«Станция подобна живому организму. Здесь каждый агрегат выполняет свою функцию, как любой орган в человеческом теле. За всей работой оборудования следят высококвалифицированные специалисты, которые учились этому не один год». Так поясняет директор Карагандинской ТЭЦ-3 Константин Пятков суть работы главного тепло- и энергоисточника региона. Корреспондентам «ИК» он рассказал о ремонтной кампании, которая здесь проводится, и о чудесных превращениях воды.
Между прочим, ТЭЦ-3 обеспечивает централизованным отоплением порядка 80% объектов областного центра. А потому очень важно, чтобы этот энергоисточник функционировал без сбоев. Собственно, с этой целью и нужна ремонтная кампания, которая началась уже в апреле. Ремонты осуществляют двух видов – текущий и капитальный. Последний, к примеру, сейчас проводится на котлоагрегате № 5. Здесь полностью заменят поверхности нагрева, радиационный пароперегреватель и водяной экономайзер двух ступеней, кубы воздухоподогревателя, произведут ремонт бункеров сырого угля с заменой дефектных частей. Конечно, все это простому горожанину ни о чем не говорит. А потому придется расшифровать.
Круговорот воды и пара
Чтобы понять, для чего все это делается, надо разобраться с тем, как работает ТЭЦ. Станция является источником электрической и тепловой энергии и работает на угле, который доставляют железнодорожным транспортом. Затем топливо с помощью ленточного конвейера отправляют в котлы сжигания. Сначала оно попадает в так называемый бункер сырого угля, оттуда – в молотковую мельницу. Там твердые фракции крошат и измельчают до пылевидного состояния – получается своего рода черная мука. Кстати, перед этим в мельницу подается и горячий воздух, который сушит уголь. Затем «мука» аэродинамическим способом (то есть воздухом) уносится в топку котла.
– В пылевидном состоянии уголь очень быстро сжигается, происходит его полное выгорание, что в свою очередь повышает коэффициент полезного действия котлоагрегата и, соответственно, использования топлива. В топке в результате горения химическая энергия преобразуется в тепловую – горячие газы. Они нагревают экраны, своеобразные панели из труб, в которых уже циркулирует вода. Жидкость начинает кипеть и поступает в барабан котла. Здесь получившийся пар отделяется от воды и дальше проходит через пароперегреватель. Дополнительно подогретый, он с давлением 140 килограммов и температурой 560 градусов подается на турбоагрегаты, – рассказывает о нюансах технологии Константин Пятков.
Пар здесь как рабочее тело (если вспомнить уроки физики). Когда он попадает в турбину, его потенциальная энергия превращается в кинетическую – начинает вращать ротор. В результате возникает механическая энергия, которая преобразуется в электрическую. Последняя подается на подстанцию и уже оттуда по сетям уходит к потребителям. К слову, для своих нужд ТЭЦ-3 электроэнергию из общей сети не забирает – у каждой турбины есть ответвления, от которых питаются все механизмы станции.
Что делает пар? Отработав в турбине, он поступает в конденсатор. Это такой теплообменник, где пар, охлаждаясь, снова превращается в воду, которая стекает в котел. То есть происходит круговорот: каждый час из котла выходит 420 тонн пара и в него снова заходит 420 тонн воды.
Это все об электричестве. А как вырабатывается тепло? Для отопления города на станции стоят отдельные специальные емкости с водой, которая циркулирует между ТЭЦ и потребителями. Их называют сетевыми подогревателями. Воду в них нагревает часть пара, отобранная из турбоагрегата. От сетевых подогревателей горячая вода по трубам бежит к жилым домам и объектам. Добравшись до них, она отдает свое тепло радиаторам отопления и остывшей по «обратке» возвращается на станцию. Преодолевать такие расстояния воде помогают насосы. Они гонят ее в сетевые подогреватели, где, получив тепло, теплоноситель снова стремится к потребителям. В сильные морозы со станции вода выходит с температурой 115 градусов, а возвращается с 55-56°C.
– На ТЭЦ идет комбинированная выработка тепло- и электроэнергии. Она позволяет значительно удешевить процесс. Если использовать пар отдельно для производства электричества и отдельно для подогрева воды, то стоимость отопления для карагандинцев была бы значительно выше. А так пар, отдав часть тепла турбине, «дешевеет» и отправляется греть воду для потребителей, – поясняет К. Пятков. – Но вернемся немного назад, к горячим газам. Их задача не ограничивается только кипячением воды. Отдав часть тепла в топке, газы под давлением проходят через другие поверхности нагрева: пароперегреватели и экономайзеры. В последних нагревается вода, поступающая в котел. Кроме этого, есть еще такие установки, как воздухоподогреватели. Попадая туда, воздух становится теплее и отправляется на горение в котел и мельницу, в которой уголь превращается в «муку». Так вот эти воздухоподогреватели нагреваются тоже за счет горячих газов. А раздав свое тепло, те поступают в озоноулавливающую установку. Здесь газы очищаются от твердых частиц, золы и после посредством дымососов через трубу удаляются в атмосферу. Это и есть тот дым, выходящий из трубы.
Разрушающий контроль
Для непосвященного человека при слове «котел» представляется емкость вроде куба. А на теплоэлектростанциях котлоагрегат выглядит как трубы различных диаметров, в которых циркулирует пар или вода. Принцип работы котла можно назвать одним словом – парогенератор, уточняет наш собеседник. Здесь при сжигании угля температура достигает 1100-1200 градусов. Трубы тут не плавятся лишь потому, что внутри циркулирует вода, которая охлаждает поверхность.
К слову, размер одного котлоагрегата достигает 37,2 метра, как целая многоэтажка. А на ТЭЦ-3 восемь таких «зданий». И вот эти металлические «многоэтажки» по очереди уходят в ремонт. К примеру, общий вес обновленных конструкций котлоагрегата № 5 составит свыше 250 тонн. Надо отметить, что заменяемые изделия изготовлены отечественным производителем.
– Экраны нам поставляют казахстанские предприятия. Трубы изготавливают по специальным техническим условиям: должны быть определенный состав, толщина. Сталь тут разная: от углеродистой до высоколегированной жаропрочной «нержавейки». Все зависит от температуры рабочей среды. Срок службы экранов обусловлен множеством факторов: физико-химические процессы, уровень эксплуатации и т.д. При правильном соблюдении технологий трубы прослужат лет пятнадцать. В противном случае экраны могут выйти из строя за 2-4 года, – объясняет директор станции.
За надлежащим уровнем эксплуатации следит высококвалифицированный персонал. Например, вода, поступающая в котел, должна соответствовать определенным требованиям. За это отвечают специалисты. Перед тем как попасть в котел, вода проходит коррекционную обработку: из нее удаляются растворенный кислород, углекислота, способствующие коррозии. Также добавляется реагент, который связывает кислород и наносит специальную защитную пленку на внутреннюю поверхность труб. В котел подаются и фосфаты. Они связывают соли, оставшиеся в небольшом количестве, и выводят их из котла, предотвращая накипь. Такая технология позволяет котлоагрегатам работать дольше и эффективнее.
– Аналогичную процедуру проходит и та вода, которая греется в сетевых подогревателях и циркулирует между станцией и жилыми домами. Только в этом случае не производят химическую очистку, применяется термическая деаэрация: под вакуумом удаляются растворенный кислород и углекислый газ. Воду, кстати, покупаем у ТОО «Қарағанды Су», она питьевая. Для контроля водно-химического режима есть у нас экспресс-лаборатория, которая работает круглосуточно. Лаборанты-химики в течение смены несколько раз отбирают анализы всех потоков: котловой и питательной воды (поступающей в котел), пара, конденсата турбин. Постоянно проводится анализ. Если есть отклонения, незамедлительно принимаются меры, – рассказывает Константин Пятков.
Проверяют здесь не только воду, но и железо, – во время эксплуатации котлов, текущих ремонтов и плановых остановок. Для этой цели имеется лаборатория металлов и сварки. Ее специалисты колдуют над трубами, осуществляя два вида контроля: разрушающий и неразрушающий. При последнем идет визуальный осмотр, металлическую поверхность зачищают до блеска и применяют метод цветной дефектоскопии: наносят химикаты, которые, обнажая структуру, показывают наличие или отсутствие трещин. При разрушающем контроле вырезают кусочек трубы, исследуют его (как наружную, так и внутреннюю поверхность), смотрят на толщину, твердость. При необходимости проводят испытания, например на разрыв.
Живой организм
Показали нам и групповые щиты управления котлоагрегатами №№ 4-5. Здесь при необходимости изменяют нагрузки, по приборам контролируются состояние и параметры работы котлов. На этом посту сотрудники дежурят по 12 часов. Для удобства есть видеонаблюдение. А вот щит, с которого рулят котлом № 8 и турбиной № 6, более современный, так как эти агрегаты были введены в эксплуатацию последними. Они оснащены автоматической системой управления технологическими процессами.
– А это, можно сказать, сердце станции, – показывает К. Пятков. – Тут расположен главный щит управления. Здесь посредством приборов контролируется все, начиная от мощности генераторов, заканчивая пожарной безопасностью, видеонаблюдением. Отсюда при нештатных ситуациях осуществляется связь с уполномоченными госорганами, руководством станции. Вахта здесь круглосуточная. За всем смотрит начальник смены. Должность эта очень ответственная, требующая многолетней подготовки. Численность смены достигает 90 человек. Это сотрудники топливо-транспортного, котельного, турбинного цехов. Электрики, монтеры, слесари, грузчики, машинисты тепловозов, бульдозеров, аппаратчики химводоподготовки, лаборанты.
К слову, станция – это не только котлы и турбины. Здесь множество дополнительных систем и оборудования, обеспечивающих стабильную работу агрегатов. К примеру, турбине необходимо непрерывное маслоснабжение. Смазочный материал размещается в баке объемом порядка 22 тонн. Есть и охладители, ведь масло при работе нагревается. Оно насосом подается в турбину, смазывает подшипники, стекает в бак, очищается механическими фильтрами, охлаждается и снова поднимается в турбоагрегат.
– Станция – комплекс систем трубопроводов, теплообменных аппаратов, насосов, емкостей, опорных металлоконструкций, фундаментов. Это очень сложный механизм. Рассказ обо всех системах займет не один день. ТЭЦ можно сравнить с телом человека, в котором каждый орган выполняет определенную функцию. В целом на нашей станции – шесть турбоагрегатов общей мощностью 670 мегаватт. Сейчас вы видите, как ремонтируют турбину № 3, в частности цилиндр высокого давления. Это текущий ремонт, такие проводятся ежегодно. Капитальные проходят раз в четыре года. Все узлы, механизмы, системы котлов и турбин подвергаются разборке, осмотру, профилактическому ремонту, при необходимости идет замена каких-либо частей, деталей. «Капиталка» доводит технико-экономические показатели агрегатов до максимально приближенных к проектным. Таким образом, увеличивается КПД котлов и турбин, а это положительно сказывается на тепло- и электроснабжении города, – говорит директор ТЭЦ-3.
Сани готовят летом
Капитальному ремонту предшествует длительная и кропотливая работа. Проводится обследование котлов и турбин, выясняется, какие поверхности нагрева, арматуры, механизмы подвергаются более быстрому износу. Ведется и специальная статистика: где и как часто возникают какие-либо дефекты. За год до проведения капремонта становится известно, что необходимо чинить или менять. К примеру, на котлоагрегате № 5 работы начались 2 мая. Но запланированы они были еще в 2023 году. В декабре заключили договоры на изготовление и поставку запасных частей. К необходимой дате завезли панели экранов, водяные экономайзеры, пароперегреватели, электроды, теплоизоляционные материалы, оформили и договоры с подрядчиками.
– Ремонтная кампания у нас началась в апреле. Но мы уже сейчас занимаемся планированием таких работ на 2025-й, изучаем дефектные ведомости за прошедшие годы, составляем сметы, перечень материалов, контактируем с заводами-изготовителями. Капитальные ремонты проводят подрядчики, текущие – своими силами. Единственным источником финансирования таких кампаний является тариф на тепло- и электроэнергию, – констатирует директор. – Например, общая стоимость ремонта котлоагрегата № 5 составит 3,9 миллиарда тенге. Здесь, помимо тех работ, о которых я говорил, произведут еще и замену газоочистных установок на новые, третьего поколения, с большей степенью очистки. Капремонт продлится до конца лета.
К этому времени на ТЭЦ-3 завершены текущие ремонты двух котлоагрегатов и двух турбин.
Напомним, Караганду обогревают два теплоисточника – ТЭЦ-1 и ТЭЦ-3. Первая – так называемая локальная станция. Отработав отопительный сезон, она уходит в ремонт почти на полгода. А вот вторая функционирует круглосуточно и круглогодично. Обе станции – в ведении ТОО «Караганда Энергоцентр». Это основное предприятие, которое обеспечивает жизнедеятельность большого города, производит тепловую и электрическую энергию.
В общей сложности за 6 месяцев на двух теплоэлектроцентралях капитальными и текущими ремонтами будут охвачены 16 котлоагрегатов и 10 турбин. Это позволит основательно подготовиться к новому отопительному сезону. Объем вложений в ремонтную программу 2024 года составит 21,4 миллиарда тенге.
Помимо этого, на ТЭЦ-3 реализуется масштабный проект по строительству третьего тепловывода, который позволит увеличить тепловые мощности и обеспечить теплоснабжение новых районов города. Но это – отдельная история.
Кирилл ВАСИЛЬЕВ
Фото Александра МАРЧЕНКО
