En+ Group преобразует Иркутскую ГЭС

Иркутская ГЭС, построенная в 1950-1959 годах на реке Ангара, считается одной из двух старейших гидроэлектростанций в Сибири – вместе с Новосибирской ГЭС (принадлежит ПАО «РусГидро») на реке Обь. Новосибирская станция в свое время опередила Иркутскую по дате постановления Совета министров СССР о начале строительства, но уступила по мощности и вводу первых агрегатов – две первые поворотно-лопастные турбины в Иркутске были запущены в декабре 1956 года; в Новосибирске – лишь через год. 

Правда, спустя более полувека эксплуатации Новосибирская ГЭС снова опередила Иркутскую – в июне этого года в «РусГидро» сообщили, что все семь гидротурбин в рамках Программы комплексной модернизации ГЭС госхолдинга были заменены на новые (проект шел с 2010 года, в итоге мощность станции вырастет с 455 до 490 МВт). Программа модернизации Иркутской ГЭС только начинается, но станет одним из важнейших этапов не менее масштабной программы «Новая энергия», реализуемой En+ Group на принадлежащих ей ГЭС Ангаро-Енисейского каскада общей установленной мощностью почти 15 ГВт. 

Ранее в рамках этой программы была проведена замена рабочих колес на Братской, Усть-Илимской и Красноярской ГЭС, гидротурбин и обмоток статора гидрогенератора на Красноярской ГЭС, но до сих пор ни на одной из станций, входящих в En+ Group, работы по замене гидроагрегата (турбина и генератор) полностью не выполнялись. Иркутская ГЭС станет в этом плане первой – En+ Group инвестирует 3,5 млрд рублей и в предстоящие четыре года полностью заменит здесь гидроагрегаты со станционными номерами от №1 до №4. Гидроагрегат №2, с которого начинается амбициозная программа обновления первой ГЭС Ангарского каскада, за свою долгую жизнь с конца 1956 года отработал 475 462 часа. Как поясняют специалисты, большая часть суммы будет израсходована именно на первый в серии агрегат: на нем будут отрабатывать методики работы и получать опыт на будущее. Срок окупаемости проекта оценивается в 8,5 лет. 

В рамках «Новой энергии» на ГЭС En+ Group меняют не только основное, но и вспомогательное оборудование станций. На Иркутской ГЭС, впервые в истории российской энергетики, заменят все вращающиеся элементы турбины и статор, при этом рабочее колесо старого поворотно-лопастного типа поменяют на колесо пропеллерного типа. Это довольно редкое в гидроэнергетике решение – хотя, например, на Иовской ГЭС ПАО «ТГК-1» в Мурманской области в 2012-2014 годы провели обратную операцию: поменяли пропеллерные турбины на поворотно-лопастные. Схожий проект с 2014 года реализуется на Усть-Хантайской ГЭС «Норникеля», но там поворотно-лопастные турбины меняют на радиально-осевые. 

«Турбины пропеллерного типа отличаются от поворотно-лопастных тем, что обладают оптимальными характеристиками, позволяют повысить КПД и увеличить мощность на 20%. Для нас самое главное, что все заявленные заводом-изготовителем характеристики были подтверждены на приемо-сдаточных испытаниях», - говорит директор компании «ЕвроСибЭнерго-гидрогенерация» (управляет гидроэнергетическими активами En+ Group) Сергей Кузнецов. Как рассказали «Кислород.ЛАЙФ» на ГЭС, новое колесо проще по конструкции, надежнее в работе, безопаснее и обладает более высокими энергетическими показателями – достаточно сказать, что единичная мощность гидроагрегата после замены вырастет с 82,75 МВт до 105,7 МВт. Правда, и его суммарный вес вырастет с 1200 тонн до 2000 тонн. Из бетона вырубят и заменят на новую даже рабочую камеру колеса – новую уже изготовили и испытали, вскоре ее доставят в Иркутск. 

Новые гидроагрегаты, как и старые, полностью отечественного производства – гидротурбины спроектированы и изготовлены на предприятии «Тяжмаш» (Сызрань), генератор – на новосибирском НПО «Элсиб».

В минувшую пятницу в машзале ГЭС произвели извлечение ротора турбины. Два мостовых крана Иркутской ГЭС, каждый грузоподъемностью по 275 тонн, работая в сцепке под единым управлением, извлекли из кратера гидроагрегата ротор весом 500 тонн и диаметром 11,6 метра. Это самый тяжелый элемент во всем оборудовании ГЭС, а операция по его извлечению и транспортировке – одна из самых сложных во всем ремонтном цикле. Хотя производят ее нередко: ведь для любой ГЭС задача №1 – надежность и безопасность эксплуатации, поэтому на станциях регулярно производят осмотр, диагностику и ремонт всего оборудования, включая рабочее колесо, находящееся у Иркутской ГЭС на глубине 14-этажного дома под полом машинного зала. 

Вся процедура по медленному и плавному извлечению ротора заняла около 8 минут – от команды «Вира» до того момента, когда ротор, изготовленный почти 70 лет назад, в последний раз поднялся над полом машинного зала. Как рассказал главный инженер ГЭС Александр Николаев, сейчас на монтажной площадке ГЭС в торце машинного зала уже подготовлен вспомогательный кран грузоподъемностью 3 тонны – это позволит быстрее разбирать ротор и все остальные элементы гидроагрегата на отдельные части, которые затем по железной дороге будут отправлены на переработку. Новое оборудование таким же путем уже поступает на ГЭС, даже в машинном зале можно увидеть некоторые детали, которые первыми будут смонтированы на новых местах. 

Для коллектива станции и монтажников сейчас наступает сложный период: все работы по замене гидроагрегата должны уложиться в 365 дней. Это беспрецедентный срок, особенно если учесть, что замену будут проводить на действующей станции: ГЭС должна будет выполнять все задания «Системного оператора» по производству электроэнергии, регулировать уровень Байкала и решать множество других задач, среди которых – немаловажная для Иркутска роль одного из четырех автомобильных мостов. Все это потребует от энергетиков повышенных мер безопасности, высокой дисциплины и культуры организации работ. 

Как рассказал Сергей Кузнецов, уже сейчас совещания с персоналом и инструктажи проводят дважды в неделю. В октябре работы на агрегате будут вестись круглосуточно: «Мы ставим перед собой очень амбициозные цели. Замена первого агрегата станет полигоном для наработки опыта. Подготовительные работы на площадках и необходимом оборудовании были начаты еще в 2018 году, когда освободили площади для вывоза и утилизации оборудования, для складирования и сохранения новых элементов. Уже сейчас нам понятно, что некоторые решения на монтаже нужно будет принимать прямо на месте, и этот накопленный опыт позволит в будущем сократить время при монтаже следующих агрегатов».

По оценкам специалистов отрасли, Иркутская ГЭС была спроектирована, построена и эксплуатировалась с достаточно высоким коэффициентом полезного действия – за все 63 года ее истории холостые сбросы составили всего 2% от общего объема воды, пропущенного через плотину. Средняя годовая выработка ГЭС превышает 3,8 млрд кВт*часов (у Новосибирской ГЭС – порядка 2,1 млрд кВт*часов), а в начале этого года на счетчике суммарной выработанной энергии зажглось число 238 млрд кВт*часов. 

Но в последние несколько лет экстремального маловодья в бассейне Байкала и Ангары расходы воды через станцию были снижены до минимальных значений – всего 1300 кубометров в секунду. Из-за этого выработка Иркутской ГЭС сократилась до 2,85-2,87 млрд кВт*часов, и только в прошлом году году, после существенного увеличения притока в Байкал, поднялась до 3,12 млрд кВт*часов. Задача производства большего количества энергии при меньших или равных расходах воды в таких условиях стала очень актуальной. 

Как говорит Александр Николаев, за прошедшие 63 года наука и техника шагнули далеко вперед, некоторые вспомогательные системы агрегатов за это время заменяли уже по четыре раза, устанавливая все более прогрессивные. Подверглись замене, в частности, подпятники турбин; в середине 1990-х обновили обмотку статоров на термореактивную – после этого количество отказов по этому элементу сократилось до нуля. Несколько лет назад на Иркутской ГЭС заменили главный щит управления. Теперь настал черед гидроагрегатов. 

Помимо этого, на Иркутской ГЭС планируют провести еще серию процедур, которые тоже значительно преобразят ее изнутри. Четыре агрегата №5-8, которые пока менять не будут, сократят время работы на 60% - до 3000 часов в год. По оценке Николаева, это снизит остроту вопроса об их надежности как минимум на ближайшие 10 лет. Помимо прочего, для их ремонта можно будет использовать часть оборудования и запасных частей, оставшихся от демонтированных агрегатов. «После замены четырех агрегатов мы возьмем паузу на проектирование новых колес для оставшихся. Мы не видим смысла ставить на них рабочие колеса пропеллерного типа, для этого просто не хватит воды, которую Федеральное агентство водных ресурсов позволяет нам расходовать. Будут рабочие колеса поворотно-лопастного типа, но новые, усовершенствованные и более эффективные по сравнению с действующими. В плане это у нас стоит на период с 2026 года», - рассказал Сергей Кузнецов. 

В 2019 году пройдет второй этап программы по установке по периметру ГЭС теленаблюдения и охранных систем – любителей похулиганить на плотине, которые, к сожалению, еще встречаются, предупреждаем заранее. За два сезона, в 2019-2020 годах, будет заменено перекрытие машинного зала – иркутяне, пересекающие плотину ГЭС, должны знать, что они едут как раз над ним. Самая долгая по срокам программа, 2020-2032 годы, посвящена установке на ГЭС быстропадающих затворов. Эти устройства предназначены для перекрытия потока воды из водоприемника агрегата в случае возникновения аварийной ситуации, например, при повышении частоты вращения агрегатов. 

«Сейчас наука и техника движутся такими шагами, что некоторые цифровые технологии устаревают за четыре года. Если раньше на замену, скажем, системы тиристорного возбуждения на всех 18 агрегатах Братской ГЭС уходило 10 лет, то теперь сразу после установки очередного обновления мы начинаем готовиться к его замене», - отметил Сергей Кузнецов.

В целом вся программа «Новая энергия» рассчитана до 2046 года. Инвестиции до 2026 года, с учетом ранее вложенных средств, составят 21 млрд рублей (оценка дополнительных инвестиций до 2046 года в текущих ценах составляет около 34 млрд рублей). Эта программа – ключевой инвестиционный проект энергетических предприятий En+ Group. Один из основных его приоритетов – повышение надежности и безопасности всех станций, включая Иркутскую.

«Модернизация оборудования ГЭС, входящих в En+ Group, позволит повысить коэффициент его полезного действия, даст возможность снизить расходы на проведение ремонтных работ, улучшить рабочие характеристики агрегатов и станций в целом. В результате обновления оборудования ГЭС только в первом квартале 2019 года дополнительная выработка на том же объеме воды составила 271 млн кВт*часов электроэнергии. Планируется, что по итогам реализации программы сибирские гидроэлектростанции En+ Group, начиная с 2022 года, увеличат производство экологически чистой электроэнергии на 2 млрд кВт*ч, пропуская через турбины тот же объем воды. Это позволит снизить выбросы парниковых газов по группе на 2,3 млн тонн в год, что положительно отразится на экологии сибирских регионов», - говорится в официальном сообщении компании.

Для сибирских регионов, чья конкурентоспособность базируется именно на большом объеме сравнительно дешевой электроэнергии, подобная перспектива очень важна. Дополнительные миллиарды киловатт-часов чистой энергии и сокращение выбросов парниковых газов отразятся и на экологической обстановке, и на социальном благополучии в крупнейших городах СФО.