای، بهانه خرید نیروگاه از خارج کشور باشد؟

کشور این توان را دارد که نیازهای توسعه‌ای در برق را پاسخ دهد و ضروری است بجای خرید محصولات و تجهیزات نهائی، با استفاده از ابزارهای سیاسی، اقتصادی و بانکی، منابع فاینانس را به سمت خرید مواد اولیه و قطعات نیم ساخته از این کشورها که مورد نیاز صنایع و پیمانکاران داخلی است، هدایت نمایند و توسعه تولید برق کشور را بر دوش نیروگاه‌های ساخته شده به دست نیروهای داخلی و با راندمان بالا، قرار دهند.