Северо-Западная ТЭЦ - первенец нового поколения отечественных электростанций

Кузнецов В., председатель ГУП “ВО Технопромэкспорт”
Санкт-Петербург, один из крупнейших городов Европы, расположен у Финского залива, недалеко от границы России с Финляндией. Город, в котором проживает почти 5 млн. жителей и расположены многочисленные промышленные предприятия, испытывает значительную потребность в электроэнергии и тепле. Для удовлетворения этих потребностей в Приморском районе северной столицы было начато сооружение Северо-Западной ТЭЦ с ПГУ - первой электростанции нового поколения российской энергетики.
Электроэнергия и тепло для Санкт-Петербурга. Проектом строительства первой российской электростанции с парогазовым циклом предусмотрена установка четырех энергоблоков общей мощностью 1800 МВт с годовой выработкой электроэнергии в объеме 9730 млн. кВт.ч. Два энергоблока первой очереди по 450 МВт будут вырабатывать порядка 700 Гкал/ч тепловой мощности для теплофикационных целей, за счет чего будет обеспечиваться теплоснабжение 800 тыс. жителей города на Неве. Кроме того, 600 МВт предназначены для выработки электроэнергии, удовлетворяющей городские нужды, а остальная часть будет использоваться для производства и передачи электроэнергии в Финляндию.
Северо-Западная ТЭЦ выполнена на базе парогазового бинарного цикла, который по сравнению с паросиловыми установками имеет более высокие экономические показатели: экономия топлива достигает 25%, КПД - 53%, объем капиталовложений на единицу вводимой мощности уменьшается в 1,5 - 1,8 раза, срок окупаемости первоначальных инвестиций сокращается не менее чем в 1,5 раза.
Одной из стратегических задач этого проекта является освоение сооружения электростанций с парогазовым циклом таким образом, чтобы затем использовать наработанный опыт при строительстве подобных станций по всей стране. Северо-Западная ТЭЦ - один из объектов Федеральной Программы “Топливо и Энергия”, выполнение которой предопределено Постановлением Правительства № 1262 от 6 /XII 1993 г. Эта электростанция должна в значительной мере обеспечивать базовую нагрузку региона и гарантировать продолжительность эксплуатации в объеме не менее 7000 ч в год. По своим технико-экономическим показателям и уровню защиты окружающей среды, С-З ТЭЦ призвана стать лучшей в России, служить образцом для строительства новых и модернизации устаревших электростанций на совершенно другой, качественно новой технологии производства тепла и электроэнергии.
Ввод в эксплуатацию С-З ТЭЦ позволит решить ряд важнейших социальных и научно-технических задач, главными из которых являются: повышение устойчивости тепло- и энергоснабжения Северо-Западного региона страны, развитие жилищного и промышленного строительства и инфраструктуры Санкт-Петербурга.
По значимости Северо-Западная ТЭЦ - уникальный для всей энергетики страны проект, особенно учитывая тот факт, что в России практически 15 лет не вводилось новых крупных мощностей.
На начальном этапе реализации проекта Северо-Западной ТЭЦ, в соответствии с правительственными поручениями, практически заимствовались западные технологии. Параллельно проводилась работа по освоению этих технологий отечественными предприятиями и создавались условия, чтобы к окончанию строительства С-З ТЭЦ российские энергомашиностроительные заводы смогли освоить производство газовых турбин, АСУ ТП и всего оборудования, обеспечивающего технологический цикл. Следует отметить, что котлы-утилизаторы, генераторы и паровые турбины для электростанций такого цикла уже производятся в России.
Таким образом, строительство С-З ТЭЦ позволяет отечественным заводам наладить серийное производство всего необходимого энергетического оборудования как для электростанций России, так и для за рубежных поставок.
Участники проекта. Государственным заказчиком объекта является Минэнерго России, а ответственными за его сооружение - РАО “ЕЭС России” и ОАО Ленэнерго.
В 1993 г. во исполнение Постановления Правительства РФ № 459 от 2 /VII 1992 г., РАО “ЕЭС России” подписало генеральное соглашение, в соответствии с которым обязанности генерального поставщика и генерального подрядчика были возложены на Государственное утилитарное предприятие “ВО Технопромэкспорт” с полномочиями на подписание договоров с субподрядчиками и субпоставщиками. В послужном списке Технопромэкспорта значится ни одна сотня построенных энергетических объектов в России и за рубежом. Будущая эксплуатирующая организация Ленэнерго выдала заказ на проектирование электростанции ВНИПИэнергопрому.
По контрактам, заключенным Технопромэкспортом на строительство Северо-Западной ТЭЦ, были обеспечены работой многие энергомашиностроительные предприятия России, а также отраслевые проектно-конструкторские институты, монтажные, ремонтные и наладочные организации не только России, но также Украины и Белоруссии.
Реализацию основных поставок и услуг Технопромэкспорт поручил таким известным энергомашиностроительным предприятиям - многолетним партнерами по сотрудничеству, как Ленинградский металлический завод (ЛМЗ), “Электросила”, Машиностроительный завод ЗиО-Подольск, “Электропульт”, Подъемтрансмаш, “Пролетарский завод”, Завод металлоконструкций, Запорожский трансформаторный завод, Минский электротехнический завод, Стройкомплекс, фирма Мосэнергохимзащита. Пуск обеспечивали монтажные организации: Севзапэнергомонтаж, Севэнергоизоляция, Электросевкавмонтаж, Ленгазспецстрой, Теплоэнергомонтаж (г. Харьков), Центрэнергомонтаж (Москва).
Одним из участников сооружения Северо-Западной ТЭЦ является специально созданный международный консорциум западных фирм P. S. I, состоящий из финских фирм Fortum и Polar, а также немецкого концерна Siemens.
По условиям контракта Технопромэкспорта с консорциумом от 18 /VI 1993 г., западные партнеры осуществляют комплектную поставку газотурбинного оборудования, АСУ ТП и выполняют часть монтажных и строительных работ.
Приведенный неполный перечень участников проекта Северо-Западной ТЭЦ лишь частично очерчивает не только масштабы организаций и фирм, за которыми стоят их многотысячные коллективы, причастные к вводу электростанции в эксплуатацию, но и интернациональный состав участников.
Финансирование. Вопросы финансирования строительства любого объекта, тем более такого масштаба как Северо-Западная ТЭЦ, являются основными, поскольку от выполнения финансовых обязательств сторон, участвующих в проекте, зависит конечный результат - своевременный ввод в эксплуатацию объекта и величина удельных затрат на его сооружение.
Финансирование рублевой части затрат на сооружение объекта осуществляется за счет средств РАО “ЕЭС России”, а импортной части проекта - в соответствии с Постановлением Правительства РФ - за счет средств, поступающих от поставок электроэнергии северному соседу России. Поставки электроэнергии в Финляндию осуществляются на основе существующих контрактов Технопромэкспорта с финскими фирмами “Imatran Voima” (до 1999 г.) и “Fortum Power & Heat” (до 2007 г.).
В период строительства первого энергоблока возникало множество трудностей с финансированием проекта, которые не содействовали планомерному ходу строительства.
Первоначально пуск первого энергоблока ТЭЦ планировалось осуществить в 1996 г. Однако работы из-за недофинансирования шли крайне медленно. Нужные темпы стройка набрала лишь в последние два года.
По заявлению председателя правления РАО “ЕЭС России” А. Чубайса, около года назад было принято решение: Северо-Западная ТЭЦ должна быть введена в строй. Необходимо было решить все накопившиеся проблемы: финансовые, технические, экономические, долговые. В августе 2000 г. в РАО “ЕЭС России” прошло довольно сложное заседание правления, где вопрос был поставлен предельно жестко: либо мы берем на себя персональную ответственность за ввод электростанции в установленный срок, либо мы отказываемся от этого срока. Решено было станцию вводить в декабре 2000 г.
В предпусковой, пятимесячный период руководство РАО “ЕЭС России” приняло ряд мер, которые позволили осуществить ввод первого энергоблока в опытно-промышленную эксплуатацию в намеченный срок. Результат проведенных экстренных финансово-организационных мероприятий свидетельствует, что если бы такие меры были приняты своевременно, то пуск ТЭЦ был бы осуществлен в более сжатые сроки, принятые в мировой практике строительства объектов с подобным технологическим циклом.
Технические новшества. Основные компоненты парогазовых энергоблоков С-З ТЭЦ - это газовые турбины мощностью 150 МВт типа V94.2 фирмы Siemens (изготавливаются на берлинском заводе фирмы и ЛМЗ, причем доля участия последнего постоянно растет). Их сборка осуществляется на российско-германском предприятии Интертурбо в Санкт-Петербурге. Эти турбины, пригодные для всех эксплуатационных режимов, отличаются высоким коэффициентом готовности, надежностью и большим сроком службы.
Тепло отработанных газов газовых турбин используется для выработки пара высокого давления (8 МПа с температурой 530°С) и пара низкого давления (0,55 МПа с температурой 200°С) в каждом из двух вертикальных котлов-утилизаторов барабанного типа П-90 производства завода ЗиО-Подольск.
Паровые турбины типа Т-160-7.7 поставляются фирмой ЛМЗ крупнейшим в мире изготовителем такого оборудования. Эти турбины обеспечивают не только высокий КПД, но и максимально возможный отбор тепла для теплосети города.
Каждая из газовых и паровых турбин приводит в действие генератор с воздушным охлаждением типа ТФГ(П)-160-2УЗ мощностью 200 МВт производства завода “Электросила”.
Современная газотурбинная и паротурбинная техника в сочетании с оптимизированной производственной технологией обеспечивает достижение высокого КПД, а также коэффициента использования топлива в размере свыше 90% при выработке электроэнергии и тепла. Для этого необходима высокая степень автоматизации, что обеспечивается использованием программно-технических комплексов и информационной системы. Этот комплекс выполняет все функции автоматизации технологического процесса на электростанции, например, такие как, сбор и обработка технологических данных, регулирование и управление, обслуживание, контроль и наблюдение за технологическим процессом, которые осуществляются с блочного щита управления.
Контроль и наблюдение за работой электростанции осуществляются с центрального диспетчерского пункта Ленэнерго в Санкт-Петербурге.
Защита окружающей среды. КПД Северо-Западной парогазовой ТЭЦ почти на 10% выше, чем КПД современной конденсационной электростанции на каменном угле. При этом обеспечивается экономное использование топлива и сокращение выбросов вредных веществ в окружающую среду, но уже при его меньшем сжигании.
Сокращение выбросов вредных веществ сводится до минимума за счет целого ряда мероприятий, направленных на оптимизацию процесса сжигания. Так, используемая гибридная горелка газовых турбин представляет собой комбинацию из диффузионной горелки и горелки с предварительным смешиванием. При пуске газовой турбины работает диффузионная горелка, а в остальных режимах нагрузки - горелка с предварительным смешиванием. Она создает гомогенную смесь топлива и воздуха, за счет чего достигается низкая температура пламени. Это значительно снижает образование термических оксидов азота NOx до уровня 20 - 25 ppm (предельно допустимая норма для России - 35 ppm). Кроме того, в отходящих газах электростанций, работающих на природном газе, практически не содержится диоксида серы и пыли. К тому же при сжигании природного газа вследствие содержания в нем водорода образуется значительно меньше диоксида углерода, чем при сжигании угля. И, наконец, выбросы сажи и CO в значительной части диапазона режима нагрузки отсутствуют. В современных условиях этот фактор особенно актуален в контексте предотвращения глобального потепления климата на планете.
Таким образом, за счет использования на парогазовой С-З ТЭЦ современной технологии предотвращается повышение загрязнения воздушного бассейна города при значительном повышении мощности (тепловой и электрической) электростанции.
Пуск. Пуск новой электростанции в Санкт-Петербурге имеет особое значение для российской энергетики. Именно в Северо-Западном регионе в 1926 г. в соответствие с планом ГОЭЛРО была сооружена Волховская ГЭС - первенец советского гидростроения. Позднее именно в Ленинграде была построена первая в мире опытная линия электропередачи на напряжение 500 кВ. Поэтому сооружение современной ТЭЦ и последовавшая 16 декабря 2000 г. синхронизация ее первого энергоблока с ЕЭС России стали своеобразным связующим звеном между прошлым и будущем, между планом ГОЭЛРО и современной электроэнергетикой.
Большой вклад в подготовку и организацию пуска первого энергоблока Северо-Западной ТЭЦ в намеченные сроки внесли сотрудники РАО “ЕЭС России” А. Я. Копсов, В. А. Саакян, Ю. Т. Салимов, а также работники С-З ТЭЦ Р. И. Костюк, О. А. Хотченков, И. Н. Писковацков и многие, многие другие.
22 декабря 2000 г. по случаю официальной церемонии открытия станции состоялся митинг, в котором приняли участие Президент России В.        Путин и Президент Украины Л. Кучма, председатель правления РАО “ЕЭС России” А. Чубайс, министр экономического развития и торговли России Г. Греф, председатель ГУП “ВО Технопромэкспорт” В. Кузнецов, генеральный директор АО Ленэнерго А. Лихачев, директор Северо-Западной ТЭЦ Р. Костюк, руководители российских и зарубежных фирм, рабочие и служащие электростанции, участвовавшие в строительстве объекта, многочисленные гости.
Открывая торжественный митинг, директор С-З ТЭЦ Р. Костюк отметил, что Северо-Западная ТЭЦ - предмет особой гордости российских энергетиков - создает возможность отработать и в дальнейшем тиражировать технологию эксплуатации установленного оборудования для последующих электростанций парогазового цикла в других регионах страны.
Вручая символический ключ директору С-З ТЭЦ, председатель ГУП “ВО Технопромэкспорт” В.   Кузнецов подчеркнул, что участие Президента России в пуске первого энергоблока является логическим продолжением событий прошлых лет. Будучи вице-мэром Санкт-Петербурга 18 июня 1993 г В. Путин участвовал в подписании контракта на строительство этой электростанции. Переданный ключ символизирует собой результат усилий многочисленных коллективов из России, Украины, Белоруссии, Финляндии и Германии, участвовавших в пуске первого энергоблока, и открывает перспективу ввода в эксплуатацию второго и последующих энергоблоков.
Первый энергоблок С-З ТЭЦ является “жемчужиной” среди энергетических объектов, введенных в эксплуатацию Технопромэкспортом в 2000 г.: двух уникальных энергоблоков по 800 МВт в Китае, впервые экспортированных Россией за рубеж (июнь и октябрь); двух гидроагрегатов по 180 МВт во Вьетнаме (июнь и ноябрь); турбоагрегата № 11 мощностью100 МВт на Бишкекской ТЭС, в торжественном пуске которого участвовали Президент России В. Путин и Президент Киргизии А. Акаев.
На митинге А. Чубайс отметил, что ввод новой ТЭЦ открывает большие возможности по внедрению в отечественную энергетику эффективных, экономичных и экологичных технологий. Северо-Западной ТЭЦ - это новая страница в развитие отечественной энергетики.
В своем выступлении В. Путин поздравил всех с открытием электростанции, Днем энергетика и 80-летием принятия государственного плана электрификации России; выразил огромную благодарность всем тем, кто поставил блестящую точку в деле осуществления проекта С-З ТЭЦ. Он отметил, что прекрасно знает, какие по поводу строительства этой ТЭЦ велись споры, существовали проблемы и какие последующие меры, принятые на региональном и федеральном уровнях, позволили завершить стройку. Одним из соображений, которым руководствовалось правительство, принимая окончательное решение о строительстве ТЭЦ, было то, что в проекте С-З ТЭЦ задействованы многочисленные российские предприятия, на которые из Германии и Финляндии поступило современное оборудование и технологии. Президент России поблагодарил партнеров из этих стран.
На стыке тысячелетий состояние и развитие энергетики приобретает особое значение, поскольку отрасль является основой дальнейшего и стабильного роста экономики России. Ввод в эксплуатацию новых генерирующих мощностей, особенно связанных с использованием новых технологий, являет собой не только большой шаг в развитии отрасли, но и представляет солидную прибавку в 450 МВт к существующим 149 000 МВт на тепловых электростанциях страны. Поэтому ввод остальных трех энергоблоков этой ТЭЦ, также как и последующее строительство подобных электростанций в других регионах, создают предпосылки для повышения энерговооруженности экономики России и ее переход на новый качественный уровень.