Начало масштабного проекта реконструкции Иовской ГЭС ОАО «ТГК-1»

1 ноября 2102 года начался проект масштабной реконструкции гидроагрегатов Иовской ГЭС Каскада Нивских ГЭС ОАО «ТГК-1».

Проект включает полную замену рабочих колес гидроагрегатов станции, систем регулирования и возбуждения, реконструкцию защиты и автоматики. Вместо турбин пропеллерного типа будут установлены более эффективные поворотно-лопастные турбины.

По плану работ первый агрегат будет заменен в 2013, второй — в 2014 году. Реконструкция гидроагрегатов Иовской ГЭС входит в состав приоритетных проектов инвестиционной программы ОАО «ТГК-1» во всех регионах деятельности компании.

В ожидании обновления

Иовская ГЭС расположена на реке Иова в поселке Зареченск на самом юге Мурманской области на границе с Карелией. Раньше вместе с Кумской ГЭС она образовывала Каскад Ковдинских ГЭС. Питается станция водами реки Ковда, которая представляет собой систему проток между многочисленными озерами в этом районе. Река многоводна, с большими перепадами высот.

Организационно гидростанция входит в состав Каскада Нивских ГЭС филиала «Кольский» ОАО «ТГК-1». Иовская ГЭС была принята в промышленную эксплуатацию 17 марта 1965 года, первый агрегат был пущен в 1960 году. В состав оборудования входят 2 гидроагрегата установленной электрической мощностью 48 МВт каждый.

Среднемноголетняя выработка электроэнергии — 536 млн кВтч.
По меркам гидроэнергетики региона Иовская ГЭС довольно молодая, однако станции не совсем повезло с оборудованием. Изначально на ней были установлены поворотно-лопастные турбины украинского производства. Уже в 1980 году они были заменены на пропеллерные турбины. Однако их коэффициент полезного действия и прочность оказались недостаточными. По этой причине было принято решение заменить турбины на более эффективные – поворотно-лопастные.

Из истории гидроэлектростанции

Строительство Иовской ГЭС началось в 1957 и завершилось 6 лет спустя, в 1963 году. Первый гидроагрегат был введен в эксплуатацию 31 декабря 1960 года.

Для увеличения выработки ГЭС в её водохранилище гидроэнергетики перебросили сток озёр Таванд и Толванд. Гидростанция относится к плотинно-деривационному типу и имеет следующие технические характеристики:

• здание ГЭС длиной 50,1 м с двумя гидроагрегатами по 48 МВт;
• деривационный подводящий канал 1340 м;
• отводящий канал длиной 527 м;
• напорные сооружения ГЭС с длиной напорного фронта 300 м;
• расчетный напор 32 м.

Первоначально на станции были установлены поворотно-лопастные турбины типа ПЛ-577 производства ПО «Харьковский турбогенераторный завод». После двадцати лет эксплуатации в 1982 – 1983 годы гидротурбины прошли модернизацию с целью повышения единичной мощности до 50 МВт. В качестве основного решения, обеспечивающего повышение мощности, была принята замена поворотно-лопастного рабочего колеса на пропеллерное с уменьшением втулочного отношения (до 0,35 вместо 0,55).

Ленинградский металлический завод выполнил разработку конструкторской документации и изготовил гидротурбинное оборудование. Объем модернизации включал изготовление нового рабочего колеса и новой камеры рабочего колеса упрощенной цилиндрической формы.

В связи с переходом на новое рабочее колесо пропеллерного типа модернизации подлежала крышка гидротурбины с изменением очертаний проточной части, укорочение существующего вала, с обрезкой его в зоне фланца рабочего колеса и ликвидации маслоприемника и штанг.

Именно эта модернизация оказалась не вполне успешной. По итогам первых лет эксплуатации были выявлены следующие недостатки: ухудшение вибрационного состояния гидроагрегатов, повышенные трещинообразование и кавитация на лопастях рабочих колес.

Вследствие этого были осуществлены  следующие ограничения мощности:

• по динамическим характеристикам работы турбин;
• по пропускной способности подводящего канала;
• по условиям воздействия работы гидроагрегатов на вибрационное состояние строительных конструкций ГЭС.

Серьезные недостатки конструкции и принципиальные ошибки в выборе направления технического переоборудования существенно усложнили эксплуатацию гидротурбин и привели к необходимости проведения учащенных осмотров, испытаний и ремонтов, вследствие чего увеличились расходы на ремонт и эксплуатацию, а из-за простоев и снижения КПД уменьшилась средняя многолетняя выработка электроэнергии.

Программа реконструкции

В августе 2010 года совет директоров ОАО «ТГК-1» утвердил инвестиционный проект «Реконструкция гидротурбин Иовской ГЭС Каскада Нивских ГЭС филиала «Кольский» ОАО «ТГК-1, в рамках которого планируется осуществить реконструкцию двух гидроагрегатов до конца 2014 года.

В качестве основного направления модернизации принята замена рабочего колеса агрегата с пропеллерного на поворотно-лопастное. Такое решение позволяет гарантировать надежную работу гидротурбины в широком диапазоне регулирования при сохранении высоких эксплуатационных свойств.

Задачами инвестиционного проекта являются:

• повышение эксплуатационной надежности и долговечности работы модернизируемого оборудования с учетом требований энергосистемы по режимам работы ГЭС;
• повышение надежности энергоснабжения потребителей;
• обеспечение перспективных электрических нагрузок.

«Ожидания по поводу реконструкции станции большие. Она повысит коэффициент полезного действия и надежность гидроагрегатов, а также расширит их рабочий диапазон, что позволит более рационально использовать водохранилище Иовской ГЭС и оперативно регулировать нагрузку в соответствии с потребностями энергосистемы Мурманской области. Новые турбины сделают возможным использовать до 30% от номинальной мощности и избавят от незапланированных пусков и остановок. Кроме того, будут внедрены системы вибромониторинга, что снизит вибрацию. Благодаря модернизации оборудования также станет возможным осуществлять автоматическое управление Иовской ГЭС с базовой станции Нива ГЭС-3».

Директор Каскада Нивских ГЭС Андрей Жарников

С октября 2010 года по апрель 2011 года проходил конкурс по выбору подрядчика на выполнение работ. На конкурс были поданы заявки от трех контрагентов: ОАО «Тяжмаш», ООО «Андритц Гидро» (гидротурбинное оборудование фирмы АНДРИТЦ Гидро ГмбХ) и ЗАО «Гидроэнергострой» (гидротурбинное оборудование фирмы ОАО «Силовые машины»).

Андритц Гидро предложил лучшие характеристики будущего рабочего колеса гидротурбины, в результате чего и был признан победителем открытого конкурса. В августе 2011 года был заключен договор, и начались работы по реконструкции станции. Проектировщиком выступила компания ПАО УкрГидроПроект субподрядчик ООО «Андритц Гидро».

В феврале 2012 года были проведены модельные испытания рабочего колеса гидротурбины в Лаборатории Модельных исследований АНДРИТЦ Гидро ГмбХ в Линце. По результатам приемочных испытаний были подтверждены заявленные в договоре технические характеристики рабочего колеса гидротурбины. После модельных испытаний завод-изготовитель приступил к завершающему этапу разработки конструкторской документации и производству оборудования.

1 ноября 2012 года гидроагрегат №1 был выведен в реконструкцию. В декабре 2012 года началась поставка обмотки статора, изготовленного на заводе-изготовителе ANDRITZ Hydro в Граце. А первые узлы гидротурбинного оборудования, такие как камера рабочего колеса и направляющий аппарат, поставят в марте 2013 года.

В декабре 2012 года при помощи алмазной резки удалена облицовка камеры рабочего колеса вместе с бетоном. Демонтаж вспомогательного и электротехнического оборудования планируется завершить к концу 1 квартала 2013 года.

Демонтажные и монтажные работы по проекту осуществляет субподрядчик ООО «Андритц Гидро» – ЗАО «Нордэнергомонтаж», зарекомендовавший себя надежным партнером по ремонту гидромеханического оборудования.

Технические параметры новой гидротурбины для Иовской ГЭС: