Страница 100 из 111

ЩИТЫ УПРАВЛЕНИЯ, АСУ В ЭНЕРГЕТИКЕ, КАБЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ, АККУМУЛЯТОРНЫЙ БЛОК И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Главный щит (пост, пульт) управления (ГЩУ) - это центральное помещение, где сосредоточены основные средства контроля и управления и где дежурит оперативный персонал, ведущий эксплуатацию станции.
На действующих станциях оперативному персоналу создаются все удобства для контроля над работой объекта, вмешательства во все процессы управления основным и вспомогательным оборудованием, изменения режимов, регулирования работы.
В помещении ГЩУ располагаются щиты и пульты управления, щиты автоматики и телемеханики, релейных защит, теплоконтроля, сигнализации, собственных нужд. На крупных станциях, кроме ГЩУ, имеются местные щиты управления (МЩУ), агрегатные и групповые щиты: в машинном зале, у котлоагрегатов, на отнесенной подстанции, в насосной, в помещениях вспомогательных служб.
ГЩУ связан с местными щитами и всем оборудованием и аппаратами, расположенными на территории станции, системой контрольных кабелей. Дежурный персонал, пользуясь оперативной связью и личным осмотром, должен следить за надежной работой всего оборудования. Поэтому рекомендуется центральное расположение ГЩУ на плане объекта при удобном подходе всех кабельных коммуникаций. Пуск первого агрегата станции должен быть обеспечен устройствами, окончательно смонтированными в помещении ГЩУ. Рядом с ГЩУ обычно размещаются комнаты дежурного инженера и помещение связи. На ответственных объектах предусматривается дубль - второй щит управления, который монтируется в защищенном помещении и является резервом главного щита.
Щнт управления располагается в пристройке к машинному залу или в специальном корпусе управления. На небольших станциях щиты располагаются непосредственно в машинном зале.

Рис. 11.1. Схемы конструкций щитов и пультов
Щит управления должен иметь парадный главный вход, удобное сообщение с другими помещениями станции, хорошее естественное освещение, причем недопустимы световые блики на стеклах шкал приборов.
Размеры помещения главного щита зависят от размеров и числа принятых к установке панелей щитов и пультов и от компоновки их в помещении.
Число панелей выбирается в зависимости от числа генераторов, трансформаторов (блоков), числа отходящих ВЛ, схемы собственных нужд и т. п.
Щиты комплектуются из вертикальных панелей, пульт собирается из односкатных наклонных столов - панелей пульта. Наиболее рекомендуема и удобна в эксплуатации совмещенная конструкция щит-пульт (пульт-панель).
Ведущим специализированным предприятием в нашей стране, поставляющим энергетические щиты и пульты, является завод «Электропульт» в Ленинграде. Щиты и пульты изготовляются свободно стоящими, ординарными или сдвоенными, либо прислонными из профильной стали и гнутых профилей листовой стали толщиной 2-4 мм. С боковых сторон щиты и пульты кантуются обрамлениями, на верхнем обрамлении пластмассовыми буквами указывается назначение каждой панели: генератор, трансформатор, линия и т. п.
На рис. 11-1 показаны схемы конструкций щитов и пультов завода «Электропульт» наиболее употребительных размеров.
Число панелей главного щита управления выбирается в зависимости от принятой электрической схемы. Удобная компоновка аппаратуры на панелях и наглядный монтаж проводов вторичных цепей на задней стороне панелей получается, если выбирать для каждого генератора или блока одну панель щита с пультом; для каждого повышающего трансформатора тоже желательно иметь отдельную панель (можно без пульта); остальные элементы схемы, как то: отходящие линии, междушинные и секционные выключатели, трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд и другие - комплектуются из расчета по два-три элемента на панель.
В средней части вертикальных панелей щита или на наклонной плоскости пульта монтируется накладными полосками так называемая мнемоническая схема.
Мнемоническая схема - это упрощенное изображение однолинейной схемы станции с основными элементами: генераторами, трансформаторами, выключателями и т. д. Участки разных напряжений показываются разным цветом. В прежнее время применяли полоски разных металлов, различающихся натуральным цветом: латуни, красной меди, алюминия, вороненой стали и т. п. В настоящее время для мнемосхем применяется окраска металлических полосок или пластмасса разных цветов.
В разрезах полосок схемы монтируются рукоятки ключей управления выключателями, индикаторы или лампы сигнализации положения разъединителей в местах, соответствующих положению их в однолинейной схеме. Рядом монтируются предусмотренные схемами вторичных устройств кнопки серводвигателей, сигнальные лампы, световые табло, устройства контроля исправности цепей, изоляции, предохранителей, аппаратура и приборы световой и звуковой аварийной и предупреждающей сигнализации.
В верхней части панелей в утопленном исполнении монтируются измерительные приборы прямоугольной или круглой формы (в последнее время применяются и узкопрофильные приборы). По стенкам (боковинам) и снизу задней стороны панелей располагаются ряды-сборки зажимов, служащие для перехода от контрольных кабелей к проводам коммутации панелей.
С боковых сторон щита управления устанавливаются колонки синхронизации - рабочая и резервная.
Панели генераторов и трансформаторов обычно располагаются в средней части щита, а отходящие линии, трансформаторы собственных нужд и другие приспособления разносятся на края. При этом начертание мнемонической схемы должно быть подобно изображению исполнительной однолинейной схемы станции, которая, в свою очередь, выполняется подобной схеме расположения ячеек распределительных устройств как в закрытых помещениях, так и на открытых площадках.
Релейные щиты собираются из вертикальных панелей. Располагать релейные щиты желательно вблизи главного щита управления, за ним во втором (иногда и в третьем) ряду, но можно и в соседнем помещении или даже в другом этаже. Каждая релейная панель имеет свое назначение. На релейных панелях генератора монтируются комплекты защит: максимальной, дифференциальных, от замыкания на землю и т. д. В нижней части панели размещается ряд блинкеров - указательных реле. По сторонам или снизу панелей также устанавливаются ряды-сборки зажимов для перехода от коммутации проводов панелей к системе жил контрольных кабелей.
На специальных панелях релейного щита, боковинах или задней стороне главного щита устанавливаются суммирующие (счетчики) и самопишущие приборы, регистрирующие параметры оборудования станции.
При компоновке релейных щитов в комплекте с главным щитом управления панели одного назначения, относящиеся к одному и тому же элементу схемы, монтируются друг против друга, при этом провода местных связей короче.
Аналогично описанным выполняются конструкции и коммутация прочих щитов поста управления. У всех щитов в верхней части - за верхним обрамлением - располагаются шинки оперативного тока: «плюс» и «минус» ШУ, «плюс» и «минус» ШС, «плюс» ШМ, ШЗА, ШЗП.
Под помещением ГЩУ необходимо подщитовое помещение, служащее для разводки контрольных кабелей, кабелей оперативного тока, а иногда и кабелей собственных нужд. Потоки этих кабелей - тысячи жил - сходятся в подщитовое помещение по кабельным каналам, туннелям, галереям, шахтам из машинного зала от агрегатов, трансформаторов, из помещений ЗРУ, с площадок ОРУ, из всех помещений вспомогательных служб, отовсюду, где установлено электрическое оборудование.
В сечениях кабельных сооружений кабели располагаются на полу, на полках и подвесах в том порядке, какой получился при сборе их в эти сооружения.
Прокладка кабелей в сооружениях осуществляется с учетом сокращения их длины, наименьшего числа пересечений, наиболее наглядного и удобного монтажа и замены кабелей.
Таким образом, большое количество кабелей заводится в подщитовое помещение.
В перекрытии между подщитовым помещением и помещением ГЩУ под всеми панелями и пультами щитов управления, между балками перекрытия предусматриваются многочисленные отверстия, через которые все кабели проводятся к рядам сборок зажимов. Порядок расположения зажимов в рядах сборок соответствует наиболее простой, удобной и наглядной коммутации проводов в пределах панелей щитов и пультов.
Следовательно, на металлоконструкциях и полках подщитового помещения должна быть выполнена такая разводка кабелей, чтобы каждый кабель был введен в отверстие перекрытия в определенном порядке и каждая жила была подключена к нужному зажиму в ряду сборки зажимов панели данного щита.
Рис. 11-2. Варианты компоновки щитов и пультов в помещении главного щита управления 1 - стол дежурного; 2 - щит-пульт управления; 3 - панели щита управления; 4 - панели релейной защиты, автоматики и регистрирующих приборов

В общем компоновка панелей щитов и пульта, расположение их в помещении и выбор места и размеров помещения ГЩУ, а также специальное оборудование должны обеспечить удобную обстановку для спокойной работы персонала: нормальную температуру и влажность, естественный свет, хорошую искусственную освещенность, кондиционированный воздух, отсутствие радиации, шума, вибраций, пыли, газов при безопасности обслуживания персоналом всех электрических устройств помещения; строительно-архитектурную увязку помещений ГЩУ и подщитового помещения с окружающей строительной ситуацией.

При компоновке помещения ГЩУ в сочетании с двумя этажами здания надо считаться с тем, что подщитовое помещение может быть уменьшенной высоты, а помещение ГЩУ из-за большой площади - увеличенной высоты. Это создает известные трудности при вертикальной компоновке и проектировании лестничных связей.
Колонны в помещении ГЩУ нежелательны, при большой площади его рационально перекрывать фермами; значит, щит управления надо располагать в верхнем этаже здания.
Расположение балок нижнего перекрытия помещения ГЩУ должно быть увязано с расположением оконных проемов, с установкой на них щитов и пульта и с расположением многочисленных отверстий в этом перекрытии для введения контрольных и прочих кабелей.
В центральной части помещения ГЩУ монтируется специальный стол-пульт оперативного персонала, на котором располагаются: миниатюрная светящаяся мнемоническая схема, плата люминофорной сигнализации, ключи управления задатчиками устройств группового регулирования активной и реактивной мощности, суммирующие приборы измерения выходных параметров, характеризующих работу станции, в частности активной и реактивной мощности, табло и кнопки телемеханических устройств, аппараты всех видов связи, оперативная схема, журналы ведения эксплуатации и т. д. Под этим столом-пультом, между балок, также предусматриваются отверстия в подщитовое помещение.
Фронт главного щита управления с приборами управления, контроля и сигнализации должен быть доступен и должен легко обозреваться оперативными работниками, сидящими на своем рабочем месте за столом-пультом. Самое удобное, но и самое дорогое расположение щита-пульта - полукругом относительно центрально установленного стола персонала.


Рис. 11-3. Вариант расположения конструкций щитов и пультов, балок перекрытия и отверстий в полу помещений главного щита управления
1 - стол дежурного персонала; 2 - главный щит - пульт управления; 3 - панели щита управления; 4 - релейные щиты и панели регистрирующих приборов; 5 - щит оперативного (постоянного) тока; 6 - щит собственных нужд
На рис. 11-2 показаны варианты компоновки щитов и пультов в помещении ГЩУ. Между рядами щитов оставляются коридоры нормированных размеров для обслуживания. На рис. 11-3 дан вариант расположения панелей, балок и отверстий в полу помещения поста управления.
В современных условиях автоматизированные системы управления при сохранении за человеком лишь функций наблюдения и контроля позволяют резко сократить число панелей в помещении главного поста управления.
Элементы управления и защиты, комплекты регистрирующих приборов и прочие элементы вторичных устройств, скомплектованные в унифицированные блоки на стальном корпусе, устанавливаются непосредственно на оборудовании, возле агрегатов, на стенах распределительных устройств, в специальных шкафах на подстанции. Размеры сечений кабельных сооружений и потоки контрольных кабелей при этом резко сокращаются.
При эксплуатации применяются внутристанционные системы телеуправления и телесигнализации, телеизмерительные устройства ближнего действия, телевизионные установки для осмотра оборудования подстанций 110-750 кВ.
Для уменьшения размеров щитов устанавливаются малогабаритные ключи управления с промежуточными реле для воздействия на цепи управления и для размножения пакетов ключа, круглошкальные и узкопрофильные приборы уменьшенных габаритов, малогабаритная арматура сигнальных ламп. Внедряются слаботочные схемы управления с промежуточным оперативным напряжением (например, 60 В) и с широким применением слаботочных многожильных кабелей.
Автоматические понижающие подстанции, работающие без постоянного персонала, сооружаются без щитов управления. Аппараты и приборы автоматического управления, контроля и защиты располагаются здесь на стенах помещений ЗРУ и в шкафах КРУ.

Щит управления (ЩУ) является техническим средством отображения информации о технологическом процессе работы энергоблоков на электрических станциях и содержащее необходимые технические средства для управления работой электроустановки (приборы. аппараты и ключи управления, приборы сигнализации и контроля). Щит управления (ЩУ) служит для контроля над работой всего оборудования блоков и согласованного управления работой. Находящиеся в помещениях ЩУ старшие операторы и операторы блоков обеспечивают нормальную работу блоков станции.

С ЩУ ведутся пуск турбин, пуск генератора, выведение его на мощность, синхронизация генераторов, дистанционное управление системами обеспечения безопасности, а также включение вспомогательных систем.

Щит управления размещают в главном корпусе электростанции. Щиты раньше были оборудованы вертикальными панелями и наклонными пультами, на которых размещены приборы управления и контроля. Эти пульты и панели расположены по дуге для лучшей обозреваемости. Справа и слева от пультов могли находится панели неоперативного контура с приборами защит котла, турбины, генератора.

Блочный щит управления АЭС имеет свои особенности. Поскольку на АЭС оперативный персонал не может ознакомиться с состоянием оборудования радиоактивного контура на месте, то объем технологической информации на АЭС получается более обширный, чем на ТЭС.

Блочный щит управления АЭС состоит из оперативной и неоперативной частей. В оперативной части находятся пульты, панели с органами контроля, дистанционного управления и регулирования. В неоперативной части расположены панели периодического контроля, электронного регулирования, логического управления, технологических защит.

Главные, центральные и блочные щиты управления устанавливают в особых помещениях, которые должны удовлетворять требованиям удобного размещения и обслуживания. Блочные щиты управления, которые содержат аппараты управления и контроля не только электрического, но и технологического оборудования, размещают обычно в главном корпусе станции. Для обеспечения нормальных условий работы дежурного персонала на БЩУ предусматривают установки кондиционирования воздуха.

Главные, центральные и блочные щиты управления занимают, как правило, специальное помещение, которое должно удовлетворять разносторонним требованиям как в отношении обеспечения дежурного персонала комфортабельными условиями работы, так и в отношении рационального расположения панелей.

На блочный щит управления (БЩУ) выведены световые сигналы состояния оборудования. Появление световых сигналов сопровождается звуковой технологической сигнализацией.

Помещения блочных щитов управления выполнены звуконепроницаемыми и обеспечены подачей кондиционированного воздуха.

На блочных щитах управления предусматривают еще аварийную технологическую сигнализацию, извещающую дежурный персона.

На электростанциях типа ТЭЦ управление электродвигателями собственных нужд производится с местных (агрегатных, цеховых) щитов: в котельном отделении - со щита котла, в турбинном отделении - со щита турбины и т. п. Основные элементы главной схемы - генераторы, трансформаторы, линии ВН, питающие элементы собственных нужд - управляются с главного щита управления ГЩУ.

На блочных электростанциях КЭС предусматривают блочные щиты управления (БЩУ) и центральный щит управления (ЦЩУ). С БЩУ производятся управление электроустановками одного или двух смежных энергоблоков, включая их собственные нужды, а также управление и контроль за режимом работы котельных агрегатов и турбин.

С центрального щита производится управление выключателями повышенных напряжений, резервных трансформаторов собственных нужд, резервных магистралей, а также координируется работа энергоблоков электростанции.

Управление на ГЭС производится в основном с ЦЩУ. Многие ГЭС с помощью средств телемеханики управляются диспетчером энергосистемы.

На подстанциях по упрощенным схемам (без выключателей ВН) специальных щитов управления не предусматривается. Переключения на таких подстанциях частично или полностью производятся с диспетчерских пунктов с помощью средств телемеханики. Сложные операции производятся оперативно-выездной бригадой (ОВБ).

На мощных подстанциях 110 кВ и выше по схемам с выключателями ВН сооружаются общеподстанционные пункты управления (ОПУ), с центрального щита которого производится управление трансформаторами, линиями 35 кВ и выше, аккумуляторной батареей и контролируется работа основных элементов подстанции. Управление линиями 6-10 кВ осуществляется из РУ 6-10 кВ. Местные щиты управления устанавливаются вблизи управляемого объекта. Для них используются панели закрытого типа или КРУ 0,5 кВ.

Главные и центральные щиты управления на современных электростанциях размещаются в специальном помещении в главном корпусе со стороны постоянного торца или в специальном здании, примыкающем к ГРУ (на ТЭЦ), или вблизи открытых распределительных устройств (на КЭС).

Расположение пультов и панелей, освещение, окраска, температура помещения щита, расположение и форма приборов, ключей управления выбираются, исходя из создания наилучших условий труда оперативного персонала.

На АЭС предусматриваются блочные (БЩУ), резервные (РЩУ) и центральный (ЦЩУ) щиты управления.

На каждый реакторный блок необходим БЩУ, предназначенный для централизованного управления основными технологическими установками и. основным технологическим оборудованием во время пуска, нормальной эксплуатации, планового останова и аварийных ситуаций. С БЩУ производится управление выключателями генераторов, трансформаторов с. н., вводами резервного питания с. н. 6 и 0,4 кВ, выключателями электродвигателей с.н. энергоблоков, системами возбуждения генераторов, дизель-генераторными установками и другими аварийными источниками, устройствами пожаротушения кабельных помещений и трансформаторов энергоблоков.

БЩУ каждого энергоблока АЭС располагается в отдельном помещении (главном корпусе или отдельном здании).

Для каждого реакторного блока АЭС предусматривается резервный щит управления (РЩУ), с которого можно аварийно остановить реакторную установку и аварийно расхолодить ее с обеспечением ядерной и радиационной безопасности, если по каким-либо причинам этого нельзя сделать с БЩУ. РЩУ должен быть изолирован от БЩУ, чтобы по одной и той же причине не были поражены оба щита. С РЩУ производится управление дизель-генераторными установками и другими аварийными источниками, а также секционными выключателями в РУ 6 кВ собственных нужд.

Для элементов системы безопасности предусматривается дублированное независимое дистанционное управление с БЩУ и РЩУ.

С ЦЩУ АЭС производится управление выключателями линий повышенного напряжения, автотрансформаторов связи, блоков генератор - трансформатор, а также выключателями резервных трансформаторов с. н., включая секционные выключатели резервных магистралей. С ЦЩУ производится управление устройствами пожаротушения общестанционных кабельных помещений и трансформаторов, управляемых с ЦЩУ.

Первоначально ЦЩУ располагали в главном корпусе первого блока АЭС. В настоящее время ЦЩУ размещают в самостоятельном здании, отдельно от главных корпусов энергоблоков.

На АЭС БЩУ состоит из оперативной и неоперативной частей. В оперативной части находятся пульты, панели с органами контроля, дистанционного управления и регулирования. В неоперативной части расположены панели периодического контроля, электронного регулирования, логического управления технологических защит.

Требования к освещению щита управления

С щита управления (ЩУ) осуществляются контроль и управление работой электростанции (подстанции). Работа дежурного персонала в помещении БЩУ заключается в наблюдении за показаниями устройств и сигналами, производстве операций по переключению и вводу в действие агрегатов, ведении постоянных записей и т. д. Показания почти всех устройств должны различаться на значимом расстоянии. Во время дежурства персонал БЩУ должен быть постоянно готов к ликвидации аварий.

Освещение обязано быть равномерным по всему помещению; не должно быть бликов либо теней на устройствах. В поле зрения дежурного персонала не должны попадать светящие поверхности большой яркости, блики, а также резкие контрасты яркости разных поверхностей. Окружающий фон и архитектурное оформление помещения должны быть размеренными, не отвлекающими внимание дежурного персонала. Яркость светящих поверхностей осветительных устройств должна быть небольшой. В помещении БЩУ нужно обеспечить требуемую нормами освещенность на горизонтальных, в особенности на рабочих вертикальных поверхностях панелей щитов.

В зависимости от плана конструктора и светотехника помещение ЩУ может освещаться светящими поверхностями (световой потолок, полоса и др.), отраженным светом, также системой, сочетающей эти устройства.

При осуществлении освещения светящими поверхностями либо устройством отраженного света должны быть предусмотрены надлежащие конструкции для скрытого размещения осветительных приборов и осветительной проводки. Очень принципиально обеспечить комфортное и неопасное обслуживание осветительного устройства, потому что в помещениях ЩУ, имеющих довольно часто значительную высоту, расположено огромное количество панелей щитов, ответственных устройств и аппаратов.

Наиболее подходящие условия для эксплуатации создаются при обслуживании осветительных устройств с проходного технического этажа. Но выполнение осветительных установок с большими светящими поверхностями, обслуживаемых с проходного технического этажа, связано с усложнением конструкций, повышением издержек и с завышенным расходом электроэнергии на освещение. По этим причинам на подстанциях и небольших по мощности электростанциях освещение помещения ЩУ осуществляется навесными, потолочными или встроенными в перекрытие люминесцентными светильниками с экранирующими сетками либо рассеивателями. Такая система освещения щита управления принимается и в тех вариантах, когда конструктивно не получается расположить в помещении сложные осветительные устройства.

Как уже говорилось выше, для создания обычных условий работы в помещении щита управления нужно устранить возможность возникновения отраженных бликов на стеклах и появления теней на щитовых устройствах, также отблесков и бликов на предметах и деталях оборудования щита управления. Чтобы создать лучшие условия наблюдения за разными показаниями устройств и не утомлять глаза, не следует создавать резкого перепада между яркостями разных элементов помещения.

Однажды, когда мы въезжали в славный город Чебоксары, с восточного направления моя супруга обратила внимание на две огромные башни, стоящие вдоль шоссе. "А что это такое?" - спросила она. Поскольку мне абсолютно не хотелось показать жене свою неосведомленность, я немного покопался в своей памяти и выдал победное: "Это ж градирни, ты что, не знаешь?". Она немного смутилась: "А для чего они нужны?" "Ну что-то там охлаждать, вроде бы". "А чего?". Потом смутился я, потому что совершенно не знал как выкручиваться дальше.

Может быть этот вопрос, так и остался навсегда в памяти без ответа, но чудеса случаются. Через несколько месяцев после этого случая, вижу в своей френдленте пост z_alexey о наборе блогеров, желающих посетить Чебоксарскую ТЭЦ-2, ту самую, что мы видели с дороги. Приходиться резко менять все свои планы, упустить такой шанс будет непростительно!

Так что же такое ТЭЦ?

Это сердце ТЭЦ, и здесь происходит основное действие. Газ, поступающий в котел, сгорает, выделяя сумасшедшее количество энергии. Сюда же подается "Чистая вода". После нагрева она превращается в пар, точнее в перегретый пар, имеющий температуру на выходе 560 градусов, а давление 140 атмосфер. Мы тоже назовем его "Чистый пар", потому что он образован из подготовленной воды.
Кроме пара, на выходе мы еще имеем выхлоп. На максимальной мощности, все пять котлов потребляют почти 60 кубометров природного газа в секунду! Что бы вывести продукты сгорания нужна недетская "дымовая" труба. И такая тоже имеется.

Трубу видно практически из любого района города, учитывая высоту 250 метров. Подозреваю, что это самое высокое строение в Чебоксарах.

Рядом находится труба чуть поменьше. Снова резерв.

Если ТЭЦ работает на угле, необходима дополнительная очистка выхлопа. Но в нашем случае этого не требуется, так как в качестве топлива используется природный газ.

В втором отделении котлотурбинного цеха находятся установки, вырабатывающие электроэнергию.

В машинном зале Чебоксарской ТЭЦ-2 их установлено четыре штуки, общей мощностью 460 МВт (мегаватт). Именно сюда подается перегретый пар из котельного отделения. Он, под огромным давлением направляется на лопатки турбины, заставляя вращаться тридцатитонный ротор, со скоростью 3000 оборотов в минуту.

Установка состоит из двух частей: собственно сама турбина, и генератор, вырабатывающий электроэнергию.

А вот как выглядит ротор турбины.

Повсюду датчики и манометры.

И турбины, и котлы, в случае аварийной ситуации можно остановить мгновенно. Для этого существуют специальные клапаны, способные перекрыть подачу пара или топлива за какие-то доли секунды.

Интересно, а есть такое понятие как промышленный пейзаж, или промышленной портрет? Здесь есть своя красота.

В помещении стоит страшный шум, и чтобы расслышать соседа приходиться сильно напрягать слух. К тому же очень жарко. Хочется снять каску и раздеться до футболки, но делать этого нельзя. По технике безопасности, одежда с коротким рукавом на ТЭЦ запрещена, слишком много горячих труб.
Основную часть времени цех пустой, люди здесь появляются один раз в два часа, во время обхода. А управление работой оборудования ведется с ГрЩУ (Групповые щиты управления котлами и турбинами).

Вот так выглядит рабочее место дежурного.

Вокруг сотни кнопок.

И десятки датчиков.

Есть механические, есть электронные.

Это у нас экскурсия, а люди работают.

Итого, после котлотурбинного цеха, на выходе мы имеем электроэнергию и частично остывший и потерявший часть давления пар. С электричеством вроде бы попроще. На выходе с разных генераторов напряжение может быть от 10 до 18 кВ (киловольт). С помощью блочных трансформаторов, оно повышается до 110 кВ, а дальше электроэнергию можно передавать на большие расстояния с помощью ЛЭП (линий электропередач).

Оставшийся "Чистый пар" отпускать на сторону невыгодно. Так как он образован из "Чистой воды", производство которой довольно сложный и затратный процесс, его целесообразней охладить и вернуть обратно в котел. Итак по замкнутому кругу. Зато с его помощью, и с помощью теплообменников можно нагреть воду или произвести вторичный пар, которые спокойно продавать сторонним потребителям.

В общем то именно таким образом, мы с вами получаем тепло и электричество в свои дома, имея привычный комфорт и уют.

Ах, да. А для чего же все-таки нужны градирни?

Оказывается все очень просто. Что бы охладить, оставшийся "Чистый пар", перед новой подачей в котел, используются все те же теплообменники. Охлаждается он при помощи технической воды, на ТЭЦ-2 ее берут прямо с Волги. Она не требует какой-то специальной подготовки и также может использоваться повторно. После прохождения теплообменника техническая вода нагревается и уходит на градирни. Там она стекает тонкой пленкой вниз или падает вниз в виде капель и охлаждается за счет встречного потока воздуха, создаваемого вентиляторами. А в эжекционных градирнях вода распыляется с помощью специальных форсунок. В любом случае основное охлаждение происходит за счет испарения небольшой части воды. С градирен остывшая вода уходит по специальному каналу, после чего, с помощью насосной станции отправляется на повторное использование.
Одним словом, градирни нужны, что бы охлаждать воду, которая охлаждает пар, работающий в системе котел - турбина.

Вся работа ТЭЦ, контролируется из Главного Щита Управления.

Здесь постоянно находится дежурный.

Все события заносятся в журнал.

Меня хлебом не корми, дай сфотографировать кнопочки и датчики...

На этом, почти все. В завершение осталось немного фотографий станции.

Это старая, уже не рабочая труба. Скорее всего скоро ее снесут.

На предприятии очень много агитации.

Здесь гордятся своими сотрудниками.

И их достижениями.

Похоже, что не напрасно...

Осталось добавить, что как в анекдоте - "Я не знаю, кто эти блогеры, но экскурсовод у них директор филиала в Марий Эл и Чувашии ОАО "ТГК-5", КЭС холдинга - Добров С.В."

Вместе с директором станции С.Д. Столяровым.

Без преувеличения - настоящие профессионалы своего дела.

Ну и конечно, огромное спасибо Ирине Романовой, представляющей пресс-службу компании, за прекрасно организованный тур.

7. ГЛАВНЫЙ ЩИТ УПРАВЛЕНИЯ

Главный щит управления - мозг станции, с пульта которого координируется работа всего оборудования станции.

Главный щит управления на ТЭЦ – 1 представляет собой приборный щит, играющий роль главного звена в системах автоматизации технологических процессов. На главном щите управления располагаются электрические, пневматические, и гидравлические приборы и аппараты контроля, управления, регулирования и питания.

Пульты, шкафы, щиты средств автоматизации производственных процессов предназначены для размещения на них средств контроля, и управления технологическими процессами, контрольно-измерительными приборов, сигнальных устройств, аппаратуры управления, автоматического регулирования, защиты, блокировки, линии связи между ними.

Главный пульт управления выполняет следующие основные функции:

· анализ режимов технологического оборудования;

· контроль технологических параметров;

· управление (открытие, закрытие, стоп) и контроль станционных и агрегатных задвижек;

· контроль режимов перекачки, готовности магистральных и подпорных насосных агрегатов;

· обработка предельных значений параметров по агрегату (котел и турбина).

Щиты и пульты управления на ТЭЦ применяются с целью:

· расширения функциональных возможностей автоматизации по сравнению с существующими системами;

· обеспечения учета потребления и выработки энергоресурсов: расхода газа (жидкого топлива), расхода воды, пара, тепловой энергии на отопление и горячее водоснабжение, расхода конденсата с производства, расхода газа по котлам.

Щиты и пульты управления (стативы) представляют собой металлический каркас из перфорированного швеллера с технологической обвязкой. Окраска металлоконструкций производится эпоксидно-порошковыми красками методом электростатического напыления.

Стойки укомплектовываются измерительными приборами (датчиками давления, перепада давления, температуры, вибрации, силы тока, уровня) и сигнализирующими приборами релейного типа (датчиками-реле напора, сигнализирующими манометрами и реле давления, сигнализаторами уровня).

Щиты и пульты управления изготавливаются в виде открытых стоек, как для индивидуального, так и для полносборного монтажа с общей обвязкой.

Возможно размещение стоек в блочно-комплектных устройствах (блок-боксах) для систем автоматизации, контроля и управления.

Пульты, шкафы, щиты средств автоматизации производственных процессов устанавливаются в производственных помещениях и специальных щитовых помещениях: операторских, диспетчерских, и т.д.

8. ПОКАЗАТЕЛИ ТЕПЛОВОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ ТЭЦ

Все основные тепловые показатели ТЭЦ можно приблизительно рассчитывать по ниже приведенным формулам:

1. Расход условного топлива:

где - расход природного газа;

Расход мазута;

Низшая теплота сгорания природного газа;

Низшая теплота сгорания мазута.

2. Удельный расход условного топлива на отпуск тепла:

где - отпуск тепла потребителям

3. КПД ТЭЦ:

где - отпуск электроэнергии

4. КПД брутто котлоагрегата:

где - выработка тепла;

Расход перегретого пара;

Расход пара на непрерывную продувку;

Соответственно, энтальпия перегретого пара, пара на продувку и энтальпия питательной воды.

Усредненные расходы топлива на всех котлах ТЭЦ – 1 сведены в следующую таблицу:

В ноябре старейшая действующая электростанция России отпразднует 120-летие. сайт выяснил, как работает памятник промышленной архитектуры, скольким квартирам он может дать тепло и что однажды остановило работу ГЭС, которая не закрывалась даже в Великую Отечественную.

Деревянная дверь под полукруглым козырьком на Раушской набережной, дом 10 ведёт почти в музей. Только попасть в него не так просто. За тяжёлой лакированной дверью прозрачная кабина, которую самому не открыть. Чем-то она похожа на телепорт в другое измерение, да и на деле оказывается машиной времени. Она будто переносит в XIX век: вот и каменная лестница 1897 года с витыми перилами, и высокие потолки, и кирпичные стены метровой толщины, какие в наши дни не делают.

Это Государственная электрическая станция № 1 имени П.Г. Смидовича — филиал ПАО «Мосэнерго», старейшая действующая электростанция России. В этом году памятник промышленной архитектуры отметит 120-летие. Со дня запуска в 1897 году оборудование ГЭС-1 сменили на современное, а мощность многократно выросла. «На сегодняшний день электрическая мощность составляет 76 мегаватт и тепловая — почти 700 гигакалорий в час. Станция снабжает электроэнергией и теплом Центральный административный округ Москвы», — рассказывает главный инженер ГЭС-1 Алексей Шувалов. ГЭС-1 обеспечивает теплом свыше четырёх тысяч зданий, в числе которых около тысячи — жилые дома, порядка 100 поликлиник и больниц, более 80 детских образовательных учреждений (школы и детские сады), а также здания органов государственной власти.

Щит управления

Потёртые ступени лестницы XIX столетия ведут в святая святых — к главному щиту управления ГЭС-1. На нём расположены приборы и ключи управления всеми распределительными устройствами станции. Здесь несут круглосуточное дежурство сотрудники ГЭС-1, отвечающие за её надёжную работу. Среди них и начальник смены станции, которого в шутку называют ночным директором.

Приборы показывают частоту сети, напряжение и нагрузку трансформаторов, параметры генераторов турбин, параметры воды, которая уходит в городские сети.

Задача сотрудников на щите управления — следить за состоянием главной электрической схемы и надёжной работой оборудования, чтобы всё было исправно. Если что-то пошло не так, загорятся сигнальные табло, указывающие на оборудование, в котором произошёл сбой.

Ар-деко, царские ворота и калужские турбины

Машинных залов на станции два. Они пережили несколько реконструкций, последнюю — в 2007 году. «Она выполнена с использованием современных материалов, но в соответствии с историческим обликом станции», — говорит Алексей Шувалов. А вот клёпаные складные ворота между машинным залом и котельным отделением — те самые, царских времён.

Вдоль одной из стен тянется зелёный балкончик в духе ар-деко, на другой — часы с завитками, на третьей — стилизованные под старину фонари. Они рабочие, но сейчас не горят, да это и не нужно. Солнечный свет льётся через стеклянный потолок и огромные арочные окна, которые выходят на Раушскую набережную. Отсюда видно, как строится : растёт , накрывается стеклянным куполом-теплицей , появляются первые деревья.

В зале, как и за окном, кипит работа — здесь проводится капитальный ремонт одной из турбин. Она разобрана, вокруг сложены детали, под потолком по рельсам ходит подъёмный кран. Здесь жарко и очень шумно. Даже немного завидуешь работникам: они-то, проводящие в зале целый день, пользуются берушами. «До конца ремонта — 13 дней», — написано на отрывном стикере.

Всего на станции установлено шесть турбин, все они изготовлены на Калужском турбинном заводе. Самой «старой» из них 23 года. А вот в котельном отделении есть техника и постарше.

Котлы как на «Титанике»

Котельное отделение внешне выглядит не так привлекательно, зато у него историческая изюминка: здесь соседствуют самый новый котёл, установленный в 2012 году, и два самых старых. «Есть у нас ещё два котла “Бабкок — Вилькокс”, английских. В общем, такие же, как на “Титанике” стояли», — говорит главный инженер. С 1931 года их, конечно, ремонтировали, и они до сих пор работают исправно и надёжно. Менять эти котлы в ближайшем будущем всё же планируют, как, в принципе, всю устаревшую технику.

Здесь тоже есть свой щит управления, который показывает параметры работы энергетических котлов. Такой щит нужен для старых котлов, а новыми управляют операторы — машинисты котлов — с помощью компьютеров.

Круговорот пара

«Забрали воду, очистили, подали в котёл, нагрели, получили пар, пар — в турбину. Турбина является приводом генератора, генератор вырабатывает электроэнергию. Отработанный пар — в бойлер, греть воду. Всё», — вкратце объясняет Алексей Шувалов работу системы.

А если подробнее? В паровые котлы поступают воздух и природный газ, который, сгорая, выделяет тепло. Оно по трубам передаётся воде. Её забирают из Москвы-реки, потому-то станция и построена на берегу. Вода, необходимая для технологического процесса, проходит химическую подготовку — очищается от вредных примесей, чтобы избежать коррозии металла.

При нагревании вода преобразуется в пар, который поступает в турбину. Его энергия заставляет вращаться ротор, и это вращение создаёт электромагнитные поля на обмотках статора. Так вырабатывается электроэнергия.

Вода для отопления и горячего водоснабжения греется в специальном подогревателе и по трубопроводам идёт потребителям. Отдав тепло, она возвращается обратно. Получается замкнутый цикл.

Лучше оборудование — меньше выбросов

Чтобы уменьшить загрязнение воздуха, дымовые газы рециркулируют. «У нас идёт ежегодное снижение выбросов за счёт оптимизации тепловых режимов и модернизации оборудования», — объясняет Алексей Шувалов. Например, заменили два котла — выбросов стало в пять раз меньше. И это притом что мощность новых в полтора раза выше. Более современное оборудование стараются использовать более интенсивно — вот и оптимизация теплового режима. В результате выбросы станции гораздо ниже предельно допустимых норм. Да и сам природный газ, на котором работает ГЭС-1, — наиболее чистый вид топлива.

А что с водой? «Мы берём воду из Москвы-реки для охлаждения конденсаторов, очищаем её от механических примесей и сливаем ниже по течению — но уже чистую, прошедшую всю необходимую обработку», — говорит главный инженер. А чтобы в водоподготовительную установку не попадала рыба, на береговой насосной станции, обеспечивающей водой ГЭС-1, установлено специальное рыбозащитное устройство.

Музей московской энергосистемы

Электростанцию между Раушской набережной и Садовнической улицей заложили в июне 1896 года. По одной из версий, её проект разработали архитектор Н.П. Басин и инженер А.И. Колосов. Другая гласит, что проект составлен фирмой «Сименс и Гальске» в Шарлоттенбурге, а Н.П. Басин придумал, как будет выглядеть фасад станции.

К 1 ноября 1896-го собрали заявки от абонентов будущей станции. Подключить должны были 23 435 лампочек. ГЭС, получившую имя Раушская, запустили 28 ноября 1897 года. Её система водоснабжения стала грандиозной: в час подавалось до 30 тысяч тонн воды. Это было вдвое больше, чем во всех московских водопроводах.

В 1907-м на ГЭС достроили новый машинный зал и котельную, территория станции выросла, а кабельная сеть охватила окраины Москвы и проникла в фабричные районы. В следующем году Раушская станция пережила одно из самых сильных наводнений в истории города. Залило все залы, обмотка генераторов была подмочена, а в аккумуляторном помещении взорвался пол и хлынул такой поток воды, что насосы не справились. На Пасху Москва была погружена во мрак, на второй день праздника осветили Тверскую улицу и три театра, а через неделю вся станция заработала. После этого построили новую насосную станцию, а о стихийном бедствии и сегодня напоминает табличка уровня весенних вод 1908 года на стене у входа на ГЭС-1.

Сильное наводнение помешало работе станции, а вот во время войны она не останавливалась ни разу. Над работающим оборудованием устанавливали металлические укрытия, трубы закрывали фанерой, их под деревья. Отводной канал превратился в улицу.

278 работников станции ушли на фронт, 16 — в народное ополчение, двое воевали в партизанских отрядах. 48 человек пали смертью храбрых. Их имена высечены на мемориальной табличке во внутреннем дворике ГЭС-1, где сохранилось и изображение профиля Ленина с подписью «Мы придём к победе коммунистического труда».

Эти же фамилии есть и в импровизированной экспозиции, посвящённой истории ГЭС-1. «В этом году нашей станции исполняется 120 лет. Здесь сотрудники собрали небольшую выставку из экспонатов и документов, которые удалось найти в архивах», — говорит Алексей Шувалов. В небольшой комнате собраны фотографии, воспоминания, документы, в том числе приглашения на открытие станции и меню праздничного обеда, а также элемент декоративного оформления торца крыши, лампы, потенциометр постоянного тока 1960-х годов и другие экспонаты.

Первая во всём

ГЭС-1 во многом опережала другие электростанции. В 1899 году отсюда проложили кабель для питания . В 1926-м здесь создали первый в СССР центральный диспетчерский пункт, в 1933-м ввели в эксплуатацию первую отечественную теплофикационную трубу мощностью 12 мегаватт, а в 1946-м ГЭС первой в стране стала использовать газ в качестве топлива. В 2001 году на станции ввели первую в отечественной энергетике полностью автоматизированную водоподготовительную установку, которая увеличивает срок службы основного оборудования.

Вот только первой электростанцией Москвы ГЭС-1 не была. С 1888-го на Большой Дмитровке работала центральная электростанция постоянного тока «Георгиевская». Сейчас её здание занимает выставочный зал «Новый Манеж». Такое же будущее ждёт и бывшую ГЭС-2, где откроют .

Компания «Мосэнерго», в структуре которой работает ГЭС-1, в этом году также готовится к открытию новой музейной экспозиции. В этом году «Мосэнерго» и вся столичная энергосистема отмечают 130-летие со дня образования. К этой памятной дате на ТЭЦ-20, расположенной на юго-западе столицы, планируется открытие музея Мосэнерго и энергетики Москвы, в котором будут собраны архивные документы, старые и новые интерактивные макеты станций, оборудование технологической цепочки производства электроэнергии и тепла.

Архивные фото предоставлены музеем истории Мосэнерго