Теплоэнергетическая отрасль меняется на глазах. То, что раньше считалось стандартом качества, сейчас – лишь базовый уровень. Как современные технологии создают новый облик одной из важнейших отраслей промышленности, мы решили узнать у Руководителя проектной группы теплоэнергетических установок ООО «ЧЗЭО» Михаила Старостина. Из интервью вы узнаете, какие ошибки чаще всего возникают при проектировании ТЭУ, как выглядит цифровизация в теплоэнергетике и какие тренды ещё можно заметить невооружённым взглядом.
– Михаил, расскажите, какие специалисты входят в вашу проектную группу?
– В нашу группу входят инженеры-проектировщики тепломеханических решений, т.е. те ребята, которые разрабатывают то, как выглядит котельная внутри, как по трубам распределяется мощность внутри котельной, какая стоит арматура, и какой внешний вид она будет иметь. Также есть специалисты, которые занимаются программированием и наладкой ТЭУ. Это процесс, связанный уже не с черчением трубопроводов или просчётом гидравлических сопротивлений, а хорошая программная работа. Они отвечают за управление логикой котельной: каким образом и что будет отвечать на запросы, например, контроллера, какие блокировки будут работать и при каких случаях и т.д. Наладка котельной – тоже зона их ответственности.
– А какие чаще всего бывают ошибки при проектировании котельных?
– Чаще всего это неправильно подобранный резерв котельной. Например, заказчик говорит: «Нужен резерв». Изготовитель спрашивает: «Сколько?». А сколько, он и сам может не знать. В этом случае производитель действует согласно нормативно-технической документации, то есть обращается в СП, смотрит, какая у объекта классификация и делает согласно требованиям и нормам. Потом выясняется, что резерва надо больше или меньше. Вполне возможны ошибки, связанные с комплектацией. Оборудования в котельной много: это десятки метров трубопровода, множество отводов, огромное количество фланцев, которые соединяют эти провода между собой, болтов и пр. Когда работа идет быстро, при заказе оборудования можно упустить из внимания какую-то позицию из мелкой арматуры – болты, шаровые краны диаметром 32, 40 мм, манометр или термометр. Крупные элементы, такие, как котлы, горелки, дымовые трубы или газовая составляющая котельной, их не пропустишь. А с мелкими компонентами бывает история, когда заказали меньше или больше, чем нужно, либо манометр приехал со сколотым стеклом. Все эти вопросы можно быстро решить – сейчас комплектующие для ТЭУ доступны в любом российском регионе – но, естественно, таких ошибок мы стремимся не допускать.
– А как вы предотвращаете такие ошибки?
– Применяем многоступенчатый контроль на каждом из этапов производства. Стараемся наладить хорошую коммуникацию с заказчиком – чем больше информации мы получаем на этапе обсуждения проекта, тем меньше шансов, что в будущем возникнут недоразумения.
– Вы упомянули, что ваша группа занимается разработкой программного обеспечения для управления котельными. Расскажите об этом подробнее.
– У людей, далёких от теплоэнергетики, может сложиться представление, что котельная – это элементарное оборудование, и там нечем управлять: зашла вода холодная, вышла горячая. Но для того, чтобы вода вышла нужной температуры, именно тех параметров по давлению, которые требуются, не было перегружено или, наоборот, недозагружено, требуется котельная автоматика.
– Это уже стандарт для котельных?
– Да, ручное управление уходит в прошлое. Условно печки в котельные уже никто не ставит. Те котельные, которые делаем мы, чаще всего идут в удаленные регионы с суровым климатом. В таких условиях желания находиться в котельной 24/7 и смотреть, что происходит с оборудованием, не отходя ни на шаг, мягко сказать, мало. Современные котельные оснащены датчиками, которые собирают данные о давлении, температуре и других параметрах. Все эти данные собираются, контроллер их обрабатывает и выводит либо на панель внутри котельной, либо на удаленное рабочее место. Оператор, взглянув на монитор, может понять, что происходит в системе, не проверяя каждый датчик и узел котельной. И с этого же рабочего места может отрегулировать технологические процессы.
– Как в эту систему вписывает «4Z Диспетчер»?
– «4Z Диспетчер» – это сервис удалённого мониторинга и управления объектом энергетики. Он востребован в ситуации, когда, заказчик находится, например, в Москве, а котельная – в Якутске. «4Z Диспетчер» позволяет дистанционно, не выходя из своего кабинета, посмотреть, что происходит с оборудованием. Но главная его функция, над которой работают наши специалисты совместно с учёными ЮУрГУ, это предиктивная аналитика. В перспективе система позволит предотвращать зарождение аварийных ситуаций на самом раннем этапе и сигнализировать о необходимости плановой замены какого-либо элемента. Это может быть, в частности, датчик температуры, у которого начинает «шалить» значение – то подниматься, то опускать ниже нормы по неизвестной причине. Сервис подскажет, что срок его эксплуатации подходит к концу.
Кроме того, оборудование становится сложнее, и заказчикам уже недостаточно, чтобы котельная выполняла только функцию отопления. Им требуется, чтобы она, помимо нагрева воды, выполняла ещё функцию поддержки технологических процессов или давала, например, паровую нагрузку. Такое применение котельные находят в фармакологии или сельском хозяйстве. Соответственно, в одной котельной появляются уже два вида котлов, имеющих разный принцип работы. С «4Z Диспетчером» можно отслеживать технологические процессы в таких сложных комплексах и значительно сократить время на их обслуживание и осмотры.
– Где в будущем мы сможем увидеть облачные сервисы, подобные «4Z Диспетчеру»?
– Скорее всего, на ТЭЦ или ТЭС, поскольку там оборудование гораздо серьезнее – те же турбины, которые вращаются под воздействием пара и преобразуют энергию вращения в электрическую энергию с помощью генератора, установленного после турбины. Облачные диспетчеры способны в одной программе дать полную раскладку по работе таких объектов и заранее спланировать замену компонентов, а плановый ремонт выйдет гораздо проще и дешевле, нежели устранять поломку в авральном режиме. Ещё один плюс – возможность оптимизировать огромный штат обслуживающего персонала.
– Над какими проектами сейчас работает Ваша группа?
– На данный момент в работе – блочно-модульная электрическая высоковольтная котельная номинальной мощностью 4 МВт и блочно-модульная газодизельная котельная номинальной мощностью 18 МВт. Оба проекта находятся на стадии разработки проектной документации.
– Для каких объектов они предназначены?
– Электрическое высоковольтная котельная отправится в Омсукчан Магаданской области, городок небольшой и далёкий. Там она будет использоваться в качестве резервного источника снабжения на период ввода в эксплуатацию основной, угольной котельной, или в том случае, если основная будет находиться в ремонте.
– В каких случаях или регионах отдают предпочтение электрическим котельным?
– Электрические котельные востребованы там, где электричество дешевое и его много. Это обстоятельство может еще накладываться на низкий уровень газификации в регионе. Такая ситуация наблюдается в Магаданской области, Чукотском автономном округе. В той же Иркутской области есть Братская ГЭС, в Красноярском крае – Саяно-Шушинская ГЭС, которые вырабатывают много электричества. Соответственно, какие-то мощности можно покрыть именно электрическим теплом.
– Какие преимущества имеют электрические котельные?
– Экологичность, компактность, простота в монтаже. Если стоит электрическая котельная, то никаких дымовых труб нет, она не испускает дыма – ни белого, ни чёрного, просто нагревает воду и направляет ее к нужным потребителям. Электрическая котельная проще в монтаже, потому что нет сопутствующих сетей. Если котельная газовая, да еще и первая категория потребителя, то обязательным условием будет наличие резервного топлива, резервных вводов воды. Электрические котельные редко бывают первой категории, потому что в них сложно сделать два вида топлива. Её проще и быстрее монтировать. Можно уместить в более компактные размеры. Те же газовые котлы на 4 МВт будут занимать больше места, чем высоковольтный котел той же мощности. Но это требует от проектировщиков определённой квалификации в части распределения электрической нагрузки, которая заходит в котельную, и обеспечения безопасности её использования.
– Какие основные проекты вы реализовали в прошлом году?
– Была произведена блочно-модульная высоковольтная водогрейная котельная номинальной мощностью 4 МВт для снегоплавильной станции в Хабаровске. И мы получили положительное заключение экспертизы проектной документации для газодизельной котельной номинальной мощностью 12 МВт.
– Котельная для снегоплавильного пункта звучит интересно. При её проектировании возникали какие-то сложности?
– Честно, с этой котельной сложностей не было. Проект был достаточно простой. Она состояла из двух блок-модулей. В одном компактно разместили котел, всю обвязку котельного оборудования, насосы, теплообменники, водоподготовку, расходомеры. Во втором модуле выделили помещение для оператора и установили ячейки КСО для того, чтобы распределять электроэнергию, считать и безопасно эксплуатировать. Ввести в эксплуатацию котельную планируют в первый-второй квартал 2025 года.
– Снегоплавильные станции – обычное явление для Москвы и Санкт-Петербурга. В последнее время интерес к ним начали проявлять и регионы. На Ваш взгляд, Челябинску интересно будет перенять столичный опыт в борьбе со снегопадами?
– В Челябинске снег пока вывозят на специализированную снегосвалку. Разговоров про снегоплавильные станции я не слышал. Возможно, если положительный опыт Хабаровска заметят другие регионы, то мы увидим снегоплавильные пункты и в уральских городах.
– Напоследок модный вопрос: какие тренды в теплоэнергетике Вы видите?
– Сегодня мы наблюдаем несколько ключевых трендов, которые активно формируют будущее отрасли. Во-первых, это переход к более продуманному и технологичному проектированию. Современные котельные создаются с использованием 3D-моделирования и BIM-технологий, что позволяет минимизировать ошибки и оптимизировать процессы ещё на этапе проектирования. Во-вторых, растёт спрос на комплексные решения: заказчикам нужна уже не просто котельная, которая будет отапливать здание, а энергетический комплекс, способный закрыть их нужды в любой ситуации. Соответственно, компании стремятся закрыть больше потребностей заказчика в «одном окне», отсюда увеличивается наполнение котельных и объём работ. В них устанавливают и газоиспользующее оборудование, оборудование для дизельных нужд, насосные станции и т.д. И конечно, цифровизация. Это общий тренд, который не обошёл теплоэнергетику. Производители оборудования развивают собственные экосистемы, создают приложения и платформы, чтобы условный главный энергетик мог со своего монитора контролировать и управлять всем энергохозяйством. И при этом подключать в систему не только котельные и ячейки, но и дизель-генераторные станции, газопоршневые установки и другое технологическое оборудование. В идеале цифровизация выглядит так: когда котельная, как робот-пылесос, отправляет тебе смс: «скоро сломаюсь, приезжай и привези вот такой комплект запчастей».