Глеб Тукалин
Благодаря реконструкции Красноярская ГЭС спустя более полувека после начала работы станет самой современной в России. Фото предоставлено пресс-службой «ЕвроСибЭнерго»
На Красноярской ГЭС стартовала замена рабочих колес гидроагрегатов – в рамках реализуемой «ЕвроСибЭнерго» масштабной программы модернизации станций Ангаро-Енисейского каскада. Начнут здесь с двух колес, но за 8–10 лет компания рассчитывает заменить все 12 «сердец» гидроагрегатов. И тогда вторая по мощности ГЭС в России, разменяв седьмой десяток, станет еще и самой современной.
В рамках комплексной программы «Новая энергия», которую компания «ЕвроСибЭнерго» (входит в En+ Group Олега Дерипаски) реализует уже несколько лет, рабочие колеса и другое оборудование также устанавливаются на Братской и Усть-Илимской ГЭС. Но на Красноярской станции, до 50-летнего юбилея которой осталось чуть более месяца (первый гидроагрегат здесь запустили 3 ноября 1967 года), ранее обновляли только электротехническое оборудование – заменили все 12 гидрогенераторов и полностью обновили открытые распределительные устройства (ОРУ) 220 и 500 кВ. И вот теперь пришла очередь турбинного оборудования: рабочее колесо, как известно, настоящее сердце гидроагрегата. Тот «орган», благодаря которому механическая энергия водного потока преобразуется в электричество.
На Красноярской ГЭС эксплуатируются 12 гидроагрегатов мощностью по 500 МВт каждый, турбины и генераторы для которых были изготовлены Ленинградским металлическим заводом (ЛМЗ) и «Электросилой» (входят в состав ПАО «Силовые машины»). Договор на проектирование, изготовление и поставку рабочих радиально-осевых колес для реконструкции гидроагрегатов Красноярской ГЭС был подписан между «Силовыми машинами» и «ЕвроСибЭнерго» в 2015 году. В этом, кстати, можно увидеть и определенный вызов – ведь тот же Ленинградский металлический завод должен, по сути, подтвердить свой класс и доказать компетенции. Чтобы, условно говоря, менять новые колеса пришлось даже не внукам нынешних работников ГЭС, а правнукам.
Первый модернизированный гидроагрегат с новым рабочим колесом на Красноярской ГЭС планируется ввести в эксплуатацию в апреле 2018 года, второй – в январе 2019 года. По оценке коммерческого директора «ЕвроСибЭнерго» Давида Погосбекова, два новых рабочих колеса Красноярской ГЭС смогут на той же воде дополнительно вырабатывать порядка 300 млн кВт-ч в год уже с 2019 года. «Все это благодаря повышению КПД примерно до 96,7% – это будет очень хороший показатель при том напорном уровне водохранилища и объеме воды, который мы можем использовать».
По словам Погосбекова, инвестиции в первые два колеса превысили 1 млрд руб., окупить которые планируется примерно за 10 лет. В «ЕвроСибЭнерго» рассчитывают в течение 8–10 лет последовательно заменить все 12 рабочих колес. По словам генерального директора ГЭС Сергея Каминского, «это будет очень важный и уникальный этап для работников станции. Нам предстоит наработать определенный опыт. Ведь за прошедшие полвека мы ремонтировали рабочие колеса, но еще ни разу их не поднимали и тем более не меняли – пока тут крутятся те, что были установлены при запуске. Нам нужно в первый раз эту процедуру пройти, отработать, после чего будет уже проще менять следующие колеса».
Инновационные лопатки
Сергей Каминский специально подчеркивает, что новые рабочие колеса – это безрисковая инвестиция. «50 лет назад, когда эту станцию строили, оборудование для нее изготовили на тех станках, на тех технологиях и из тех материалов, что были в то время. Подобных станций тогда еще не существовало, каждая была первенцем. И поэтому многое, в том числе и на Красноярской ГЭС, применялось впервые. Например, все наши 12 рабочих колес вроде бы одинаковые на вид, но на самом деле разные. На некоторых лопасти сделаны методом наплавления металла, на других использовали сварку взрывом. Почему так было сделано? Да потому, что никто не знал тогда, как все эти разные технологии будут работать», – объясняет директор станции.
Кроме того, за минувшие 10-летия далеко вперед ушла и металлургия – и материалы для колес сегодня тоже выплавляют по современным технологиям и из новых сплавов. И если старые колеса, которые, впрочем, все эти годы работали без сбоев и продолжат крутиться еще не один год, сделаны из разных марок стали, то новые – только из нержавеющей. По данным «Силовых машин», при проектировании новых колес за счет моделирования и испытаний была найдена и новая форма лопастей.
Кроме того, энергетические и экономические характеристики новых рабочих колес были подтверждены в ходе модельных испытаний, которые полвека назад, понятное дело, просто не проводились – компьютерного моделирования тогда просто не было. Как полушутя говорит Сергей Каминский, «вот есть экономкласс, есть бизнес-класс, а есть премиум. Так вот, мы устанавливаем на Красноярской ГЭС оборудование класса премиум, которое соответствует стандартам завтрашнего дня, сделано с запасом, в том числе по экологическим параметрам. И прослужит очень долго». «Нам теперь не нужно ничего испытывать, мы накопили опыт эксплуатации и знаем, как все работает именно на этой станции. И сейчас мы просто меняем все элементы на более современные. Это премиум-класс не просто по названию, а по срокам эксплуатации, по времени межремонтных интервалов и многим другим техническим показателям. Например, мы рассчитываем, что расходы на ремонты новых колес можно будет сократить в три-четыре раза. Мы получили новое и безрисковое оборудование. Потому у нас есть уверенность, что мы не рискуем, как наши предшественники-гидростроители, мы ничего не проверяем и опытно не испытываем, а сразу уже эффективно работаем», – подчеркивает Каминский.
По морям и рекам
Но если технологии и материалы за прошедшие десятилетия ушли далеко вперед, то единственное, что не изменилось – это логистика (хотя такого слова в 1960-х еще не знали). Например, на Братской ГЭС уже заменили 12 из 18 колес, на Усть-Илимской – три колеса из 16. И четвертое вскоре начнет свой долгий путь в Усть-Илимск из Санкт-Петербурга, с того же ЛМЗ – на обе эти ступени Ангарского каскада рабочие колеса везут автотранспортом.
Новые колеса несколько лет назад на Саяно-Шушенскую ГЭС, а теперь на Красноярскую плывут по морям и рекам. Так было и полвека назад, когда эти станции строились. Масса каждого из новых красноярских колес – 244 т, диаметр – 8,5 м. Это самые массивные в истории российской гидроэнергетики рабочие колеса гидроагрегатов. Их не загрузить ни на грузовик, ни в самолет – только на судно. Как рассказали в компании FESCO, которая отвечала за доставку рабочих колес, за 24 дня судно СТК-1020 класса «река–море» преодолело около 6 тыс. км, стартовав от пристани ЛМЗ в Санкт-Петербурге 27 августа. Колеса прошли в закрытом трюме по Ладожскому и Онежскому озерам, через Беломоро-Балтийский канал вышли на Севморпуть и, проплыв по Белому, Баренцеву и Карскому морям, зашли в Енисей. И с 10 сентября поднимались против течения до причала возле Красноярской ГЭС.
Уникальная логистическая операция завершилась 20 сентября. Весь путь по Енисею судно буксировали корабли «Енисейречфлота» – как объяснили в FESCO, это было необходимо из-за сложного течения реки, прохождения опасных порогов и туманов. Важно было не сесть на мель и пройти путь максимально быстро, что могут только местные капитаны. При этом судно заправлялось всего раз – вторая после стартовой бункеровка прошла в порту Дудинки. И в компании FESCO, и в дирекции по логистике «Силовых машин» подчеркивают, что ничего сложного в доставке столь уникального груза не было – спецоперацию приходится изобретать для доставки любого сложного и тяжелого оборудования. Например, 86-тонное рабочее колесо для Усть-Среднеканской ГЭС в Магаданской области транспортировали до Магадана на самолете «Руслан». А оттуда до самой станции колесо пришлось тащить на трале чуть ли не по зимникам.
Ничего необычного нет и в судне СТК-1020. Оно не новое, построено в 1980-х и все эти годы возило самые разные грузы – от древесины до нерудных материалов. Выбор именно этого корабля был предопределен как дедвейтом (более 1,6 тыс. т), так и размерами трюма – красноярские колеса входили только в него. Обратно судно пойдет порожняком – ему нужно успеть вернуться обратно по Севморпути до конца октября, после этого навигация там будет закончена. Кстати, когда ГЭС строили, рабочие колеса доставляли не на судах, а на баржах. Причем они лежали не в трюме, а прямо на палубе. Так что новые колеса, можно сказать, попали в круиз VIP-класса.
Можно сказать, что доставку до ГЭС опробовали несколько лет назад на колесах для Саяно-Шушенской ГЭС. Они проходили тот же путь, и даже дальше – по судоподъемнику Красноярской ГЭС, через водохранилище и выше по Енисею. И все же те изделия были меньше по весу, да и везла их не FESCO. Судно подплыло к причалу у ГЭС вечером 19 сентября. Но пришвартоваться сразу не смогло – осадка помешала, пришлось чуть сбрасывать воду на станции и поднимать уровень у бетонных бортов. На это ушла пара часов, и первое колесо выгружали уже в темноте, при свете прожекторов. Второе колесо оставили на 20 сентября, чтобы историческое событие смогли заснять телекамеры и квадрокоптер.
По словам Игоря Самсонова, директора по логистике ПАО «Силовые машины», сама по себе эта часть доставки была совсем не сложной – требовалась лишь ювелирная работа капитана. Дело в том, что кран работает только по прямой линии, и ему нужно было так пришвартовать судно, чтобы болты на подъемном механизме вошли в специальные пазы на колесе. После этого колесо переместили над бетонным причалом и опустили на грузовую платформу. И уже на 80 резиновых автоколесах по прямой везли в ворота машинного зала. На все про все уходило примерно три часа. В самом зале кран транспортировал колесо туда, где его и будут монтировать – на площадку у гидроагрегата.
Вместе с колесами на ГЭС также доставили монтажные приспособления и другие детали, необходимые для реконструкции турбин, а также проведения комплекса испытаний. Кроме того, «Силовые машины» по договору обеспечат шеф-монтажные и пуско-наладочные работы, связанные с заменой рабочих колес и другого оборудования гидротурбин. В общем, все, как и в 1960-х, когда тут, на Енисее, завершалась одна из «комсомольских строек».
«Зеленая» энергия против «грязной»
Каждый киловатт, выработанный на ГЭС, равен примерно 300 г угля, который сжигает тепловая станция. За счет реализации первого этапа программы «Новая энергия» сибирские гидростанции «ЕвроСибЭнерго» (Красноярская, Братская и Усть-Илимская) к 2019 году увеличат производство экологически чистой электроэнергии на 1,5 млрд кВт-ч в год, пропуская через турбины тот же объем воды. Как неоднократно подчеркивал генеральный директор «ЕвроСибЭнерго» Вячеслав Соломин, за счет этого «зеленая» энергия ГЭС сможет частично заместить «грязную» энергию угольных электростанций – как известно, в Объединенной энергосистеме Сибири гидро- и тепловая генерация имеют примерно равные доли. Из-за чего, например, при низкой водности рек растет выработка угольных блоков, а в полноводные сезоны производство на ТЭС сокращается в пользу ГЭС. «Системный оператор» всегда отдаст предпочтение гидроэнергетике, потому что она дешевле.
Поэтому эффект от модернизации гидроэнергетики просчитывается просто: вода та же, а выработка больше. «Новая энергия» позволит экономить до 800 тыс. т угля в год и сократит выбросы парниковых газов угольных электростанций на 2 млн т в год в СО2-эквивалента, что, очевидно, благоприятно отразится на экологической обстановке в Сибири, за счет которой (вместе с Дальним Востоком и небольшой частью Урала), собственно, уголь и занимает свои якобы скромные 14% в общем энергобалансе России.
Можно констатировать, что сейчас именно в Дивногорске стартует второй этап «Новой энергии». Его самой затратной частью, видимо, станет модернизация Иркутской ГЭС – там планируется менять гидроагрегаты целиком. Поставщика новых турбин компания уже выбрала. Завершение модернизации Красноярской ГЭС станет не менее важной составляющей второго этапа программы. Тем более что, по словам Сергея Каминского, параллельно с рабочими колесами есть планы заменить и трансформаторы – не менее тяжелое и громоздкое оборудование. В итоге ГЭС станет, по сути, совершенно новой станцией – в тех же стенах и с той же плотиной.
«На Красноярской ГЭС мы заменили или модернизировали практически все, от ОРУ-220 и ОРУ-500 до самих гидроагрегатов. Поэтому мы понимаем, что за счет замены рабочих колес мы существенно повысим производительность всей станции. Эта ГЭС уникальна, ей всего полвека, но она работает уже сейчас с хорошим КПД и прекрасными экономическими показателями. Поэтому столь масштабная и полноценная модернизация именно здесь сразу же дает плюс в экономике, который виден, как говорится, невооруженным глазом. Кроме того, мы существенно повысим и надежность, и экологические параметры станции», – отмечает Давид Погосбеков.
Дарья Гармоненко 
