Ириклинская ГРЭС

После съемки Северо-Западной ТЭЦ я почти сразу отправился на юг нашей страны — в бескрайные степи Оренбургской области, где на берегу живописного Ириклинского водохранилища находится одноименная государственная районная электростанция — Ириклинская ГРЭС. Это крупнейшая тепловая электростанция Южного Урала, а установленная мощность ГРЭС (2444 МВт, включая 30 МВт ГЭС) позволяет обеспечивать электроэнергией более 62% потребностей Оренбургской области.

Материал получился большим, но в нем вы узнаете много интересных технических особенностей станции.

1. Два часа полета до аэропорта города Орска и полтора часа на машине среди бескрайних — еще не самый худший вариант логистики. В Магаданской области после семи часов полета почти столько же пришлось ехать до ГЭС на машине.

2. Станция встречает монументальным серпом и молотом, напротив которого относительно недавно поставили православный крест. На горизонте как раз видна станция со своими трубами и километры ЛЭП, уходящей в степь.

3. Станция является градообразующим предприятием поселка Энергетик, в котором проживают 9,5 тысяч человек, а на самой станции работает около 700 человек.

4. История станции неразрывно связана с водохранилищем и Ириклинской гидроэлектростанцией, но про нее я сделаю отдельный пост, уж больно она оказалось интересной. А рассказ про нашу ГРЭС берёт своё начало 26 августа 1959 года, когда завершилось строительство Ириклинского гидроузла и было принято решение о создании станции. Но только 8 июня 1962 года Правительство постановило указ о комплексном строительстве Ириклинской ГРЭС и жилого посёлка — тогда и стартовала стройка.

5. Как водится, строительство ГРЭС было объявлено Всесоюзной ударной комсомольской стройкой.

6. В январе 1963 года на стройплощадку прибыли первые строители с Троицкой ГРЭС.

7. С зимы 1963 года началось строительство посёлка Энергетик, и уже в марте был вбит первый колышек под фундамент первого многоквартирного жилого дома посёлка.

8. 23 июля 1969 года в главном корпусе начался монтаж котла, а также турбины и другого оборудования.

9. К 57-й годовщине Великой Октябрьской Социалистической революции — 7 ноября 1970 года первый энергоблок мощностью 300 МВт был введён в эксплуатацию. Этот день и считается днём рождения Ириклинской ГРЭС.

10. Что до сих пор удивляет на старых фотографиях, так это полнейшее пренебрежение техникой безопасности на строительстве. Обратите внимание на деревянную лестницу слева. Внизу как раз есть человек для масштаба.

11. Второй энергоблок был поставлен под нагрузку 31 декабря 1970 года.

12. Эта стройка стала серьёзным достижением отечественного энергостроения: за короткий период были введены в действие с «нуля» два мощных энергоблока на одной электростанции.

13. В 1975 году, после пуска еще четырех энергоблоков, сдана в постоянную эксплуатацию первая очередь Ириклинской ГРЭС мощностью 1 800 МВт.

14. В 1978 и 1979 годах были введены в эксплуатацию еще два энергоблока, и установленная мощность была доведена до проектной — 2400 МВт. Однако акт приёмки в эксплуатацию второй очереди Ириклинской ГРЭС и посёлка Энергетик был подписан государственной комиссией только в 1985 году. Таким образом, полный срок строительства станции составил 23 года.

15. На тот момент это была современная и типовая блочная конструкция тепловой станции. Помимо электроэнергии ГРЭС отдает тепло — установленная тепловая мощность: 120 Гкал/ч.

16. На станции установлены генераторы с водородно-водяным охлаждением. Здесь, наверное, необходимо окунуться в небольшой технический экскурс.

Во время работы в генераторе возникают потери энергии, превращающиеся в теплоту и нагревающие его элементы. Предельный нагрев генераторов лимитируется изоляцией обмоток статора и ротора, так как под воздействием теплоты происходит ухудшение ее электроизоляционных свойств и понижение механической прочности и эластичности. Изоляция высыхает, крошится и перестает выполнять свои функции. По так называемому восьмиградусному правилу, установленному экспериментально и положенному в основу расчетов температурных режимов электрооборудования у нас в стране, при повышении температуры изоляции на 8°С срок ее службы уменьшается в два раза.

Исторически, первой системой охлаждения генераторов была система косвенного воздушного охлаждения. При этой системе циркуляция воздуха в машине осуществляется вентиляторами, насаженными на вал с обоих его торцов. Система воздушного охлаждения до сих пор используется на генераторах гидроэлектростанций, так как водородное охлаждение там не применяется из-за больших размеров этих машин, при которых трудно создать газоплотный корпус.

Для тепловых станций использование воздушного охлаждения оказалось лимитированным размерами самого генератора. Поэтому для увеличения мощности при тех же размерах, пришлось придумывать принципиально новую систему охлаждения и с 1947 г. на отечественных тепловых электростанциях стали устанавливать генераторы с водородным охлаждением. Применение водорода для охлаждения генераторов оказывается целесообразным вследствие его весьма благоприятных теплофизических свойств.

Кроме повышения единичной мощности, при переходе на водород были получены следующие преимущества: потери в генераторе на трение и вентиляцию уменьшились в 10 раз, так как плотность водорода в 14 раз меньше плотности воздуха. Это привело к повышению КПД турбогенератора примерно на 0,8 %. Увеличился срок службы изоляции, и повысилась ее надежность, так как при коронировании не возникает озона, вызывающего интенсивное окисление изоляции и вредные азотные соединения. Из-за значительно меньшей вязкости водорода снижается шум генератора. При внутренних повреждениях в машине уменьшается вероятность пожара в ней, так как водород не поддерживает горения. Значительно уменьшается поверхность газоохладителей, которые теперь являются встраиваемыми в корпус генератора. Правда, применение водорода для охлаждения связано с опасностью взрывов гремучей смеси, которая образуется при определенных соотношениях кислорода и водорода. Однако правильная эксплуатация систем водородного охлаждения сводит эту опасность на нет.

На Ириклинской ГРЭС для генераторов большой мощности введена в эксплуатацию водородно-водяная система охлаждения, которая является более эффективной, чем водородная. Водородом охлаждается ротор, роторная обмотка и активная сталь статора. А статорная обмотка охлаждается конденсатом, циркулирующим в полых проводниках.

17. Шестой энергоблок. Слева, на отдельном постаменте, питательные насосы: ПЭН и ПТН — питательный электронасос, являющийся пускорезервным и питательный турбонасос, который основной.

18. Блочный щит управления котлотурбинной установкой на 5 и 6 энергоблоках.

19. Машинист станционного энергоблока №2 Сергей Калагаев.

20. В сентябре закончился капитальный ремонт второго энергоблока, мощность которого увеличилась на 14 МВт и достигла 314 МВт. Рассматривается вариант реконструкции еще двух блоков с увеличением мощности каждого уже на 30 МВт. Дальнейшее увеличение мощности в ближайшей перспективе не является целесообразным, так как максимальная нагрузка станции (при работе только на газе) ограничена 1740 МВт ввиду недостаточной пропускной способности ГРС ОАО «Газпром», с которой осуществляется газоснабжение станции. Пропускной способности ГРС хватает на работу только шести энергоблоков из восьми. При вводе ограничения по подаче газа предусмотрено сжигание резервного топлива — мазута. А работа на мазуте бывает довольно часто — когда станция берет максимальную нагрузку. Когда ведётся ремонт газопровода или ГРС, станция также переходит на мазутное топливо. Если ведётся работа от мазута, то железнодорожным составам с цистернами мазута нет конца, они стоят до горизонта.

21. Цилиндр высокого давления обновленной турбины. На время сертификационных испытаний кожух был снят.

22. А это симбиоз эпох в управлении. Слева — блочный щит второго поколения (от первоначального варианта здесь только каркас и табло) от первого энергоблока. Справа — модернизированный второй.

23. Олег Кобец и теплый аналоговый пульт управления. Только монитор выбивается из общей картины.

24. Сергей Мартель, старший машинист СМБ блочного щита №1.

25. На станции эксплуатируются котлы трех типов: ПК-41 (№ 1, 2); ТГМП-114 (№ 3, 4), ТГМП-314 (№ 5, 6, 7, 8) — по мере развития прогресса применялись более новые котлы.

ПК-41 — первый отечественный агрегат сверхкритического давления, работающий на сернистом мазуте и природном газе.
ТГМП-114 работает также на газе или мазуте. Компоновка котла П-образная, двухкорпусная, симметричная.
ТГМП-314 - это однокорпусный паровой котел с П-образной компоновкой.

Использование однокорпусного котла потребовало увеличения высоты котельного здания, что заметно отразилось на облике станции.

26. Топки и газоходы всех котлов находятся под разрежением, что обеспечивает лучшую тягу.

27. Изначально в качестве топлива использовался мазут, но в 1976 году станцию перевели на природный газ, подключив к газопроводу «Бухара-Урал». Кстати, за один час одна горелка этого котла (ТГМП-314) сжигает 5000 кубометров газа.

28. Эстакада для слива мазута из цистерн.

29. Трансформатор.

30. Компоновка станции требует протяжения проводов ЛЭП от трансформаторов к ОРУ через котлотурбинный цех.

31. Тут же возникает вопрос, а почему нельзя развернуть станцию на 180 градусов? Оказывается, никак нельзя. Данное расположение позволяет сократить длину циркуляционных водоводов и максимально приблизить станцию к воде. Эти водоводы охлаждают отработанный пар после турбины и, по правилам, их нельзя пропускать под трубами и главным корпусом.

32. Все три дымовые трубы используются также в качестве опор ЛЭП, подобно трубам Конаковской или Каширской ГРЭС

33. Ходить по крыше, честно говоря, было немного не комфортно. Конечно, там все безопасно, но когда сверху столько электричества — бррр.

34. Центральный щит управления.

35. Дмитрий Лыков, начальник смены станции. Дмитрий — призер всероссийских соревнований и капитан команды Ириклинской ГРЭС — победителя VII Корпоративных открытых соревнований комплексных бригад оперативного персонала для станций с паротурбинными установками. После победы в корпоративных соревнованиях они защищали честь Интер РАО на всероссийских соревнованиях, и заняли третье место.

36. От ГРЭС отходят высоковольтные линии напряжением 500/220/110 кВ. К линии 500 кВ подключены подстанции, питающие крупные промышленные предприятия — Оренбургский газоперерабатывающий завод, Магнитогорский металлургический комбинат.

37. Станция находится в непосредственной близости от границы с республикой Казахстан и энергосистемы двух стран связывает как раз ЛЭП-500 «Житикара». Она играет важную роль в транзите электроэнергии с Урала в Сибирь через Казахстан.

38. Как я описывал выше, станция вырабатывает тепло, которым отапливается поселок Энергетик. Как часто бывает в России за тепло имеется многолетняя огромная задолженность местного МУП и, соответственно, претензии кто кому и за что должен. Но с подачи губернатора области в этом поселке ведется строительство блочной газовой котельной, которая должна якобы покрыть все потребности жителей в горячей воде. Интересно, что стоимость новой котельной в два раза (В ДВА РАЗА) выше, чем долг области перед станцией за тепло.

39. Станции очень повезло с местоположением — она расположена в восточной части Оренбургской области в центре высокоразвитого экономического района. Место для ГРЭС идеальное: у большой воды, по берегам водохранилища природные запасы стройматериалов — песка, камня, гравия. Рядом — железная дорога, необходимая для поставки оборудования.

40. Для охлаждения воды используется Ириклинское водохранилище, и на станции нет привычных градирен. На фотографии водозабор станции.

41. Отсюда вода попадает в промежуточный бьеф, находящийся уже на территории станции. Он нужен для стабильного водозабора, так как уровень воды в водохранилище колеблется.

42. Панорама станции и водохранилища с козлового крана водозабора. Как оказалось, до меня с этого крана никто не снимал, и эта точка даже не рассматривалась для съемок. Но опытный взгляд сразу видит красивый ракурс :)

43. Промежуточный бьеф находится выше максимального уровня водохранилища и насосная станция накачивает в него воду.

44. У острова напротив есть даже официальное название, но всего его называют «Остров любви».

45. Энергоблоки №№ 1,3,4,5 станции задействованы в нормированном первичном регулировании частоты.

46. Отводящий канал — слив воды из теплообменников системы охлаждения электростанции. Вода в нем теплая и часть канала занята рыбным хозяйством.

47. На территории хозяйства пасторальная картинка и гуси.

48. А на улице — волшебная золотая осень.

49. Слив воды из канала в водохранилище. Здесь тренируются байдарочники.

50. А в теплой воде водится много рыбы.

51. В 2012 году был построен обводной канал для отвода теплой воды в промежуточный бьеф.

52. При низких температурах вода оказывается слишком холодной. Поэтому было принято решение закольцевать теплую воду из отводящего канала снова в промежуточный бьеф.

53. Когда я там был, то застал момент, как поднимали шандоры и запускали канал в работу — зима близка!

54. Паровая турбина седьмого энергоблока. Она находится в плановом ремонте и можно увидеть ее части. Справа — цилиндр высокого давления. По центру — среднего давления. Два крайних слева — цилиндры низкого давления. После ЦВД пар возвращается в промежуточный перегреватель котла и оттуда направляется в ЦСД. Из последней ступени ЦСД две трети пара направляются в двухпоточный цилиндр низкого давления, в то время как одна треть протекает через отсек, встроенный в ЦСД. Из трех потоков ступеней низкого давления пар поступает в один общий конденсатор. На фотографии видно, что паропровод в ЦНД приходит по центру блока. Это сделано, чтобы продольные нагрузки на оси был направлены в разные стороны и компенсировали друг друга.

55. Опорно-упорный подшипник, который воспринимает как продольные, так и поперечные нагрузки. Справа видны датчики продольного смещения вала.

56. Когда я был на станции, то в ремонте находилось два энергоблока. Причем седьмой — в капитальном, а восьмой — в среднем ремонте.

57. Оригинальное решение: небольшой башенный кран для текущего ремонта.

58. Таким был мой день на станции. Огромное спасибо сотрудникам станции за интересную экскурсию, и лично — пресс-секретарю Наталье Мироновой и ведущему инженеру по инновациям и энергетической эффективности Сергею Скоробогатову.