Новые ГТУ Челябинской ТЭЦ-1

22.10.14 08:27

Первый этап

Первая очередь Челябинской ТЭЦ-1 была пущена в далеком 1942 г., а к 1945 г. мощность станции достигла 250 МВт, что позволило ей стать одной из самых крупных в стране. Очевидно, за 70 лет технологии серьезно изменились, оборудование морально и физически устарело. Помимо низкой эффективности использования топлива, серьезную проблему представляло и наличие технических ограничений по выработке электроэнергии в летний период: с окончанием отопительного сезона электрическая мощность ЧТЭЦ-1 падала до 15–20 МВт.

Для решения существующих проблем собственником объекта — территориальной генерирующей компанией «Фортум» было принято решение перевести ТЭЦ на более современный способ совместной выработки тепловой и электрической энергии — внедрить парогазовую генерацию.

Но легко сказать: «внедрить», когда речь идет о только строящемся объекте, а не об электростанции, снабжающей теплом пятую часть миллионного города. В данном случае пришлось продумать такую схему модернизации, которую можно было реализовать без ущерба поставок энергии потребителям.

На сегодняшний день завершен только первый этап модернизации. В рамках этого этапа рядом со старым главным корпусом электростанции возведен новый, где разместились две газотурбинные установки, обеспечивающие дополнительную мощность 88 МВт. Теперь выработка электрической энергии всей ТЭЦ не привязана к сезону. Газовые турбины обеспечивают сжигание углеводородного топлива, причем только часть потенциала сразу идет на выработку электроэнергии. Продукты сгорания подаются в котел-утилизатор, повышающий их температуру и давление. На выходе котел-утилизатор соединен с паросиловым оборудованием — пока с тем, которое уже много лет используется на станции. Таким образом, сегодня новая и старая части ТЭЦ могут работать в тандеме.

Однако в планах компании «Фортум» полностью заместить устаревшее оборудование на более современное и продолжить модернизацию ЧТЭЦ-1.

 

Вид на Челябинскую ТЭЦ-1

 

Своими силами

Проект нового главного корпуса был выполнен ЗАО «Проектно-инженерный центр УралТЭП» (г. Екатеринбург). На вопрос о том, предъявлялись ли к проектанту дополнительные требования в связи с тем, что основной акционер заказчика — европейский концерн Fortum, в компании пояснили, что в этом не было необходимости. Со времен ГОЭРЛО в отечественной электроэнергетике приняты очень высокие стандарты, ничуть не ниже, а иногда даже выше мировых и европейских. 

Проектной организацией было предложено несколько видов оборудования, в «Фортуме» определились с техническими параметрами, после чего в соответствии с законодательством были проведены конкурсные процедуры, выявившие круг поставщиков. В итоге для ЧТЭЦ-1 были закуплены газовые турбины General Electric (произведены во Франции), генераторы Brush (Англия), котел-утилизатор — ОАО «ЗиО Подольск» (Московская обл.). Практически все вспомогательное оборудование, использованное в проекте, — российского производства.

Интересно, что строительство блока газотурбинных установок «Фортум» выполнял своими силами, без участия генерального подрядчика, что идет вразрез со сложившимся в отрасли подходом. Внутри компании была создана дирекция по строительству, которая и заключала договора по направлениям, принимала работу у подрядных организаций и т.д. Стоит отметить, что аналогичный образом «Фортум» действовал и на протяжении последнего года строительства Няганской ГРЭС.

 

Площадка котлов-утилизаторов и узла коррекционной обработки котловой воды

 

Важные детали

Ввод новых мощностей на электростанции сопровождался внесением определенных изменений в систему теплоснабжения Челябинска в целом. Так ЧТЭЦ-1 и ЧТЭЦ-2 были объединены теплотрассой диаметром 1200 мм. Интеграция двух источников позволит обеспечить большую гибкость в производстве тепла, станции могут распределять тепловые нагрузки между собой в зависимости от сезонных потребностей. Это обеспечивает экономичный режим работы оборудования и повышает надежность системы теплоснабжения.

Стоит отметить, что в рамках модернизации на ЧТЭЦ-1 была также существенно изменена система очистки воды.

Качественная водоподготовка — немаловажный момент для любой ПГУ. Дело в том, что если в классическом котле ТЭЦ организована система горения (газ, угольная пыль или мазут должны поступать по магистралям топливоподачи), то в котле-утилизаторе все эти конструктивные элементы отсутствуют, и раскаленные газы проходят сквозь котел, контактируя с поверхностями нагрева. Любые примеси, содержащиеся в воде, вызовут коррозию пароводяного тракта котла, а затем и коррозию проточной части паровой турбины, поэтому вода должна быть очищена от всех солей кремния и натрия, а также кислорода.

На ЧТЭЦ-1 вместо традиционной обессоливающей установки используется система обратного осмоса. Такая очистка обеспечивает комфортные условия для работы металла и повышает надежность работы оборудования. Кроме того, снижаются потери воды и тепла в технологическом цикле станции, что опять же обеспечивает экономичность расхода топлива и снижает количество выбросов в атмосферу.

Внедрение новой технологии очистки воды открывает дальнейшие перспективы по переводу ТЭЦ на замкнутый цикл водообеспечения и бессточный режим.

 

В поисках прибыли

Использование зарубежных турбин зачастую чревато ощутимыми счетами за сервисное обслуживание, однако, по мнению технических специалистов ТЭЦ, такие расходы оправданы.

«Все в мире относительно: что считать дорогим в эксплуатации, а что нет? — размышляет Юрий Фанин, заместитель технического директора ЧТЭЦ-1. — Любая машина, в том числе и газовая турбина, требует сервисного обслуживания. Если смотреть на общий замкнутый цикл — КПД установки и затраты на ее эксплуатацию, то мировая практика подтверждает, что это экономически обоснованное решение. Например, если мы будем сравнивать отечественный и импортный автомобили, то второй окажется несколько дороже, зато он дольше ходит. То же самое и здесь. К тому же, российские газовые турбины большой мощности только начинают появляться на рынке и пока не выдерживают конкуренции с западными».

В любом случае, с учетом всех затрат, руководством Fortum проект позиционируется как коммерчески прибыльный: высокая эффективность новой технологии позволит получать продукт, более дешевый в сравнении с тем, что производился на старом оборудовании, и конкурентный на рынке. Правда, конкретные сроки окупаемости вложений — а это более 4 млрд руб. — не разглашаются.

 

Дымовая труба нового котла-утилизатора

 

Эксплуатация началась

Завершение первого этапа модернизации Челябинской ТЭЦ-1 в Fortum считают значимым событием для всей корпорации. Не случайно в торжественном пуске газотурбинных установок приняло участие практически все высшее руководство компании.

«Проведенная модернизация Челябинской ТЭЦ-1 — очередной шаг в реализации выбранной нами модели последовательного развития, — отметил Тапио Куула, президент и главный исполнительный директор Fortum. — Мы завершаем нашу инвестиционную программу на 2500 МВт. И уверены, что наши проекты технического перевооружения существующего оборудования положительно скажутся как на потребителях, так и на окружающей среде».

«Когда делаются такие многомиллиардные вложения, то по мере ввода оборудования в эксплуатацию они начинают приносить постоянный доход и увеличивать налогооблагаемую базу города и региона, — подчеркнул на церемонии пуска Александр Чуваев, исполнительный директор корпорации Fortum, глава дивизиона «Россия». — Электроэнергия, которую мы начали производить, — это конкурентоспособный экспортный продукт, который можно продавать по всей территории первой ценовой зоны — в европейской части России и на Урале. Кроме того, когда делаются такие вложения, идет серьезный мультипликативный эффект, поскольку для участия в строительстве мы нанимаем местных подрядчиков и работников».

Подводя итоги, назовем несколько важных цифр. С пуском новых ГТУ электрическая мощность станции выросла на 60%, а расход топлива при возросшей мощности сократился на треть. Общий КПД станции вырос до 50%. При полной загрузке ГТУ выбросы оксидов азота, образующиеся при горении топлива, снизились примерно на 57%. На сегодняшний день станция обеспечивает пятую часть потребности Челябинска в тепловой энергии, а газовые турбины поставляют на рынок полные объемы мощности.

 

Екатерина Зубкова

На заставке: новый корпус ГТУ 88 МВт
Фото ОАО «Фортум»

Читайте также: