Стержень энергетического развития

ГТЭС «Новокузнецкая» АО «Кузбассэнерго» за свой десятилетний путь доказала незаменимость и многогранное значение для энергетического сектора региона. Запуск этой газотурбинной электростанции стал судьбоносным шагом на пути энергетической независимости и устойчивого развития Кузбасса.

«Новокузнецкая» – уникальный проект

Десять лет назад ГТЭС «Новокузнецкая» вступила в строй, символизируя новый этап в развитии энергетической инфраструктуры региона. В то время страна и мир стремительно менялись, перед энергетиками вставали новые вызовы и проблемы. ГТЭС «Новокузнецкая» стала ответом на многие из них. Высококачественное оборудование, передовые технологии и квалифицированный персонал позволили достичь впечатляющих результатов, обеспечив устойчивое энергоснабжение.

«Новокузнецкая» – уникальный проект для Кузбасса и всей зауральской территории России. В восточной части страны таких газотурбинных электростанций, способных выдавать электроэнергию в единую национальную сеть, нет.

Сегодня ГТЭС является самой мощной из всех станций, работающих на природном газе в Сибирском федеральном округе. Особенностью станции является то, что она функционирует не в базовом (постоянном), а в пиковом (ждущем) режиме. То есть мощности объекта используются при возникновении дефицита электроэнергии на юге Кемеровской области.

В целом вводом в работу станции в 2014 г. была решена немаловажная задача – замещение выбывающих в ремонт энергетических мощностей, снижение вероятности возникновения системных аварий в целом по Кузбассу и в частности в Новокузнецке.

Строительство ГТЭС «Новокузнецкая» началось в 2011 г. в рамках инвестиционной программы Сибирской генерирующей компании по строительству нового и модернизации существующего оборудования. Общий объем инвестиций в проект составил 18 млрд руб. В пиковый период на стройке трудилось более 1000 человек. Оборудование, большая часть которого – отечественного производства, поставляли больше 300 компаний.

Хроника строительства ГТЭС «Новокузнецкая»

В декабре 2010 г. был заключен контракт между ОАО «Кузбассэнерго» и ОАО «Сибирьэнергоинжиниринг» (генеральный подрядчик) на проектирование и строительство станции. 31 августа 2011 г., после завершения всех проектных и изыскательских работ, началась выемка первых 700 куб. м грунта для котлована главного корпуса.

В апреле 2012 г. ОАО «Силовые машины» изготовило и протестировало первый турбогенератор для ГТЭС. Были доставлены металлоконструкции для главного корпуса, началось устройство фундаментов под ГТУ и строительство административно-бытового корпуса.

В июне-июле 2012 г. успешно прошли испытания второго турбогенератора. На производственных площадках ОАО «Силовые машины» продолжалось изготовление двух газовых турбин. Монтаж металлоконструкций главного корпуса был завершен. В активной фазе находились возведение пристанционного узла с открытой установкой трансформаторов и строительство автодороги для доставки крупногабаритного груза.

В октябре 2012 г. ОАО «Силовые машины» осуществило отгрузку первой турбогруппы. На площадку были поставлены камеры сгорания ГТУ первого энергоблока. В главном корпусе велся монтаж мостового крана грузоподъемностью 80 т для перемещения крупногабаритного оборудования: генераторов, турбин.

В декабре 2012 г. начались работы по монтажу теплового контура первого блока. На место прибыла турбогруппа ГТУ первого блока. Транспортировка оборудования превратилась в настоящую задачу по логистике – из-за негабаритных размеров и веса «путешествие» турбогруппы из Санкт-Петербурга в Новокузнецк по железной дороге продолжалось более двух месяцев, груз передвигался преимущественно по ночам и с минимальной скоростью.

В январе 2013 г. на площадку были поставлены турбогенератор первого блока и второй силовой блочный трансформатор 200 МВА. Параллельно шли сборка КВОУ (комплектное воздушно-распределительное устройство), строительство административно-бытового объединенного вспомогательного корпуса, противопожарной насосной станции, пункта подготовки газа.

В июне 2013 г. успешно прошла операция по надвигу турбогруппы второго блока на фундамент. На площадке перед производственным корпусом велась укрупненная сборка дымовой трубы ГТУ. Высота трубы – 45 м, диаметр – 6,4 м. Строительство остальных ключевых сооружений станции продолжалось.

Топливо станции – природный газ. В ноябре 2013 г. была произведена опрессовка газовой системы, выполнен весь комплекс работ по обеспечению станции топливными ресурсами.

В январе 2014 г. на станции запустили пусконаладочные операции электротехнического оборудования обоих энергоблоков. Продолжился монтаж КРУЭ-220 кВ (комплектное распределительное устройство). Были успешно завершены испытания с включением газотурбинной установки первого энергоблока от валоповоротного устройства.

В марте 2014 г. прошли испытания с включением ГТУ второго энергоблока от валоповоротного устройства. Все системы сработали без сбоев.

В апреле 2014 г. был принят газ до пункта подготовки топлива.

В мае-июне 2014 г. начались окончательные пусконаладочные операции для подготовки оборудования станции к комплексному опробованию. Продолжились испытания по включению генераторов обоих блоков от валоповоротных устройств. Смонтировано КРУЭ-220 кВ.

В августе 2014 г. завершились работы по синхронизации первого энергоблока с энергосистемой, аналогичные операции проведены для второго энергоблока.

В сентябре 2014 г. прошло комплексное испытание обоих энергоблоков. Все оборудование, включая газовое, электротехническое и системы автоматизации, продемонстрировало полную готовность к работе.

Особенности ГТЭС «Новокузнецкая»

Торжественная церемония запуска в эксплуатацию газотурбинной электростанции «Новокузнецкая» состоялась 14 октября 2014 г. Проектный режим работы объекта – до 2000 часов в год, а объем выработки электроэнергии – до 596 млн кВт/ч.

ГТЭС «Новокузнецкая» – это единственная конденсационная тепловая станция, не вырабатывающая тепло даже в качества побочного продукта, здесь производят только электричество.

Благодаря особенностям газотурбинных установок, которые способны выйти на полную мощность за 18 минут, «Новокузнецкая» действует в режиме постоянной готовности, но не базового функционирования, а пикового, активируясь только по команде от системного оператора для решения специфических задач, таких как покрытие пиковых нагрузок в южном сегменте энергосистемы Кузбасса. Для сравнения – угольной станции требуется на это более шести часов.

Для Кузбасса, где преобладает промышленная нагрузка, характерен плотный график потребления. Пиковые нагрузки наблюдаются в самые холодные месяцы года, обычно с ноября по февраль, а летом максимум снижается примерно на 20-22%. Существенные перепады фиксируются и в течение суток, с особенно высокой нагрузкой в утренние и вечерние пики, что требует готовности генерации к обеспечению таких потребностей.

Обычно пики покрывают гидроэлектростанции, но в кемеровской энергосистеме таких источников маневренной генерации нет. Строительство гидроэлектростанции – долгий и дорогостоящий процесс с экологическими рисками, что стало причиной заморозки строительства Крапивинской ГЭС еще в 1989 г. Поэтому был выбран более экономичный вариант – ГТЭС.

Почему Кемеровская область сделала выбор в пользу ГТЭС

Газотурбинные электростанции (ГТЭС) уже давно необходимы в удаленных и изолированных энергетических узлах. Они идеально подходят для объектов генерации, функционирующих сезонно. ГТУ получили широкое распространение в секторе распределенной промышленной генерации и на крупных строительных площадках, где используются как временные электростанции. В качестве замены традиционных тепловых станций ГТЭС почти не применяются, за исключением нефтегазоносных районов Севера, где они могут работать на попутном газе. Строительство таких объектов не требует значительных затрат (для небольших мощностей оборудование можно установить на мобильной платформе), а эксплуатация довольно проста и эффективна.

Особенно важно то, что ГТЭС могут служить резервными источниками мощности, включаемыми при системных авариях или в период ремонта оборудования других станций. Они также идеально подходят для покрытия нагрузок в пиковые часы. Поэтому для «Новокузнецкой» выбор СГК был очевиден. С точки зрения инженеров, турбины на природном газе являются единственно возможным решением для электростанции, предназначенной для компенсации пиковых нагрузок в локальной энергосистеме.

Обычно пиковые ГТЭС строятся с облегченной тепловой схемой без регенерации, с КПД около 20-25%. Тепловая схема каждого из двух энергоблоков «Новокузнецкой» включает турбину ГТЭ-145 производства ОАО «Силовые машины». Мощность каждой установки составляет 148,8 МВт, что обусловлено необходимостью обеспечения резерва (297,44 МВт) «быстроподнимаемой» мощности в южном энергоузле Кузбасса.

Экология и безопасность

С момента своего основания электростанция не только стабильно снабжала энергией бытовые и промышленные объекты региона, но и играла важную роль в решении экологических задач. Это стало возможным благодаря внедрению инновационных технологий очистки выбросов и применению природного газа в качестве основного топлива, что значительно уменьшило воздействие на окружающую среду.

Поскольку основным топливом для ГТЭС является природный газ (годовая потребность – до 250 млн кубометров), станции не требуется место для складирования золошлаковых отходов и нет угольной пыли, а выбросы, такие как окислы азота, минимальны, что особенно важно для промышленного Новокузнецка.

В целом ГТЭС – очень компактный объект. Кроме двух энергоблоков, «Новокузнецкая» состоит из пункта подготовки газа, воздушно-конденсационной установки и силовых трансформаторов. Выдача мощности на ОРЭМ организована через комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией (КРУЭ – 220 кВ) и четыре кабельно-воздушные ЛЭП – до подстанций «НкАЗ», «Еланская», а также две ферросплавные – № 1 и № 2. Компактное оборудование станции не дает копоти, гари. Все производственные цеха напоминают скорее операционные залы или стартовую площадку космодрома, чем котельную.

Как и все газовые ТЭС, «Новокузнецкую» отличает высочайшая степень автоматизации. «За порядком» на станции следит общестанционная АСУ ТП – Siemens SPPA-T3000, которая практически без участия человека останавливает и обеспечивает работу на переменной мощности газовых турбин, газодожимных компрессоров и водогрейных котлов. Весь персонал – всего 60 человек. Ежедневно, в режиме слежения за системами, объект круглосуточно обслуживают всего шесть специалистов.

ГТЭС обладает еще одним весомым преимуществом – благодаря низкому уровню производимого шума, вибрации и токсичности выхлопных газов она идеальна для городской черты. Для СГК, объекты которой работают исключительно на угле, экологический фактор при ставке на ГТЭС оказался немаловажным обстоятельством.

Инновации и достижения

Десятилетие работы ГТЭС «Новокузнецкая» – время больших достижений и инноваций. Инженеры и технические специалисты предприятия внедряли новые методы и подходы, позволяющие улучшать эффективность работы оборудования, снижать операционные издержки и повышать надежность энергоснабжения.

Не менее важно и социальное значение ГТЭС «Новокузнецкая». За все эти годы станция внесла значительный вклад в развитие городской и региональной экономики, обеспечивая рабочими местами тысячи жителей, создавая благоприятные условия для привлечения инвестиций и содействуя развитию социальной инфраструктуры. Поддержка образовательных, культурных и спортивных проектов стала неотъемлемой частью деятельности предприятия, укрепляя связи с местными сообществами.

Все лучшее – впереди

Оглядываясь на путь, пройденный за эти десять лет, можно с уверенностью сказать, что ГТЭС «Новокузнецкая» занимает достойное место в истории и энергетическом ландшафте региона. Ее вклад в развитие Кузбасса и всей страны невозможно переоценить. Каждодневный труд коллектива, его преданность делу и стремление к совершенству стали тем прочным фундаментом, на котором строится будущее АО «Кузбассэнерго».

Дальнейшие перспективы развития станции выглядят весьма обнадеживающе. Планируется продолжение модернизации оборудования, внедрение новых экологически чистых технологий и расширение производственных мощностей. Все это направлено на укрепление энергетической безопасности региона и улучшение качества жизни его жителей.

Пусть следующие десятилетия принесут еще больше достижений, успехов и позитивных изменений – как для ГТЭС «Новокузнецкая», так и для всего Кузбасса!