«Элек.ру» — специализированная интернет-площадка, посвященная исключительно вопросам, касающимся электротехнического рынка в целом и отдельных его отраслей в частности.

Вторая молодость Волжской ГЭС

Опубликовано: 23 ноября 2015 г. в 12:59, 48 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

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

2 июля 2010 г. в 10:30
Таким был ответ Алексея Мордашова на один из вопросов, заданных ему представителями СМИ после визита В. Путина на «Силовые машины». Но не будем забегать вперед и расскажем обо всем по порядку.
29 октября 2014 г. в 11:02
Портфель инвестпроектов в энергетике ЮФО заметно похудел после завершения олимпийских строек. Ввод в строй ряда энергообъектов в рамках подготовки к Олимпиаде в Сочи позволил снизить остроту давней проблемы энергодефицита Краснодарского края, но не решил её полностью. А новых реальных проектов в южной энергетике за последний год не появилось.
22 марта 2016 г. в 08:02
​Генерация электроэнергии, основанная на использовании солнца и ветра, отличается непостоянством. Ветер бывает далеко не всегда, а солнце нередко закрывают тучи.
31 мая 2016 г. в 14:47
На страницах «Вестника электроники» в публикации [1] рассказывалось об архитектуре построения и алгоритме функционирования беспроводной сети SmartMesh WirelessHART, объединяющей до 500 различных датчиков контролируемых параметров физической среды.
20 февраля 2014 г. в 09:51
Модернизация и создание новых генерирующих мощностей путем привлечения средств инвесторов является одной из ключевых задач российской электроэнергетики на сегодняшний день.

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

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