Миллиарды в Нерюнгри

ПАО «РусГидро» приступило к реализации масштабного инвестиционного проекта на одном из своих угольных активов – Нерюнгринской ГРЭС (эксплуатируется АО «Дальневосточная генерирующая компания», ДГК). Это ключевой объект генерации в Южно-Якутском энергорайоне Республики Саха – Якутия и в ОЭС Востока, и одна из крупнейших тепловых электростанций в ДФО – ее мощность составляет 570 МВт. В течение четырех лет в обновление оборудования ГРЭС будет вложено более 5 млрд рублей. 

Проект преследует, по сути, всего одну цель – повышение надежности работы ГРЭС, которая географически оказалась одним из центров нагрузок энергосистемы, обеспечивающим электроэнергией не только южные районы Якутии, но и крупнейший в республике Центральный энергоузел, а также тяговые подстанции Байкало-Амурской и Транссибирской магистралей. Три энергоблока станции были введены в эксплуатацию в 1983-1985 годах, и если самый первый, с конденсационной турбиной, еще в пределах «рабочих» нормативов, то теплофикационные №2 и №3 свой парковый ресурс выработали в прошлом году – риски их вывода в аварийных ремонт стали слишком высоки.

Более дальнее будущее ГРЭС выглядит тоже светлым: по поручению правительства РФ «РусГидро» уже приступило к разработке обоснования инвестиций расширения электростанции. Пока что планируется построить здесь два новых энергоблока суммарной мощностью 430-450 МВт, которые позволят обеспечить энергоснабжение объектов Восточного полигона РЖД и новых промышленных потребителей. По всем планам, уже к 2024 году провозная мощность БАМа и Транссиба должна достичь 180 млн тонн в год (в прошлом году – 144 млн тонн), для чего нужно полностью электрифицировать железнодорожные магистралии. Кроме расширения мощностей Нерюнгринской ГРЭС, в ближайшую пятилетку планируется модернизировать Приморскую ГРЭС (с 2020 года входит в состав СГК), а также увеличить мощности Партизанской ГРЭС в Приморском крае (также принадлежит «РусГидро»). Общий прирост мощности может составить 1,1 ГВт., как минимум треть обеспечит объект в Нерюнгри.

Немного истории 

Нерюнгринская ГРЭС, как и многие другие объекты генерации на Дальнем Востоке и в Сибири, была построена в совершенно неосвоенном районе, в речной долине с красивым эвенкийским названием Олонгро. В начале 1970-х здесь решено было добывать каменный уголь – и ГРЭС была запроектирована и возведена для энергоснабжения создаваемого с нуля Южно-Якутского территориально-производственного комплекса, который включал в себя не только огромный угольный разрез и обогатительную фабрику, но также транспортное автопредприятие большегрузных самосвалов, город, рассчитанный на 100 тыс. жителей с объектами жизнеобеспечения. Но не только – энергия нужна была и строящемуся БАМу.

В то время энергоснабжение этого района осуществлялось от Чульманской ГРЭС, мощность которой составляла всего 48 МВт. Новую электростанцию, более чем в 10 раз мощнее, решено было возвести в Алданском районе Якутии. 

На всесоюзной стройке, как часто было в те времена, трудились специалисты, рабочие и комсомольские бригады со всех уголков СССР, и даже из зарубежных стран – в том числе, Вьетнама и Мадагаскара. Им предстояло сотворить невозможное – «приземлить» огромный и технологически сложный энергообъект на территорию с суровыми климатическими и гидрогеологическими условиями, на площадку с тридцатиметровой «вечной мерзлотой» и сейсмичностью в девять баллов, на высоте над уровнем моря 796 метров, при значительных годовых перепадах температуры (зимой – до минус 60 градусов, летом – до плюс 30; продолжительность отопительного периода здесь составляет более 250 дней). 

Тем удивительнее из сегодняшнего дня выглядит рекордная скорость строительства (для советских времен, впрочем, характерная – тогда все делали в режиме трудового подвига): началось оно в 1980 году, приказ Министерства энергетики и электрификации СССР №113-а о вводе ГРЭС в число действующих предприятий был подписан 27 мая 1983 года, а первый энергоблок (с конденсационной турбиной) ввели в эксплуатацию в декабре того же года. В 1984 и 1985 годы запустили еще два энергоблока с теплофикационными турбоагрегатами. В итоге электрическая мощность ГРЭС составила 570 МВт, а тепловая – 820 Гкал/час. 

В структуре ДГК, где Нерюнгринская ГРЭС «числится» с 2007 года, в состав станции включены все энергоснабжающие объекты Южно-Якутского энергорайона – в том числе Чульманская ТЭЦ (бывшая ГРЭС, 48 МВт и 165 Гкал/час) и Нерюнгринская водогрейная котельная (400 Гкал/час, два водогрейных котла по 200 Гкал/час каждый). В состав структурного подразделения входят также магистральные и распределительные тепловые сети (протяженность только магистральных теплотрасс – 279 км в двухтрубном исполнении).

Вырабатываемая ГРЭС и ТЭЦ электрическая энергия покрывает потребности Нерюнгринского и Алданского районов Якутии (это 11,6% населения республики), перетоком передается в Центральный и Западный энергорайоны РСЯ, а также в Амурскую область. Теплом сама Нерюнгринская ГРЭС обеспечивает население и коммунально-бытовой сектор Нерюнгри (около 60 тыс. жителей), поселков Беркакит и Серебряный Бор, а также объекты АО ХК «Якутуголь». При необходимости в пиковом режиме в Нерюнгри и Беркакит тепло подает котельная (она также предназначена для поддержания температурного графика в тепловых сетях города). Жилой фонд пос. Чульман теплом обеспечивает Чульманская ТЭЦ. Общая установленная мощность энергоисточников в Южной Якутии составляет 618 МВт, тепловая – 1385 Гкал/час. Ежегодное производство электроэнергии превышает 3 млрд кВт*часов, тепла – порядка 2,3 млн Гкал. И, конечно, львиную долю этих объемов обеспечивает именно ГРЭС.

Типичная блочная

Нерюнгринская ГРЭС построена по обычной для позднесоветского периода блочной тепловой схеме (котел – турбина – генератор – трансформатор), но с поперечным расположением турбоагрегатов в машинном зале. Это типовая угольная электростанция – с открытым складом на 250 тыс. тонн и мазутохозяйством с тремя емкостями по 3 тыс. кубометров каждая, вагоноопрокидывателем и двухниточной топливоподачей. С двумя дымовыми трубами высотой по 240 метров каждая, электрофильтрами со степенью очистки до 99,76%, гидравлической системой удаления золы и шлака (по оборотной схеме с возвратом осветленной воды), и золоотвалом емкостью 4,8 млн тонн, занимающем 47 га на ручье Кривой. Для технического водоснабжения ГРЭС на реке Олонгро путем строительства насыпной глухой плотины с бетонным «зубом» в основании был создан пруд-охладитель площадью 4,2 кв. км и объемом 45 млн кубометров. 

Основное энергетическое оборудование станции включает три барабанных однокорпусных котлоагрегата ТПЕ-214 СЗХЛ производства таганрогского «Красного котельщика» П-образной компоновки. Производительность каждого – 670 тонн в час (давление пара 140 атмосфер, температура пара 545 градусов по Цельсию). Все они – вертикально-водотрубные, с естественной циркуляцией, оборудованные системами прямого вдувания пылеугольного топлива с молотковыми мельницами. В составе с ними работают турбина К-210-130 на энергоблоке №1, и две турбины Т-180/210-130-3 (все – производства Ленинградского механического завода) на энергоблоках №2 и №3, с тепловой нагрузкой по 260 Гкал/час каждая. Генераторы ТГВ-200-2 МУЗ производства Харьковского завода «Электротяжмаш» с тиристорным возбуждением, водородно-водяным охлаждением и напряжением на выводах 15,75 кВ, а также трансформаторы ТДЦ-250000/110/15,75 УХЛ1 на всех блоках одинаковые. 

Большая часть этого оборудования, несмотря на относительную «юность» самой ГРЭС, либо уже выработало свой парковый ресурс, либо приближается к «часу Х». В последние годы в ДГК фиксировали рост числа аварийных отключений (с 26 в 2017 году до 38 в 2020-м). В ОЗП 2020/2021 годов, например, в период минимальных температур два энергоблока ГРЭС вышли из строя, и, хотя авария не повлекла серьезных последствий и была быстро устранена, стало очевидно, что станция требует обновления. 

Тем более что буквально за последние годы Нерюнгринская ГРЭС, когда-то работавшая на нужды исключительно Южной Якутии и ОЭС Востока, оказалась в центре повышенных нагрузок, и стала связующим звеном между южными и центральными районами РСЯ, а также важнейшим энергоузлом, обеспечивающим снабжение тяговых подстанций Транссиба. Сегодня схема выдачи электрической мощности ГРЭС включает в себя семь ЛЭП-110 кВ и три ЛЭП-220 кВ. За 2014-2016 годы, в преддверии включения в ОЭС Востока Западного и Центрального энергорайонов Якутии, были построены транзиты 220 кВ «Нижний Куранах – НПС-15 – Олекминск» и «Нижний Куранах – Томмот – Майя» с подстанциями 220 кВ «Томмот» и «Майя». После ввода ЛЭП, соединяющих Центральный энергорайон Якутии с Южным, Нерюнгринская ГРЭС стала обеспечивать как покрытие дефицитов мощности своей мощностью, так и пропуская перетоки из ОЭС Востока через ОРУ-220 кВ. 

Также с 2011 года, когда выработка ГРЭС впервые превысила показатели 1991 года – 3 млрд кВт*часов (на протяжении постсоветских 20 лет выработка в среднем составляла 2,4 млрд кВт*часов) – меньше станция в сеть уже не выдавала. По данным из Схемы и программы развития электроэнергетики РСЯ, ключевую роль в экономическом развитии Южно-Якутского энергорайона «играет транспортная доступность, обеспечивающая постоянную надежную связь с другими регионами страны и создающая условия для освоения ресурсов макрорегиона», а потому здесь «активно разрабатываются месторождения золота и угля»: «Неуклонный рост электропотребления в нефтепроводном транспорте связан с ростом добычи нефти и ее транспортировки. На предприятиях угледобычи и золотодобычи происходит рост потребления электроэнергии, связанный с приростом объемов добычи». 

А ведь в ближайшей перспективе в энергорайоне запланированы крупные технологические присоединения (Удоканский ГОК ООО «Байкальская горная компания», объекты газопровода «Сила Сибири» и нефтепроводов «Транснефти», тяговых станций РЖД и точек других добывающих предприятий). Учитывая, что Нерюнгринская ГРЭС в Южной Якутии останется единственным объектом большой генерации, вопрос обеспечения надежности ее работы приобретает поистине стратегическое значение.

«Вопросы надежной работоспособности Нерюнгринской ГРЭС и текущего состояния ее оборудования вызывают острую необходимость проведения срочных мероприятий по масштабному ремонту, замене и реконструкции оборудования, которые позволят за 2021-2024 годы не только повысить надежность работы энергооборудования важнейшего энергоузла, но и, например, восстановить первоначальные параметры котлоагрегтов в части паркового ресурса поверхностей нагрева, продлить ресурс работы турбин, и решить проблемы выдачи мощности», - объяснили «Кислород.ЛАЙФ» в «РусГидро».

Что будет сделано?

По данным «РусГидро», основными причинами аварийности на Нерюнгринской ГРЭС являются выработка ресурса металла поверхностей нагрева котлов. В критическом состоянии – и элементы проточной части турбин энергоблоков №1 и №2 (лопаток и роторов), снизились нормативные показатели надежности обмоток железа автотрансформаторов №1 и №2, генераторов под теми же станционными номерами, и блочных трансформаторов №2 и №3. Также сильно износилось и вспомогательное оборудование энергоблоков, инциденты на котором приводят, например, к ограничениям максимальной нагрузки.

В ходе предстоящих ремонтных работ на Нерюнгринской ГРЭС будет обновлено то, для чего уже пришло время, а это «котельное, турбинное и электротехническое оборудование станции». 

На схеме выдачи мощности предусматривается замена двух автотрансформаторов на более мощные, по 250 МВА, что позволит снять существующие ограничения на принятие мощности станции в объеме 55-90 МВт и увеличить выработку электроэнергии почти на 600 млн кВт*часов в год, до 3,65-3,75 млрд кВт*часов (против среднего значения 3,187 млрд кВт*часов за последние три года). КИУМ станции увеличится до 73-75 % против нынешних 64%, что в финансовом выражении принесет добавку к выручке свыше 500 млн рублей в год! 

Вместо выработавших свой срок службы генераторных и масляных выключателей распределительных устройств, в которых износились и механическая часть, и приводы, будет установлено современное элегазовое оборудование, «удобное в эксплуатации и отличающееся повышенной надежностью». Будут заменены два блочных трансформатора и трансформатор собственных нужд, которые находятся в эксплуатации по 35-37 лет (при нормативном сроке в 25 лет), турбогенератор энергоблока №2, а также реконструированы турбины первого и второго энергоблоков с заменой изношенных элементов. 

Предусмотрена замена поверхностей нагрева котлоагрегатов на трех энергоблоках общей массой более 848 тонн, ресурс которых уже сильно исчерпан (в технических отчетах лидирует такие характеристики, например, как «коррозийный износ труб», золовой износ и исчерпание ресурса металла). Под полную замену попадет и значительный объем вспомогательного оборудования, в том числе газоходов, воздуховодов и полей электрофильтров и т.п. В числе прочего такие мероприятия повысят и экологические характеристики ГРЭС, что для угольной станции очень важно.

Работы по модернизации станции займут четыре предстоящих года. 

А вот переводить Нерюнгринскую ГРЭС на газ в «РусГидро» не планируют, хотя везде, где это технически возможно, компания такие топливные трансформации проводит системно. Но в Нерюнгри замена угля на газ не имеет смысла. ГРЭС изначально была построена для работы на угле разреза «Нерюнгринский», с 1985 года, с момента пуска одноименной обогатительной фабрики, топливом для нее был продукт переработки коксующегося угля, энергетический полуфабрикат марки «КС». Это тогда позволяло решить несколько задач: обеспечить электростанцию качественным, высококалорийным топливом, утилизировать отходы обогащения каменного угля и сохранять окружающую среду.

В настоящее время уголь для работы ГРЭС «РусГидро» закупает у разных поставщиков, разрабатывающих месторождения в Южной Якутии, частично – везет даже с Кузбасса. Недавно крупный контракт на поставку 360 тыс. тонн энергетического угля проектной для станции марки был подписан с «Мечелом». Среднегодовая потребность в твердом топливе, при условии работы всех трех блоков, составляет примерно 1,5 млн тонн год. Хорошие характеристики местный углей, близость разрезов и транспортная доступность обеспечивают достаточно низкую себестоимость производимой ГРЭС электроэнергии (УРУТ на выработку электроэнергии на ГРЭС составляет 355 г/кВт*час, тепловой – 162 кг/Гкал). Так что эта станция еще долго будет сжигать твердое топливо.