Монетка на ребре
Энергетика не первая интересующая нас по жизни тема: есть и есть, главное, чтобы свет был да аварий не было. Но если приоткрыть дверцу в этот мир, который совсем рядом, который огромен и потрясающе интересен, то можно почерпнуть для себя много полезного и захватывающего. Это и история наша, и современность. Это жизнь, которая течет совсем рядом. По проводам.
В этом году много событий и информационных поводов дает нам Кольская энергетическая система. Так, станции отмечают солидные юбилеи, проводят широкомасштабные модернизации, выходят на новые мощности. «Мурманский вестник» предлагает совершить мини-путешествие по уникальным ГЭС нашей области. Первый рассказ о Верхне-Туломской гидроэлектростанции, самой мощной на Северо-Западе РФ, которая была принята в эксплуатацию 50 лет назад!
Верхне-Туломская ГЭС — гидроэлектростанция на реке Тулома в Мурманской области. Входит в Каскад Туломских и Серебрянских ГЭС, состоящий из 6 станций. Раньше это было два разных каскада: Каскад Серебрянских ГЭС и Каскад Туломских ГЭС. Строительство ее началось в апреле 1961 года, закончилось в 1966. Первый гидроагрегат пущен в 1964 году, ГЭС принята в промышленную эксплуатацию 27 октября 1965 года. Построена с опережением срока: за 4 года и 9 месяцев против проектных пяти лет.
Представляет собой ГЭС плотинно-деривационного типа. До 1975 года выполняла роль регулятора частоты в Кольской энергосистеме. В настоящее время ГЭС регулирует частоту при изолированной работе энергосистемы или переток в Карелию при работе в единой энергосистеме.
Некоторые цифры: площадь зеркала водохранилища — 745 кв. км, площадь водосбора — 17 тыс. кв. км; установленная электрическая мощность — 268 МВт, среднегодовая выработка — 860 млн кВтч. В здании ГЭС установлено 4 поворотно-лопастных гидроагрегата мощностью по 67 МВт, работающих при расчетном напоре 58,5 м.
Из последних модернизаций: в 2008 году на ГЭС осуществлено внедрение системы автоматического управления режимами гидроагрегатов (САУРГ), включая ввод в работу ГРАМ (группового регулирования активной мощности) гидроагрегатов, реконструкцию системы автоматического управления гидроагрегата № 4, замену регуляторов скорости на микропроцессорные гидроагрегатов № 1 и 4. В 2009 заменен первый блочный трансформатор станции. В 2012 году завершен комплекс строительно-монтажных работ по замене второго блочного трансформатора, а в 2013 году выполнен капитальный ремонт гидроагрегата № 2.
В 2015 году принято решение о полной модернизации станции с поэтапной заменой гидроагрегатов.
ГЭС построена на сопке Смоляная Варака. Изыскания здесь проводились уже в 1937-39 годах, затем все планы оборвала война, а в 1958 году был готов проект. Строила станцию финская фирма «Иматран войма» (с финского voima — «сила», «мощь», «энергия») по заказу Советского Союза, сейчас это корпорация «Фортум».
Территория самой станции небольшая. В момент постройки была сооружена насыпная плотина длиной 1400 метров, а по гребню — 42 метра высотой. Также была построена 45 метровая бетонная гравитационная плотина, в которой находится два щита водосброса, пропускная способность каждого из сегментов — 450 метров кубических в секунду, и отводящий открытый канал длиной 1300 метров. Был сооружен временный поселок, финны, которых порядка 2000 работало здесь, построили его для инженерно-технических работников. При этом для подвозки оборудования, для транспортировки людей они проложили к станции дорогу из Финляндии, а дорога из Мурмашей сюда появилась только в 1967 году.
Там, где построена станция, были большой и малый водопады. Разница между ними составляла всего лишь 22 метра. При постройке подземной станции добились перепада в 62 метра. Если ставить плотину с малым перепадом и строить наземную ГЭС, то затраты были бы в разы больше, то есть большую территорию бы затопили, больший расход материалов, ресурсов понадобился бы, больший срок... Всё решил расчет, то есть технико-экономическое обоснование. Было проще сделать выемку породы, и при этом использовать ту же породу на плотине.
Самое интересное на ГЭС — это ее техническая составляющая. И, одно дело — построить такую махину, другое дело — эксплуатировать её. Поражают даже самые обыденные, свершившиеся, и, по сути, рабочие факты. Например, то, что ты сидишь в очень похожем на школьный кабинете и слушаешь интересные факты о ГЭС-12, а на самом деле находишься на отметке 97 метров в административно-техническом корпусе, а под тобой —станция, при этом машинный зал — на отметке 60 метров. Однако! Нижняя отметка станции —2 метра, отсчет от уровня Балтийского моря.
Интересные факты из жизни ГЭС
Однако, выработка!
На станции работают четыре гидроагрегата и два трансформатора — по два агрегата на трансформатор. Электроэнергия по шинопроводам по шинной шахте поднимается к трансформаторам, который поднимает напряжение с 10,5 кВ до 150 кВ. Дальнейший путь — в Кольскую энергосистему.
Всё это ПОД землёй
Вдумайтесь! Высота гидроагрегата от маслоприемника до обтекателя турбины составляет порядка 17,5 метров. Это примерно высота пятиэтажного дома. Общий вес агрегата 540 тонн плюс давление воды 700 тонн, итого на крестовину давит около 1200 тонн.
Всем рулит Император
Режим работы гидроагрегатов устанавливает системный Император. В инструкциях он, конечно, системный оператор, но такое величественное наименование каждому придаст важности.
Самый мощный. Ремонты и КАК они происходят
Плановые ремонты проходят согласно стандарту организации по правилам технической эксплуатации, межсроковые интервалы между капремонтами — 5-7 лет. Графики ремонтов на текущий год составляются по основному и вспомогательному оборудованию, в них также включаются различные расширенные ремонты, обычно это осмотр рабочего колеса, выемка двух полюсов у ротора с прокрутками и осмотрами статора.
В планах — большая модернизация Верхне-Туломской ГЭС с заменой гидроагрегатов. И под будущее увеличение мощности гидроагрегатов в 2009 году уже был поменян первый главный трансформатор, а в 2012 году поменяли и второй главный трансформатор. Мощность старых была 140 мегавольт-ампер, сейчас стоят новые немецкие трансформаторы мощностью 160 мегавольт-ампер.
Грядущая модернизация должна будет учесть все особенные моменты, связанные со станцией, чтобы оборудование было более надежным, потому как нагрузка на гидроагрегаты колоссальная: на каждый приходится сотни пусков и остановок в году.
Особенности разборки гидроагрегата, если вдуматься, умопомрачительны. Ротор — вращающаяся часть гидроагрегата — весит 225 тонн. Чтобы его поднять, есть два крана машинного зала, грузоподъемность главного — 150 тонн. Выемка ротора производится синхронно, работают в паре два машиниста с привлечением специалистов подрядной организации. Вся сложность операции вот в чем. Односторонний воздушный зазор между статором и ротором составляет всего 14 миллиметров. Получается, что ротор 225 тонн плюс траверс 26 тонн, итого — 251 тонна, которые надо поднять и «посадить» в люки. Это самая сложная операция на капремонте. Участвуют в ней 4 механика, 4 электрика, плюс 10-12 человек подрядной организации. Весь капремонт в основном производится руками, это очень точный и сложный ручной труд.
И еще тест-фокус от энергетиков: если на работающий гидроагрегат поставить на ребро монетку (на площадку), то она не шелохнется. Принимая во внимание скорость и вес вращающегося элемента, очень удивляешься, когда смотришь на неподвижную монетку.
Техническая эстетика
Надо отдать должное — техническая эстетика на предприятии на высоте. Если обратить внимание на машинный зал, на любые другие помещения станции, то поражаешься тому, насколько эстетично, даже культурообразно что ли, они смотрятся: всё аккуратно, чисто. Особенно, конечно, выделяется машзал, где не только все агрегаты, вся площадь зонально выкрашены в яркие цвета, но и предусмотрена ложная стена, закрывающая породу и выполняющая определенную функцию — за ней проходят провода, кабели, но все убрано от глаз, все приспособлено для более безопасной, четкой работы.
Идентификация
Одним из интересных обстоятельств на ГЭС для стороннего человека кажется система номерков. Прежде чем войти в машинный зал, на специальную доску нужно повесить номерок, за который прежде расписался. Так, в случае чего, можно будет точно сказать, кто находится внутри, а кого там нет. Пренебрегать этим правилом, поверьте, не хочется.
Рыба-альбинос и просто рыба под землёй
В скале был проделан рыбоход почти в 2000 метров с подземным рыбоподъемником. Из верхнего бьефа вода текла в нижний бьеф, там стоял лифт для поднятия рыбы в верхнее водохранилище, насосы, была сделана имитация солнца. Но рыбе рыбоход не очень пришелся по душе. Позднее здесь за три года в 90-е был построен уникальный подземный Верхнетуломский рыбозавод.
Водится здесь радужная форель, гибрид канадского лосося и российской форели. Маточное стадо — отцы и мамки, самцы и самки — находятся в отдельном бассейне, впрочем, как и другие рыбки.
Всего на заводе держат особей шести возрастов. Начинают нереститься они в три года, а в шесть лет — последний нерест, старые особи уходят, отбраковываются, а на смену приходят новые. И так из года в год.
Трендом последних лет стала рыба-альбинос. Некоторые предприятия с удовольствием берут на продажу таких, еще пока диковинных, особей, а технологи рыбозавода всё меньше выбраковывают их. Вот и получаются форельки от молочного до кремового оттенков на вкус взыскательных гурманов. А кто-то из несведущих покупателей, увидев такую рыбу на прилавке, распустил слух, что, мол, она больная. Нет, здоровая, просто особенная.
Верхне-Туломская ГЭС удивительна. Но не потому, что она способна впечатлить человека, не обремененного инженерным образованием. Вовсе нет. Она уникальна с самого факта своего строительства до функций, возложенных на неё! И вообще, есть такие вещи, увидев и осознав которые, проникаешься профессией, о которой даже и не думал никогда, начинаешь воспринимать процесс, а не бездумно пользоваться его конечным продуктом. Энергетика, кажется, открывается только в непосредственной близости от места, где производят энергию, в том месте, откуда та берёт свое начало...