«Роль крупнейшего источника энергии»

Братская ГЭС остается системообразующей и становится все более эффективной

Когда-то самая мощная в мире, а ныне входящая в двадцатку крупнейших гидроэлектростанций планеты Братская ГЭС — не только легенда, но и объект, в модернизацию которого АО «ЕвроСибЭнерго» инвестирует едва ли не больше, чем в любой другой актив. Причиной тому масштабный проект по замене рабочих колес, который должен завершиться весной 2017 года. Обновляют на станции и другое оборудование. Цель — обеспечить высокий коэффициент полезного действия и стабильную работу гидроэлектростанции, которая имеет больше значение не только для Иркутской области, но и для всей Объединенной энергосистемы Сибири.

Советские ученые и экономисты-прак­тики, 70 лет назад обсуждавшие создание новых промышленных центров на востоке страны, были категоричны: в основу всей энергетики хозяйства Восточной Сибири должна быть положена зарегулированная и обеспеченная гидроэнергия Ангары и решительная замена всех производственных процессов электрическими. Запасы реки, которую журналисты и публицисты тех времен начали именовать высоковольтной, оценивались не иначе как «колоссальные». Профессор Николай Колосовский, в частности, указывал, что ее «общая годовая отдача» оценивается в 100 млрд кВт/ч в год при потенциальной мощности каскада гидроэлектростанций около 17 ГВт. «Гидроэнергия ангарских гидростанций отличается весьма высокой экономичностью: себестоимость киловатт/часа вдвое ниже топливной составляющей себестоимости тепловой энергии (то есть полученной на ТЭС. — Ред.) даже при выработке ее на базе исключительно дешевых черемховских углей, — подчеркивал профессор Абрам Пробст из Совета по изучению производительных сил АН СССР. — Дополнительные капитальные затраты на строительство гидростанций по сравнению с тепловыми окупаются экономией в себестоимости энергии менее чем в десятилетний срок. Энергетические ресурсы Восточной Сибири при указанной характеристике должны играть роль основного фактора, определяющего производственную специализацию данного района». Особое место при этом отводили двум гигантским ГЭС, одну из которых, как сообщали в августе 1947 года на конференции по изучению производительных сил Иркутской области директор Института географии АН СССР Андрей Григорьев и старший научный сотрудник учреждения Моисей Помус, можно «воздвигнуть на Падуне, в 28 км от Братска». Станции тогда еще не было в проекте. Решение о строительства Братской ГЭС союзные власти приняли в сентябре 1954 года.

Первая по мощности во втором районе по потреблению

Семь лет спустя, когда 28 ноября 1961 года заработал ее первый агрегат, советская пресса не удержалась от сравнения самой крупной на тот момент гидроэлектростанции в мире — 4,5 ГВт установленной мощности — с конкурентами из капиталистических стран. «Братская станция будет почти в два с половиной раза мощнее знаменитой американской гидростанции Грэнд-Кули», — рассказывала читателям «Советская молодежь», вышедшая днем позже. Объект для сравнения, расположенный в США, к 1985 году последовательно расширили до 6,8 ГВт. Братская ГЭС по установленной мощности сегодня занимает 18-е место в перечне действующих гидро­электростанций мира (21-е, если брать еще три спроектированных и строящихся станции). Тем не менее, статус воспетой поэтами легенды она сохраняет, а ее среднегодовой выработки достаточно для того, чтобы удовлетворить потребности Иркутской области в электричестве более чем на 40%, Объединенной энергосистемы Сибири — на 11%, всей России — примерно на 2,3%.

«Для Братска и Братского района мы играем роль крупнейшего источника энергии», — констатирует директор станции Андрей Вотенев. То же касается Иркутской области, для которой Братский энергорайон является вторым по объемам потребления — около 20 млрд кВт/ч в 2015 году против 23 млрд кВт/ч на юге региона. Город при этом является центром металлургии и лесопереработки. Здесь расположен лидер по объемам производства в мире и крупнейший потребитель электричества в регионе — Братский алюминиевый завод. По данным из схемы и программы развития электроэнергетики Иркутской области на 2016–2020 годы, в 2014 году на его нужды ушло почти 17,07 млрд кВт/ч. То есть почти треть регио­нального потребления. В прошлом году расход электричества сохранился на уровне примерно 17 млрд кВт/ч. Братская ГЭС, в свою очередь, выработала чуть более 16,6 млрд кВт/ч — сказалось обострившееся маловодье в бассейне Байкала, влияющее на весь Ангарский каскад гидроэлектростанций. Часть нужд завода закрывается за счет перетоков из Объединенной энергосистемы Сибири, однако станция, которая также выдает в нее электричество, является крупнейшим его поставщиком для предприятия. Это подтверждает один факт: 12 из 20 линий электропередачи напряжением 220 кВ, уходящих с открытого распределительного устройства Братской ГЭС, соединяют ее с Братским алюминиевым заводом.

Если брать установленную мощность станции, то предприятие потребляет более 40% от нее. Например, 2 декабря завод использовал 1 837 МВт. Братская ГЭС в тот же день выдавала 2 018 МВт. Во-первых, отдача гидроагрегатов снижена в силу небольших сбросных расходов, установленных в условиях низкой водности. Во-вторых, пять машин из восемнадцати выведены в ремонт, как текущий, так и капитальный. На одной из них меняют рабочее колесо — последнее в партии из шести штук, по заключенному в сентябре 2011 года контракту с австрийским концерном Voith Hydro.

«Попали в струю»

Проект по модернизации гидроагрегатов с заменой ключевого узла турбины берет начало еще в 2004 году. Тогда был заключен договор с ОАО «Силовые машины» (в настоящее время существует в форме публичного акционерного общества) на изготовление и поставку рабочих колес для первых шести гидроагрегатов, запущенных в 1961–1962 годах. В том числе и того, который, как гласила передовица «Восточно-Сибирской правды» за 29 ноября 1961 года, «работает на коммунизм». «По советскому ГОСТу срок работы электрического оборудования ограничен 25 годами, турбин — 40, — отмечает Вотенев. — Машины делали с запасом, но необходимость их замены это не отменяет». Братская ГЭС вдобавок была пионером по части использования столь мощных — 250 МВт — турбин, и создатели гидроэнергетического оборудования в начале шестидесятых годов не обладали достаточным опытом по части их проектирования и производства. В итоге параметры рабочих колес не были оптимальными. К тому же первые гидроагрегаты станции вводили при пониженном напоре еще до того, как было заполнено водохранилище. Это вызвало повышенный кавитационный износ и, как следствие, снижение коэффициента полезного действия на 5–8%. Поэтому еще в 1975 году во Всесоюзном проектно-изыскательском и научно-исследовательском институте «Гидропроект» имени С.Я. Жука было подготовлено технико-экономическое обоснование замены рабочих колес гидроагрегатов Братской ГЭС.

Однако реализация этого проекта по разным причинам была отложена на три десятка лет. Первое рабочее колесо, выпущенное, как и в советские времена, Ленинградским металлическим заводом, на станции смонтировали в 2007 году. Последнее установили и ввели в эксплуатацию в ноябре 2010 года. Менее чем через три месяца стало известно о продолжении проекта, а еще через полгода, во время VII Байкальского экономического форума, было заключено соглашение с поставщиком оборудования. Если установка рабочих колес Ленинградского металлического завода с КПД 95,2% против 88,1% у старого оборудования позволила увеличить выработку станции на 600 млн кВт/ч в год, то прибавка за счет узлов, произведенных Voith Hydro, оценивается в 700 млн кВт/ч ежегодно — прибавка к эффективности второй шестерки гидроагрегатов не так велика, как в случае с первыми машинами. Таковы результаты в нормальных условиях, а при низкой водности это позволяет в определенной степени нивелировать сокращение выработки при уменьшении сбросных расходов. «Мы своевременно взялись за это проект, — резюмирует директор Братской ГЭС. — Правда, задача была немного другая: при том, что станция регулирует частоту в Объединенной энергосистеме Сибири, как можно меньше потерять в коэффициенте полезного действия гидроагрегатов. При той же воде произвести больше энергии. А тут маловодье... Одним словом, попали в струю».

К слову, Братская ГЭС — одна из трех станций, которые отвечают за поддержание частоты в ОЭС Сибири. Если раньше система группового регулирования активной и реактивной мощности стоял только на ней, то сейчас ей оснащены Усть-Илимская и Красноярска ГЭС. На второй ступени Ангарского каскада, между тем, близится к завершению установка новых микропроцессорных релейных защит. Продолжается замена коммутационного оборудования — ранее на открытом распределительном устройстве напряжением 500 кВ заменили воздушные выключатели на элегазовые и смонтировали новые трансформаторы тока и напряжения, а в настоящее время на ОРУ-220 меняют разъединители и выключатели. Масштабная программа модернизации, на реализацию которой в прошлом году израсходовали свыше 1,2 млрд руб­лей, имеет одну конечную цель — надежную и стабильную работу легендарной Братской ГЭС, от которой зависит устойчивое функционирование всей Объединенной энергосистемы России.