Размещено на http://www.allbest.ru/

Обеспечение надежной работы ОАО «Мосэнерго» в осеннее-зимний период 2008-2009 гг

В.В. Сергеев,

С.Л. Царёв,

B.C. Павликов,

Представители ОАО «Мосэнерго» принимали участие в XXV конференции «Москва: проблемы и пути повышения энергоэффективности», где рассматривались вопросы, которым компания уделяет большое внимание: надежность работы компании как важный фактор надежного энергоснабжения мегаполиса и повышения эффективности топливоиспользования.

Анализ прохождения ОЗП 2007-2008 гг.

В течение ОЗП 2007-2008 гг. генерирующая компания ОАО «Мосэнерго» работала без серьезных сбоев, обеспечив устойчивую работу оборудования электростанций и выдачу тепла и электрической энергии потребителям Москвы и Московской области (рис. 1). Обеспечение электроэнергией потребителей Московского региона происходило в условиях дальнейшего роста потребления мощности и энергии.

Топливообеспечение электростанций ОАО «Мосэнерго» в прошедший ОЗП оставалось надежным благодаря своевременно созданным запасам и поставкам. Запланированный объем ремонта оборудования на электростанциях был выполнен.

С октября 2007 года по апрель 2008 года на филиалах ОАО «Мосэнерго» аварий не было.

Максимальное потребление электрической мощности Московского региона в прошедшем ОЗП 2007-2008 гг. зафиксировано 9 января 2008 г. в 18 часов при среднесуточной температуре наружного воздуха -13,8°С и составило 16181 МВт, что выше максимума нагрузок ОЗП 2006-2007 гг. на 4,5% в сопоставимых условиях. Абсолютный максимум потребления, приведенный к температуре наружного воздуха -28,0°С, составил 18400 МВт.

По г. Москве максимум потребления составил 10488 МВт, что выше прошлого года на 456 МВт.

Планируемый ввод генерирующих мощностей в Московском регионе ожидался в объеме 790 МВт, в том числе: по ОАО «Мосэнерго» 540 МВт и по Москве 250 МВт. Фактический прирост генерирующих мощностей составил 600 МВт, в том числе: по ОАО «Мосэнерго» новые вводы: 450 МВт -- ПГУ бл. № 3 на ТЭЦ-27, реконструкция на ТЭЦ-9 (10 МВт) и ТЭЦ-22 (10 МВт); другие собственники: 10 МВт -- ДГА на ТЭЦ - 23; по Москве: 120 МВт - ТЭЦ «Сити».

При плане 250 МВт фактический ввод по г. Москве составил 140 МВт, в том числе: по ОАО «Мосэнерго»: реконструкция на ТЭЦ -9(10 МВт); другие собственники: 10 МВт -- ДГА на ТЭЦ - 23; по Москве: 120 МВт -- ТЭЦ «Сити».

Коренного перелома в снижении дефицита мощности и повышении балансовой надежности к уровню ОЗП 2006-2007 гг. не произошло, поскольку прирост генерирующих мощностей был несколько меньше прироста потребления.

Регулировочные мероприятия в виде ограничения потребления мощности не проводились.

Для покрытия части дефицита мощности Московской энергосистемы неоднократно включались ГТУ ГРЭС-3. Пуски ГТУ ГРЭС-3 производились при более теплой погоде (-2°С ч -10°С) по сравнению с прошедшим ОЗП (-10°С --15°С), т.е. температурный порог значительно снизился из-за отставания ввода генерирующих мощностей и объектов сетевого строительства от роста потребления.

Мобилизация мощности (подъем нагрузки выше располагаемой) московских ТЭЦ официально не производилась. Однако при нерасчетных условиях электростанции работали с превышением фактической располагаемой мощности в режиме «вынужденной мобилизации» электрической мощности, поскольку системным оператором не были приняты ограничения мощности, связанные с работой ТЭЦ в режиме когенерации (эти ограничения не приняты впервые). Это приводило к передаче тепловой нагрузки на водогрейные котлы, что снижало надежность работы теплофикационного оборудования и приводило к пережогу топлива.

Введенный в эксплуатацию в ноябре 2007 г. парогазовый энергоблок ПГУ-450 на ТЭЦ-27 ОАО «Мосэнерго» в максимум потребления электрической мощности 9 января 2008 г. нес электрическую нагрузку 420 МВт и тепловую 189 Гкал/ч.

Максимальная тепловая нагрузка, подключенная к ТЭЦ ОАО «Мосэнерго», была зафиксирована 8 января 2008 г. при температуре наружного воздуха -14,8°С и составила 17899 Гкал/час (20816 МВт), что выше располагаемой тепловой мощности турбин (13789 Гкал/ч) примерно на 4000 Гкал/ч. Покрытие тепловых нагрузок, превышающих располагаемую мощность турбин, обеспечивалось за счет включения 53 водогрейных котлов.

В сопоставимых условиях максимум потребления тепловой мощности к уровню прошлого ОЗП вырос на 2,2%.

Максимальное потребление тепловой мощности по г. Москве с учетом потребителей, подключенных к городским источникам тепла, составило 25774 Гкал/час (29976 МВт), что почти втрое выше потребления электрической мощности при температуре наружного воздуха -14,8°С.

Прогноз электропотребления на предстоящую зиму 2008-2009 года

Надежность прогноза определяется анализом динамики составляющих электропотребления с 2000 года по настоящее время.

Темпы роста потребления электрической энергии с 2000 по 2007 год в среднем составили 4,6%, а за 9 месяцев текущего года прирост потребления электроэнергии увеличился до 5,6% (рис. 2).

Темпы роста средних за рабочие дни максимумов нагрузки с 2000 по 2007 год составляют около 4% в год (3,7%), а за 9 месяцев текущего года этот показатель возрос до 5,2% (рис. 3).

Темпы роста абсолютного максимума потребления мощности за последние семь лет составили 4,7 % (рис. 4).

Прогноз баланса мощности и участие электростанций ОАО «Мосэнерго» в покрытии максимума нагрузок в ОЗП 2008-2009 гг.

На основании вышеизложенного прогноз абсолютного максимума на предстоящий ОЗП 2008 - 2009 гг. можно принять с приростом 4% на уровне 19100 МВт (рис. 5). Таким образом, максимальная мощность потребления при температуре наружного воздуха -28,0°С по региону возрастет на 700 МВт, в том числе по г. Москве на 400 МВт. Максимум потребления по г. Москве при температуре наружного воздуха -28,0°С составит 10887 МВт.

Московский регион по климатическим характеристикам относится к району с температурой наиболее холодной пятидневки в границах от -25°С до -32°С с обеспеченностью 0,92. Согласно СНиПУ 23-01-99 жилые здания и сооружения в Московском регионе рассчитываются на температуру наружного воздуха -28° С.

По сравнению с предыдущим ОЗП в Московском регионе генерация ТЭС увеличится за счет новых вводов на 1313,5 МВт, что превышает прирост потребления на 613,5 МВт. Новые вводы мощностей распределяются следующим образом:

* 1011,5 МВт -- ОАО «Мосэнерго»;

* 246 МВт -- город Москва;

* 56 МВт -- другие собственники.

Несмотря на то, что новые вводы значительно (на 613,5 МВт) превышают прирост потребления, прогнозный баланс мощности Московского региона при расчетной температуре -28°С складывается с дефицитом около 4100 МВт. Дефицит мощности будет покрываться полностью перетоком из ЕЭС РФ. По данным системного оператора, допустимый сальдо-переток составляет 4200 МВт.

Как и накануне предыдущих ОЗП, в ОАО «Мосэнерго» разработана программа мобилизации электрической мощности на электростанциях с передачей тепловой нагрузки на водогрейные котлы с разбивкой на два этапа: ПО МВт по первому этапу и 130 МВт по второму.

Баланс мощности по г. Москве при температуре -28,0°С, в часы вечернего максимума нагрузок, будет складываться также с дефицитом порядка 800 МВт (796 МВт). Дефицит мощности будет покрываться перетоком из Московской энергосистемы, в том числе от ТЭЦ - 22 и ТЭЦ - 27. мощность электропотребление тепловой нагрузка

В ночные часы в Москве генерация значительно превышает потребление более чем на 2000 МВт. В целом за сутки создается иллюзия, что Москва избыточна. Но эта избыточность имеет место только по электроэнер- гии и только в ночные часы исключительно из-за того, что в Москве все электростанции -- это ТЭЦ (теплоэлектроцентрали), главная задача которых производить тепло, греть город, работать по графику теплосети. По этой причине ТЭЦ г. Москвы ночью не могут глубоко разгружаться. ТЭЦ разгружаются ровно настолько, насколько позволяют требования надежного и бесперебойного теплоснабжения г. Москвы.

Баланс тепловой мощности в ОЗП 2008-2009 гг.

Тепловая нагрузка города значительно превышает электрическую. Если максимальное потребление электрической мощности, как отмечалось выше, составляет 10887 МВт, то потребление тепла при этом будет около 38500 МВт или 33250 Гкал/ч, превышение почти в четыре раза.

В этом заключается одна из главных особенностей ОАО «Мосэнерго», как теплофикационной энергосистемы, где одновременно осуществляется комбинированное производство и комбинированное потребление тепловой и электрической мощности.

В сумме эквивалентная потребляемая мощность, тепловая и электрическая, по городу Москве составляет гигантскую величину -- около 50000 МВт (или около 4,5 кВт на душу населения).

Так как тепловая нагрузка города значительно превышает электрическую, то потеря одной крупной ТЭЦ при низких температурах может привести к полному или частичному распаду всей энергосистемы. По этой причине нами предъявляются высокие требования к надежности не только ТЭЦ ОАО «Мосэнерго», но и к электрическим сетям ПО, 220 и 500 кВ, которые, по существу, являются схемами выпуска мощности Московских ТЭЦ.

Баланс покрытия тепловых нагрузок города от ТЭЦ Москвы, в зависимости от температур наружного воздуха, представлен на рис. 7.

Следует обратить внимание, что к температурам -5°С происходит исчерпание располагаемых мощностей турбин. Далее, при температурах ниже -- 5°С, для покрытия возрастающего потребления требуется включение пиковых водогрейных котлов (ПВК). При расчетной температуре -28°С будут задействованы до 80 ПВК из 108 установленных на ТЭЦ Москвы. Резерв тепловой мощности на ПВК весьма условен, так как распределен неравномерно, зависит от обеспеченности расходом сетевой воды и не резервирует аварийную потерю тепловой мощности турбин. (* Резерв тепловой мощности на ПВК условен, т.к. распределен неравномерно, зависит от расхода сетевой воды и не покрывает потерю тепловой мощности турбин (последовательное включение ПСГ и ПВК по сетевой воде).

" Количество работающих водогрейных котлов зависит от расхода сетевой воды и степени их загрузки.

Необходимые условия: сбалансированности по электрической нагрузке и загрузке отборов турбин при работе по тепловому графику.)

В представленном балансе видим, что располагаемая тепловая мощность турбин ниже установленной. Основная причина состоит в том, что в условиях дефицита электрической мощности электростанции вынуждены работать с конденсационной нагрузкой. Решение вопросов сбалансированности по электрической мощности (реализация программ ввода мощностей с темпами, опережающими рост электропотребления) и обеспечения работы ТЭЦ по тепловому графику позволит значительно повысить надежность теплоснабжения и топливную эффективность.

Важной задачей при прохождении предстоящего ОЗП будет обеспечение загрузкой по теплу вновь введенного высокоэкономичного парогазового оборудования, что позволит повысить надежность теплоснабжения города и улучшить показатели топливоиспользования.

Баланс тепловых нагрузок по станциям в день наибольшего потребления тепла в ОЗП 2005-2006 гг. и в предстоящий ОЗП 2008-2009 гг. при Тн.в.= -28°С приведен в таблице 1.

Максимальный отпуск тепла с коллекторов ТЭЦ ОАО «Мосэнерго» в сопоставимых условиях (при Тн.в.= -28°С) возрастет за 3 года на 5,5%.

Как видим, коэффициент теплофикации улучшается на ТЭЦ-21 (с 0,56 до 0,65) и ТЭЦ-27 (с 0,46 до 0,6). Рост за счет ввода новых тепловых мощностей. Однако в целом по ОАО «Мосэнерго» коэффициент теплофикации снижается с 0,74 до 0,71 (с 0,63 до 0,61 по фактической загрузке отборов турбин). Такая динамика свидетельствует о том, что рост установленной тепловой мощности турбин отстает от роста максимальных тепловых нагрузок потребителей, приведенных к Тн.в. = -28°С, что в конечном итоге приводит к возрастанию доли ПВК в покрытии тепловых нагрузок (усиление тенденции превращения Москвы в котельную). Для мегаполиса коэффициент теплофикации должен определяться в первую очередь обеспечением надежности теплоснабжения.

«Узкие места» в системной надежности и безопасности энергоснабжения

I. В энергосистеме:

* Дефицит активной и реактивной мощностей.

* Исчерпание пропускной способности электрических сетей 110 - 220 - 500 кВ.

* Транзитный характер энергосистемы.

* Недостаточная величина пикового резерва генерирующей мощности.

* Неремонтопригодность энергосистемы в отопительный период.

* Отсутствие резервирования по теплу и электрическим сетям ТЭЦ с большой единичной мощностью.

* Недостаточный объем ПА. Отсутствие концепции восстановления энергоснабжения после аварий с частичным или полным «распадом» энергосистемы.

II. В ОАО «Мосэнерго»:

* Изношенность энергооборудования, ведущая к риску возникновения технологических нарушений.

* Высокие уровни токов короткого замыкания.

* Ненадежные схемы выпуска электрической мощности и тепла многих ТЭЦ ОАО «Мосэнерго».

* Нерегулируемый избыток мощности в ночные часы.

* Жесткая связь между электропотреблением и теплопотреблением.

* Отсутствие автоматики отделения собственных нужд по напряжению.

* Монотопливный баланс, ограниченные возможности сжигания мазута при уменьшении поставок газа.

III. У потребителя:

* Недостаточная оснащенность автономными источниками систем жизнеобеспечения Московского мегаполиса.

Топливообеспечение

Для обеспечения бесперебойного энергоснабжения потребителей подготовлены к надежной работе в зимних условиях мазутные хозяйства, склады твердого топлива, тракты топливоподачи, золоотвалы и золопроводы.

Создание запасов резервного и аварийного топлива на ТЭЦ ОАО «Мосэнерго» осуществлялось в соответствии с приказом Минпромэнерго РФ от 07.12.2007 г. № 544, и его выполнение приведено в таблице 2.

ОАО «Мосэнерго» постоянно проводит работу по расширению возможностей сжигания мазута при ограничениях потребления газа для обеспечения надежной работы электростанций в этих условиях. Для этого также определены возможные топливные балансы при различных степенях ограничений потребления природного газа.

Программы повышения надежности и живучести электростанций ОАО «Мосэнерго»

В рамках инвестиционной программы реализуется ряд подпрограмм, связанных с повышением надежности, экологической и пожарной безопасности.

Важной частью ее является программа замены электротехнического оборудования ТЭС. В период с 2005 года по настоящее время заменено 5 генераторов, 6 трансформаторов, 144 трансформаторов тока, 87 трансформаторов напряжения, 35 выключателей.

Постоянная работа ведется также по продлению ресурса оборудования: продлен ресурс 60% котлов, 54% паропроводов, 24% турбин серии Т и ПТ, заменено 64% газомазутопроводов.

Проведена реконструкция генератора ТВВ-320 на блоке ст. № 10 ТЭЦ-22 с заменой крайних пакетов и перемоткой обмотки статора и предусмотрена замена генератора ТВ2 -100 - 2 ст. № 4 на ТЭЦ -17.

Продолжаются работы по обследованию электростанций с целью создания автоматики отделения собственных нужд по частоте и напряжению.

Выполнение ремонтной программы 2008 года

Программа капитальных и средних ремонтов основного оборудования реализуется по графику, без срывов. Проводимая ОАО «Мосэнерго» долгосрочная политика приводит к постепенному снижению объемов капитальных ремонтов, что позволяет все больше концентрировать средства на ввод нового прогрессивного оборудования.

Программа ликвидации разрыва мощности

Программой ликвидации разрыва мощности в 2008 г. предусмотрена модернизация двух паровых турбин типа ПТ - 80/130 ст. № 1 на ТЭЦ - 26 и № 9 на ТЭЦ -12 с целью увеличения электрической и тепловой мощности. На ТЭЦ-23 производится замена турбины Т-100

(вместе с генератором ТВФ -100 - 2) на турбину Т-110 с приростом мощности 10 МВт.

В текущем году, помимо введенного блока ПГУ - 450Т на ТЭЦ-21, предусмотрен ввод такого же блока на ТЭЦ-27. На ТЭЦ-9 планируется ввести ГТЭ-65 с приростом электрической мощности 61,5 МВт. В целом, как отмечалось выше, прирост установленной мощности по ОАО «Мосэнерго» составит 1011,5 МВт.

Оперативный персонал

В период подготовки к работе в ОЗМ наиболее важным направлением стала работа с оперативным персоналом. Сложность ситуации в значительной степени определяется неукомплектованностью штата оперативного персонала.

При этом наибольшее число вакансий имеет такая категория, как машинисты блоков, котлов, турбин.

Укомплектованность оперативным персоналом является основным условием выдачи компании паспорта готовности.

В настоящее время проводится ряд мероприятий для привлечения и укомплектования оперативного персонала.

Особое внимание в ОАО «Мосэнерго» при подготовке к ОЗП уделяется подготовке оперативного персонала по действиям во внештатных ситуациях.

С этой целью на всех филиалах компании проведены противоаварийные тренировки:

* при снижении частоты до аварийных пределов;

* при работе АЧР и ЧДА;

* при резком понижении температуры наружного воздуха;

* при прекращении подачи одного вида топлива;

* при разрывах теплопроводов;

* при пожарах в главных корпусах и топливоподачах.

Заключение

* ОАО «Мосэнерго» подготовило свои электростанции к надежной работе не только в нормальных режимах, но и в режимах мобилизации мощности, объем которых будет зависеть от результатов выполнения энергокомпаниями Московского региона намеченных планов реконструкций и новых вводов.

* Реализация инвестиционной программы 2008 г. по вводу дополнительной генерирующей мощности в размере 1011,5 МВт, в том числе блоков ПГУ-450 на ТЭЦ-21 и ТЭЦ-27, ОАО «Мосэнерго» вносит значительный вклад в повышение надежности энергоснабжения Москвы и улучшение энергоэффективности.

Размещено на Allbest.ru