Симбиоз науки и производства

От уникальных ГЭС к ТЭС

Ленгидропроект

Технические решения для электростанций

Каждый объект гидрогенерации уникален, ведь для его создания требуется учитывать множество факторов — от геологии каждого конкретного створа до тех потребностей, которые решает объект энергетики. За последние 20 лет многие ГЭС получили свои отличительные особенности, которые делают их уникальными... среди других уникальных объектов.

Так, у Зарамагской ГЭС-1 к нескольким инженерным решениям добавляется уточнение «самый». Деривационный тоннель длиной 14,2 км — самый протяженный гидротехнический тоннель в России. Бассейн суточного регулирования расположен в горах на высоте 1600 м, а здание ГЭС находится в горном ущелье. Благодаря перепаду высот у станции самый высокий напор воды — 609 м, который приводит в действие самые крупные в нашей стране вертикальные турбины ковшового типа. Сооружения станции включают также самую глубокую вертикальную шахту турбинного водовода — 507 м.

Бассейн суточного регулирования Зарамагской ГЭС-1 представляет собой огромную бетонную чашу емкостью 144 тыс. м3, расположенную на вершине горы.

Впрочем, каждый новый объект получает свои отличительные признаки. Бурейская ГЭС — крупнейшая в стране станция, построенная с применением укатанного бетона (с пониженным содержанием цемента и использованием специальных добавок), что позволило ускорить процесс строительства. На Нижне-Бурейской ГЭС впервые в России в качестве основного противофильтрационного элемента грунтовой плотины применена технология «стена в грунте» из буросекущих глиноцементных свай высотой 40 м, что также позволило сократить сроки возведения плотины.

С учетом задач РусГидро по развитию энергетики Дальнего Востока у проектных организаций Группы есть возможность осваивать смежные направления. Так, Ленгидропроект сейчас работает над проектами тепловой энергетики, такими как разработка документации на реконструкцию объектов топливоподачи Магаданской ТЭЦ, на строительство новой Арктической ТЭС в Певеке и бинарного блока Мутновской геотермальной электростанции на Камчатке. А один из крупных проектов, который доверили институту, — расширение Партизанской ГРЭС: по сути, на территории действующей станции будет построена еще одна ТЭС с двумя энергоблоками суммарной мощностью 280 МВт.

Аналитика на уровне

Филиал «Института Гидропроект» — НИИЭС

Информационная система БИНГ-4 ЭО

Вопросы безопасной эксплуатации объектов — приоритетная задача для компании. В помощь энергетикам — цифровые технологии. В 2018 году команда специалистов Аналитического центра филиала «Института Гидропроект» — НИИЭС предложила идею разработки системы, позволяющей в автоматическом режиме рассчитывать индекс технического состояния основного и вспомогательного оборудования электростанций и электросетей. Уже через три года уникальная информационная система БИНГ-4 ЭО была введена в эксплуатацию, а сейчас она используются на всех объектах РусГидро и является основным инструментом оценки состояния всего парка оборудования холдинга, планирования ремонтных работ и работ по модернизации.

Система позволяет централизованно проводить текущую оценку и прогнозировать техническое состояние оборудования энергообъектов в соответствии с отраслевыми требованиями, а также собирать и систематизировать информацию, включая проектную, ремонтную и эксплуатационную документацию.

В 2022–2023 годах специалисты Департамента информационных технологий и цифрового развития, Департамента технического регулирования РусГидро, Аналитического центра филиала «Института Гидропроект» — НИИЭС, Дальневосточного аналитического центра и разработчики программного обеспечения расширили функционал ИС, включив в базу данных оборудование ДРСК. Новые модули позволили внедрить функции автоматического формирования рекомендаций по энергооборудованию, прогнозных значений индексов технического состояния оборудования с учетом «кривых деградации» и многое другое.

Исследовать по-новому

ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева

Метод гибридного моделирования

При создании любого крупного и уникального сооружения не обойтись без науки. В стенах института были исследованы и получили научное обоснование многие передовые технические решения, внедренные на объектах компании. Новые разработки института позволяют снизить сроки и стоимость строительства, обеспечить надежность сооружений и долговечность конструкций. Инновационные решения касаются не только объектов, но и методов исследования.

Один из таких примеров: для гидравлических исследований пропуска строительных и эксплуатационных расходов Нижне-Бурейской ГЭС, введенной в эксплуатацию в 2019 году, специалисты ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева успешно применили метод гибридного моделирования. Суть этого метода заключается в параллельном использовании физических и математических моделей. На физических моделях можно получить надежные данные о пульсационном воздействии потока и параметрах местных размывов русла за ГТС. А математические модели позволяют определить параметры потока в любой точке сооружения, в том числе в труднодоступных местах, рассмотреть условия нестационарного течения и смоделировать общие деформации русла.

Метод гибридного моделирования также использовался при реконструкции креплений за водосбросными сооружениями Жигулевской, Новосибирской и Усть-Среднеканской ГЭС, при решении задач гидравлического обоснования комплекса водосбросных сооружений строящейся в Таджикистане Рогунской ГЭС.

Также специалисты ВНИИГ выполнили ряд работ для объектов энергетики в ДФО: разработали рабочую документацию по сооружению башенной градирни 2-й очереди Благовещенской ТЭЦ, проектную и рабочую документацию по реконструкции башенных градирен Хабаровской ТЭЦ-3, предложили и обосновали технические мероприятия и конструкторские решения по замене градирни Якутской ГРЭС, выдали рекомендации по строительству вентиляторной градирни ТЭЦ в г. Советская Гавань.

Лучше, чем было

Мособлгидропроект

Реконструкция Кубанской ГАЭС и Сенгилеевской ГЭС

При реконструкции действующих объектов важно максимально эффективно распорядиться тем, что уже построено. В качестве примера можно привести работу специалистов Мособлгидропроекта над реконструкцией двух электростанций Каскада Кубанских ГЭС.

Бетонирование спиральных камер нового здания Кубанской ГАЭС.

Важная особенность реконструкции Кубанской ГАЭС в том, что строительно-монтажные работы ведутся в условиях, когда существующие сооружения продолжают эксплуатироваться. Это связано с тем, что от работы ГАЭС зависят режим наполнения-сработки Кубанского водохранилища и своевременная подача воды в Большой Ставропольский канал.

Предварительное обследование показало, что здание ГАЭС (кстати, расположенное на дне водохранилища) нуждается в ремонте строительных конструкций, а это невозможно без прекращения работы. Поэтому было предложено построить новое здание ГАЭС (но уже берегового типа), подводящий канал и напорные трубопроводы. Новое здание при помощи двух новых водоводов подключат к существующему водоприемнику, все оборудование которого заменят.

Из-за низких прочностных показателей грунтов основания и ограничений по площади ведения земляных работ основные ГТС возводятся в котловане под защитой ограждающих конструкций типа «стена в грунте».

Сенгилеевская ГЭС также проходит через глобальные изменения: здесь завершается реконструкция уравнительной башни и напорных трубопроводов. Следующий этап реконструкции включает модернизацию деривационного трубопровода, строительство нового водоприемника, здания ГЭС и других сооружений.

Сенгилеевская ГЭС

В соответствии с техническими решениями при разборке здания ГЭС будут максимально использованы существующие конструкции, что позволит сохранить бетонный массив в качестве основания для нового здания. Для демонтажа конструкций будет использована алмазно-канатная резка, чтобы не нарушить состояние бетона, исключить негативные динамические воздействия на грунты, а также предотвратить разуплотнение существующего грунтового основания. В результате реконструкции установленная мощность Сенгилеевской ГЭС увеличится на 19% — до 17,85 МВт.