Вторая молодость Волжской ГЭС

Опубликовано: 23 ноября 2015 г. в 12:59, 39 просмотровКомментировать

«Коммунизм есть советская власть плюс электрификация всей страны». Этот тезис вождя мирового пролетариата хорошо помнит старшее поколение, чьими руками зажигались лампочки Ильича. И хотя светлое будущее так и осталось недосягаемо, построенные в советские годы грандиозные гидросооружения до сих пор в строю. В последнее время на большинстве из них идет масштабная модернизация. И Волжская ГЭС, отмечающая в 2016 году свое 55-летие, не исключение.

Башня до самого неба

Прежде, чем начать повествование о днях сегодняшних, ненадолго заглянем в прошлое и обратимся к истории создания крупнейшей в Европе ГЭС. В послевоенные годы, когда советские города еще лежали в руинах, началось строительство гидроузла на Каме, положившее начало Волжско-Камского каскада. Сегодня самой крупной из 11 сооруженных здесь гидроэлектростанций является Волжская, к созданию которой приступили в 1950-м. Уже тогда можно было говорить об уникальности будущего объекта: в мировой практике еще не было опыта подобных работ на полускальных породах, где характерно нарушение монолитности. Первоначально, или как говорят на «этапе большой земли», требовалось вырыть котлован глубиной в 40 метров, длиной 1 км и шириной 500 м. До переброски крупной спецтехники основная нагрузка по решению этой задачи выпала на долю землекопов — вольнонаемных рабочих, пленных и заключенных. Объемы извлеченного грунта поистине впечатляют: построенная из него условная башня достигала бы высоты 18 км! Затем, в 1954 году, произошла закладка первого кубометра бетона, а спустя четыре года через плотину пошла вода.

В 1958 г., в День энергетика, первый гидроагрегат заработал. До конца года под нагрузку были поставлены еще два агрегата, время монтажа каждого из которых удалось сократить с 60 до 49 суток. Даже недружелюбный запад сумел оценить заслуги советских машиностроителей: на всемирной выставке в Брюсселе гидроагрегаты Волжской ГЭС получили Большой приз. 10 сентября 1961 г. Никита Хрущев перерезал красную ленточку и, тем самым, ввел станцию в эксплуатацию. В целом, около двух тысяч предприятий и десятки научно-исследовательских институтов страны оказались задействованы в строительстве. Основное гидрооборудование разместилось в 736-метровом здании, состоящем из одиннадцати секций, где в каждой расположено по два агрегата. За годы становления ГЭС появились не только десятки песен, стихов и рассказов, воспевающих трудовой подвиг, но и целый город энергетиков — Волжский, сегодня крупнейший промышленный центр Нижнего Поволжья. Таким образом, вместе с запуском станции произошел мощный толчок к созданию единой энергетической системы страны.

Контракт «под ключ»

Новейшая история гидростанции началась в 2008 году, когда она вошла в состав компании «РусГидро». Однако еще в начале двухтысячных остро обозначилась необходимость замены большинства машин ГЭС в связи с высоким процентом их изношенности. Экономическая обстановка тех лет позволяла проводить лишь точечные ремонты отдельных узлов. Для изменения ситуации в декабре 2011 года Совет директоров ПАО «РусГидро» утвердил программу комплексной модернизации объектов генерации, которая предполагала заключение долгосрочных договоров с производителями оборудования. Первыми реализованными проектами стали Саяно-Шушенская и Баксанская ГЭС, где установлены гидроагрегаты «Силовых машин». Высокие оценки, полученные холдингом на вышеупомянутых объектах, определили выбор генерального подрядчика и для модернизации Волжской ГЭС. Итогом стал долгосрочный контракт, который сами машиностроители называют «10+22»: по его условиям «Силовые машины» заменят 10 гидротурбин и 22 генератора. В зону ответственности генподрядчика также включен демонтаж старого и монтаж нового оборудования. Первые поставки в рамках подписанного документа стартовали в 2013 году, а сегодня обновлено практически две трети парка турбин, половина тиристорных систем возбуждения и пятая часть генераторов.

— Реализуемый проект масштабный и сложный, — отмечает директор Волжской ГЭС Сергей Болотов. — Нам очень повезло с партнером в лице «Силовых машин». Вместе мы находим правильные и эффективные решения для того, чтобы все мероприятия выполнялись в срок, качественно и не влияли на работу действующей части станции, т.е. модернизация и эксплуатация не препятствуют друг другу.

Заказчику, по мере готовности, остается лишь приступить к эксплуатации гидроагрегатов или, говоря образно, просто «повернуть ключ». Все взятые на себя обязательства «Силовые машины» должны выполнить к 2021 г.

Технологии и экология

Совсем недавно под нагрузку поставлен еще один модернизированный гидроагрегат со станционным номером 9. Заменены гидрогенератор с комплексом вспомогательного оборудования и система возбуждения. Ранее, в начале 2000-х, замене подверглись гидротурбина и собственная система автоматического управления.

30 сентября 2015 года. Запуск в эксплуатацию модернизированного гидроагрегата №9

Новое оборудование имеет ряд отличительных особенностей от предшествующего. Так, в установленной гидротурбине лопасти и элементы поворотно-лопастного механизма полностью изготовлены из нержавеющей стали, что значительно повышает устойчивость к корозии и кавитационным процессам, снижаются затраты на ремонт. Кроме того, уменьшено количество лопастей.

Машинный зал Волжской ГЭС

— В результате конструкторского решения — оборудовать турбину пятью лопастями вместо шести и новой проточной частью — увеличен поток воды (одна из основных составляющих математической формулы мощности), и, как следствие, повышена мощность, — рассказывает директор представительства «Силовых машин» Юрий Лытиков. — Однако увеличив мощность лишь привода, больше киловатт в сеть не сгенерируешь, поэтому и гидрогенератор получил иную конструкцию. Потери мощности удалось снизить за счет применяемых электротехнических сталей. Также в отличие от прошлого проекта внедрена новая вентиляция статора машины, а сами детали статора выполнены из безасбестовых материалов с улучшенными диэлектрическими характеристиками (соответствие международным стандартам по классу «S»), что позволяет снимать с главных клемм статора большую нагрузку в сеть. В комплексе усовершенствованная конструкция гидроагрегата расширяет эксплуатационную «вилку» между min и max мощностей.

Рабочее колесо 9-го гидрогенератора (вес 80 тонн) тоже имеет конструктивные особенности. Главной из них является полное соответствие экологическим нормам, ввиду отсутствия масла в зоне поворота лопастей. Теперь привод лопастного механизма сконцентрирован в верхней части и не содержит столь вредного с точки зрения экологии продукта. Значит, и загрязнение Волги значительно уменьшится.

—Экологические аспекты рассматриваются во всех проектах в рамках модернизации, — подчеркивает директор Волжской ГЭС Сергей Бологов. — Это касается турбин, трансформаторов, дугогасящих катушек и другого оборудования. Урон окружающей среде сведен к минимуму.

За годы реконструкции специалистами «Силовых машин» приобретен бесценный опыт, благодаря которому появляется возможность внедрять новые методы работы. В частности, прямо в машинном зале ГЭС, т.е. непосредственно на месте установки, осуществляется сборка очередного гидрогенератора. Такой подход обусловлен его размерами — 14,5 метра по ротору и 17 метров по спинке статора (одна из самых больших машин на европейском континенте) и, как следствие, значительными трудностями при доставке. К тому же, в заводских условиях осуществляется монтаж секциями, так называемыми шестерками, что приводит к наличию большего числа межсекционных стыков и становится причиной тепловых потерь. Во избежание этого специалисты конструкторских бюро «Силовых машин» рассчитали возможность сборки по кольцу, т.е. разработали стыковую конструкцию активной стали статора. В результате исключены немалые потери мощности, а также повышена устойчивость статора машины к перегрузкам.

В то же время идет не только замена, но и реконструкция некоторых деталей, например, валов турбин. Проведенные обследования показали, что металл, из которого они изготовлены, отвечает конструкционным требованиям и может дальше эксплуатироваться. Износу подвергается в основном нержавеющая облицовка или как ее еще называют, «рубашка», по которой скользит подшипник. Поэтому уже на производственных мощностях Ленинградского металлического завода старую «одежду» удалят и нанесут новую. Такие же обследования проходят статоры турбин, полностью находящиеся в подводной части. Обнаруженные местные дефекты колонн статора ликвидируются по разработанным конструкторами «Силовых машин» технологиям.

Тотальная модернизация

Директор Волжской ГЭС уверен: по окончании контракта о замене гидросилового оборудования можно забыть на долгие годы. И это не просто красивые слова, а мнение гидроэлектроэнергетика и турбиниста с внушительным трудовым стажем, которое подкреплено, в том числе, и сорокалетней гарантией «Силовых машин». Помимо увеличенного срока службы и повышенных эксплуатационных характеристик, новые гидроагрегаты обладают и большей мощностью в сравнении с предыдущими. На первый взгляд, такой шаг может показаться излишеством, ведь и до модернизации мощность станции была гораздо больше, чем поступающий (за исключением паводка) объем воды. Зачем же тогда нужны дополнительные мегаватты?

Сборка очередного гидрогенератора осуществляется прямо в машинном зале ГЭС

— Для обеспечения покрытия пика графиков нагрузки в утренние и вечерние часы, — объясняет Сергей Болотов. — Тепловым станциям для решения подобной задачи потребуются газотурбинные установки, что гораздо сложнее в реализации. Нам достаточно лишь шесть минут, чтобы выйти на нагрузочный пик в 2000 МВт. Волжская ГЭС, по сути, является тем незаменимым элементом, от которого зависит деятельность всей энергосистемы.

В конце июля текущего года успешно пущен в промышленную эксплуатацию стационарный агрегат №13

Это означает, что гарантированное увеличение объемов выработки электроэнергии практически за считанные секунды возможно лишь при исправной и надежной работе всего парка имеющегося оборудования, в том числе и электротехнического. Поэтому в ближайшие годы помимо замены и ремонта гидроагрегатов предстоит модернизация ОРУ-500 кВ и реконструкция ОРУ-220 кВ. Запланирована установка новых силовых трансформаторов 220 и 500 кВ и затворов водосливной плотины. В целом, программа комплексной модернизации продлится до 2025 года с беспрецедентным бюджетом в 58,4 млрд руб. Непростая экономическая ситуация вносит свои корректировки, однако на основных этапах работ — сегодня это сроки вывода и ввода гидроагрегатов, — никак не отражается. По окончании всех мероприятий установленная мощность объекта вырастет до 2744,5 МВт (проектная 2530 МВт). И еще один немаловажный фактор, который нельзя не упомянуть: станция станет одной из лучших в России по безопасности сооружений.

Таким образом, пример Волжской ГЭС — это тот самый случай, когда определение «вторая молодость» не является лишь словесной вуалью, а представляет собой объективную реальность, обретенную в результате большого объема проделанной работы. Значит, можно с уверенностью сказать: здесь в пятьдесят пять все только начинается! 

Источник: Тимур Жемлиханов, материал опубликован в журнале «Электротехнический рынок», №№5-6 (65-66), 2015

Информация о компании

Элек.ру, ООО
Компания «Элек.ру» — команда профессионалов, обеспечивающих эффективную работу и развитие крупнейших рекламно-информационных проектов электротехнической отрасли: Интернет-портала Elec.ru и журнала «Электротехнический рынок».

Рекомендуем почитать

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.