Чернобыльская АЭС, Углегорская ТЭС... Кто следующий?

Когда-то мощная, высокотехнологичная, высокоэкономичная энергетика, которую создавало героическое поколение энергетиков 60—70 годов прошлого века и которая находилась в основе развития экономики всей страны, сегодня... в очереди на выведение из эксплуатации своего технологического оборудования по причине его старения. И дай Бог, чтобы это не случилось так, как на “Углегорке”.

Пожар на Углегорской ТЭС 29 марта начался вследствие возгорания угольной пыли на втором энергоблоке. Как сообщила пресс-служба Государственной службы горного надзора и промышленной безопасности Украины во вторник, 16 апреля, основной организационной причиной несчастного случая стало нарушение технологического процесса, что привело к разгерметизации системы пылеприготовления во время работы угольной мельницы. Министр энергетики и угольной промышленности Украины Эдуард Ставицкий, возглавляющий специально созданную комиссию, 15 апреля сообщил, что вместо строительства новой станции (как пообещали сначала, поскольку в результате пожара сгорели четыре энергоблока) “разработан план по капитальному ремонту... Энергоблоки будут восстановлены”...

Основой тепловой энергетики Украины являются блочные ТЭС, работающие на органическом топливе. Каждый энергоблок состоит из парового котла, паровой турбины, электрического генератора и блочного трансформатора. Всего на ТЭС Украины установлены 104 энергоблока мощностью от 150 до 800 МВт общей мощностью 28,7 млн кВт. Состояние тепловой энергетики на сегодняшний день критическое.

За последние 40 лет в Украине не был введен в эксплуатацию ни один новый энергоблок на тепловых электростанциях. Поэтому продолжение эксплуатации существующего устаревшего технологического оборудования ТЭС привело к тому, что почти 90% энергоблоков уже отработали свой парковый ресурс, определенный в 100 тыс. часов. Остальные энергоблоки приближаются к этой границе. Более того, на многих ТЭС есть технологическое оборудование, которое уже отработало свыше 300 тыс. часов. Это обусловило значительное снижение показателей его надежности и эффективности и потребность в немедленной замене технологического оборудования ТЭС.

Учитывая, что половину электрической энергии в Украине производят работающие при постоянной нагрузке энергоблоки АЭС, для регулирования частоты и мощности в энергосистеме необходимо участие тепловых энергоблоков — для работы в маневренном режиме нагрузки. Без этого ни в одной стране мира не может существовать энергетическая отрасль.

Тепловая энергетика работает с использованием технологий как минимум полувековой давности. Кроме того, использование почти на всех электростанциях морально устаревшей технологии пылеугольного (факельного) сжигания угля с жидким шлакоудалением предъявляет жесткие требования к качеству топлива. Развитые страны мира уже давно используют котельные агрегаты с циркулирующим кипящим слоем (ЦКС). Энергоблоки с такими котлами в настоящее время достигли мощности 200—460 МВт, в том числе с котлами сверхкритических параметров, обеспечивая высокую экономичность, надежность, экологическую чистоту и маневренность. В мире широко развиваются и используются другие технологии, в частности внутрицикловая газификация угля в сочетании с парогазовыми установками, позволяющими значительно повысить КПД использования топлива. Внедряются технологии сжигания водоугольного топлива, а также топливные элементы и т.п. О необходимости внедрения новых технологий много говорят, но почти ничего не делается.

Почти все энергоблоки наших ТЭС нуждаются в замене новыми с современными технологиями сжигания топлива. Для этого у Украины есть собственное производство паровых турбин (ОАО “Турбоатом”, г. Харьков), электрических генераторов (ГП завод “Электротяжмаш”, г. Харьков) и трансформаторов ОАО “Запорожьетрансформатор”, г. Запорожье), средств управления и другого технологического оборудования. Но за 22 года независимости мы не смогли построить отечественный котлостроительный завод. И это при наличии в Украине развитой металлургической промышленности, которая может обеспечить металлом для производства энергетических котельных агрегатов. Известно, что для создания одного энергоблока необходимо несколько тысяч тонн металла. Если не будем развивать отечественное котлостроение, будем вынуждены закупать импортное оборудование. Например, такие известные компании, как Foster Wheeler (Польша), SES Tlmace (Словакия), Babkok Wilkoks (США) и другие, готовы поставлять свои котельные агрегаты с циркулирующим кипящим слоем. Наша соседка Польша такой завод уже построила. Заметьте: стоимость котла для энергоблока мощностью 200 МВт составляет около 250 млн долл.

Из-за устарелости технологического оборудования ТЭС и использования морально устаревших технологий сжигания топлива наблюдается низкая эффективность использования топливных ресурсов.Это приводит к значительному ухудшению технико-экономических показателей ТЭС по сравнению с проектными и к чрезвычайно низким величинам их КПД (до 30%), который в современных ТЭС уже достиг уровня 42—45%. Вместе с тем практически не работает почти половина самых экономичных энергоблоков ТЭС, например, энергоблоки мощностью 800 МВт уже бывшей Углегорской ТЭС.

Вследствие использования устаревших технологий сжигания топлива маневренные возможности ТЭС очень низки,что обусловливает их работу в непроектном режиме глубокого регулирования мощности в пиковом и полупиковом режимах.

Пылезащитное оборудование энергоблоков ТЭС недостаточно эффективное. Кроме того, в Украине не налажено производство оборудования для серо- и азотоочистки дымовых газов после котельных агрегатов. До сих пор ни на одном энергоблоке ТЭС они не внедрены. В Германии, например, все котлы с пылеугольным сжиганием топлива оснащены такими установками, стоимость которых составляет до 40—50 млн долл. в зависимости от мощности котла.

А технологические средства улавливания окислов серы и азота не дают желаемого эффекта. Это приводит к критически высокому уровню экологической нагрузки на воздушный и водный бассейны в зоне деятельности ТЭС. Золошлаковые отходы ТЭС, полученные при сжигании угля, практически не используются, а накапливаются в отвалах возле каждой ТЭС. Так, на золоотвалах Бурштынской ТЭС накоплено около 30 млн тонн золы.

Существующие технологии обогащения добытого рядового угля, необходимость которого обусловлена несовершенством существующих пылеугольных (факельных) технологий сжигания топлива на украинских ТЭС, приводят к потере почти 50% его количества. В каждом килограмме отходов обогащения остается до 2000 ккал горючей массы, которая навсегда теряется. Например, на Червоноградской обогатительной фабрике во Львовской области накоплено свыше 70 млн тонн отходов. Сотни миллионов тонн отходов обогащения накоплены на шахтах и обогатительных фабриках Донецкого угольного бассейна, что создает значительную экологическую угрозу для населения.

Такая ситуация взывает о необходимости внедрения новых технологий, позволяющих сжигать рядовой уголь и накопленные до этого времени отходы углеобогащения. Речь идет, прежде всего, о технологиях с применением котлов с циркулирующим кипящим слоем.

В Украине до сих пор не учитывают современную мировую тенденцию — строительство электростанций малой мощности, которые привязывают к отдельному населенному пункту или производственному комплексу. Их особенностью является то, что такие станции строят, как правило, рядом с источником местного дешевого топлива (бурого угля, сланцев, торфа, отходов углеобогащения и т.п.). Иногда источник топлива и ТЭЦ образуют единое предприятие, которое позволяет работать на конечный продукт — электрическую и тепловую энергию, следовательно, значительно уменьшить себестоимость их производства. Использование дешевого местного топлива способствует значительному снижению себестоимости полученной энергии, что намного уменьшит себестоимость продукции этого производственного комплекса и, соответственно, увеличит его прибыль. Следует отметить, что мощные ТЭС не выдерживают конкуренции с малыми, особенно с теми, которые сжигают дешевое местное низкосортное топливо. Себестоимость производства электрической энергии малых ТЭС в 1,5—2 раза меньше по сравнению с мощными.

Не способствует эффективной работе ТЭС существующая в Украине модель Оптового рынка электрической энергии с единым покупателем, которая отжила свое, является тормозом для развития экономики страны и губительна для электроэнергетической отрасли. Тарифная политика, проводимая Национальной комиссией, осуществляющей государственное регулирование в сфере электроэнергетики (НКРЭ), абсурдна и нуждается в изменениях. Разработаны предложения по ее изменению, но не понятно, кому они принесут пользу. Проблема остается нерешенной.

Почти полностью потерян потенциал энергетического строительно-монтажного комплекса страны. А как ему существовать, если новые ТЭС не строятся? Нет уверенности, что нынешнее состояние этого комплекса обеспечит возможность при необходимости построить новую мощную тепловую электростанцию. Это также касается отраслевых проектных и наладочных организаций, таких, как Теплоэлектропроект и ОРГРЭС, которые лишились значительного количества своих ведущих специалистов из-за отсутствия новых энергетических объектов для проектирования и наладки.

Значительно снизился уровень научно-технического обеспечения эксплуатации, ремонта, технического перевооружения (реконструкции) и внедрения новейших энергетических технологий, особенно технологий сгорания топлива. Утрачиваются научно-технические связи с энергетиками других стран, практически прекратились встречи с коллегами из России, Польши и других государств.

Общий вывод относительно состояния электроэнергетики: энергетическая отрасль, которая всегда находилась в авангарде развития экономики страны, владела собственными отраслевыми научными и проектно-технологическими институтами, заводами по выпуску энерго- и электротехнического оборудования, высококвалифицированным эксплуатационным и ремонтным персоналом, специалистами, способными решать задачи любого уровня сложности по проектированию, монтажу, строительству, наладке энергетических объектов, эксплуатации, на сегодняшнем этапе находится в критическом состоянии и почти утратила свои потенциальные возможности для дальнейшего развития.

Необходимо также отметить следующее: техническая отсталость тепловой энергетики страны из-за использования устаревших технологий сжигания топлива, низкий уровень регулирования мощности и частоты в энергосистеме, а также почти полное отсутствие газоочистительного оборудования на котельных установках ТЭС могут привести к невозможности вступления Украины в Европейский Союз и дальнейшего интегрирования в мировую экономику. Необходимо понять, что европейская тепловая энергетика имеет чрезвычайно жесткие нормативы по выбросам вредных веществ в атмосферу, регулированию мощности и частоты в энергосистеме. Так, польским энергетикам для достижения таких нормативов перед вступлением в Европейский Союз пришлось выполнить огромные объемы работ по реконструкции, стоимость которых составила много десятков миллиардов долларов. Наша тепловая энергетика с ее технологической отсталостью Европе не нужна. Это очевидно и это необходимо учитывать на высоком государственном уровне. 

Об авторе

Анатолий Андреевич Акимов закончил Львовский политехнический институт по специальности инженер-теплоэнергетик. Последняя производственная должность — начальник производственно-технического отдела
ОАО “Западэнерго”.

Член правления ветеранской организации энергетиков Украины.

Автор двух патентов Украины и около 50 внедренных на ТЭС рационализаторских предложений.

Член Национального союза журналистов Украины. Автор почти 45 научных работ (в том числе как автор-составитель книги по тепловой энергетике). На протяжении семи лет редактор газеты “Генерація” — информационно-производственного издания ОАО “Западэнерго”.