Великолепная восьмерка котлов: битва за сверхкритическое давление плюс сеанс автоманиловщины

Сложно сказать, насколько она великолепна, но предлагаем обсудить эту тему. Причем не с позиций пресловутого «хохлосрача», а вполне спокойно и взвешено, хотя и с элементами маниловщины в заключении. Тем более, накал сетевых дискуссий о состоянии и перспективах украинской энергетики не снижается даже через пять лет после начала.

---

Год назад мы писали об угольной энергетике Украины «вообще», в том числе, приводя в ней табличку с раскладкой угольных котлов по типоразмерам и сжигаемому топливу на крупных станциях. Для настоящего же разговора ее придется несколько изменить, так как, с одной стороны, нас не будут интересовать котлы докритического давления, а, с другой, в нее придется добавить котлы сверхкритического давления, предназначенные для сжигания природного газа и мазута. К слову, если кто-то забыл, чем отличается котельное оборудование до- и сверхкритического давления, то для освежения памяти предлагаем маленький ликбезик. Ну, а мы продолжим.

У читателя может возникнуть вопрос: почему в очерке выбраны именно котлы СКД? Потому что именно такое оборудование было самым передовым и совершенным из всего, что создано в советской теплоэнергетике. Более того, именно блоки, работающие на цикле СКД, имели максимальную единичную мощность: все установки 300 МВт и выше (вплоть до 1200 МВт) использовали для привода турбин именно пар сверхкритического давления. Посему они и определяли облик отечественной энергетики, как советской, так и украинской в частности. Например, даже если смотреть упомянутую выше табличку, то окажется, что из 21 784 МВт суммарной установленной мощности указанного в ней оборудования на долю блоков СКД приходится 12 668 МВт, иными словами, 58% объема. Однако, чорт с ней, с табличкой из прошлой статьи, наше дело ее обновить в соответствие с новой темой.

^{Перечень котлов сверхкритического давления украинских ТЭС}

А после того, как наш читатель внимательно прочел этот массив информации, расскажем немного теории и истории. Если он вернется к уже поминавшейся статье, то сумеет вспомнить хорошо известный факт – КПД цикла Ренкина заметно вырастает при росте параметров (температура и давление) пара перед  турбиной. В частности, при росте давления свежего пара со 130 до 240 атм (второе значение – это уже СКД) при одинаковой мощности расход топлива снижается на 6-7 %%. В этой связи вся история современной теплоэнергетики – это борьба за рост этих параметров.

Указанная борьба началась в Советском Союзе в тридцатые годы, когда «традиционное» давление за котлами в 16 атм (сейчас оно кличется «низким») было поднято до 32 атм (по современной градации – «среднее»). Этот переход сопровождался большой теоретической и практической работой, результатом которой стала способность котельных заводов выпускать новое оборудование.

Однако молодая республика требовала еще более совершенной техники, и в 1929 году была пущена первая ТЭЦ с давлением пара 60 атм (ныне ТЭЦ-8 Мосэнерго), а в 1931 году на эти параметры начала работать Березниковская ТЭЦ на Урале. Спустя еще три года на ТЭЦ-9 Мосэнерго заработала установка давлением 140 атм с промперегревом, в состав которой входил и прямоточный котел Рамзина производительностью 200 т/ч, ставший на тот момент самым мощным в мире.

^{Профессор Рамзин: лауреат Сталинской премии первой степени за создание первого отечественного прямоточного котла. Приговоренный к смерти враг народа.}

К слову тут мы немного отвлечемся, и обратим внимание читателя на два факта. Во-первых, конечно, поражают успехи страны, едва окончившей зализывать раны после войны 1914-1922 гг., находившейся в мировой изоляции и не имевшей толком даже исторической базы для этих успехов. А, во-вторых, нельзя не упомянуть и о судьбе проф. Рамзина. Дело в том, что свой уникальный котел профессор сконструировал, находясь в тюрьме с расстрельным приговором по заведомо вздорному «Делу Промпартии». И нельзя сказать, что в истории отечественного котлостроения трагедия Рамзина была единственной – столь же абсурдный смертельный приговор дамокловым мечом висел и над головой создателя оригинального парового котла Шухова, бывшего не только выдающимся котельщиком, но и многогранно одаренным едва ли не во всех отраслях инженером. И если Рамзину и Шухову (равно как и более известным Туполеву и Королеву) «девять грамм в затылок» в итоге были заменены неволей, то, например, главный инженер ленинградской энергосистемы Ладогин или создатель московской Матлин – от пули не ушли. И, наверное, только лет через пятьсот историки будущего сумеют определить баланс добра и зла в действиях тогдашней власти, с одной стороны, обеспечившей неслыханное развитие энергетики, а, с другой, целенаправленно уничтожавшей в расстрельных подвалах и лагерях, либо заключавшей в «шарашки» и тюрьмы лучших ее представителей.

Мы же вернемся к более простому делу – продолжим нашу летопись повышения давления пара на электростанциях. Появление котла Рамзина, казалось бы, должно было способствовать широкому развитию давления 140 атм, однако на практике после московской ТЭЦ-9 оно было внедрено только на ТЭЦ Горьковского автозавода. Советская промышленность оказалась не готова к возросшим требованиям производства и эксплуатации такого оборудования, и до войны строились, в основном, котлы на давление 30-35 атм. Тогда же произошла и своеобразная «родовая травма» советского котлостроения, последствия которой полностью были преодолены лишь к началу семидесятых.

В одной из старых наших статей мы уже рассказывали, что в двадцатые годы произошла своеобразная «революция», связанная с внедрением в эксплуатации турбинного оборудования минеральных масел. Это позволило резко нарастить мощность паровых турбин, за несколько лет увеличив ее от единиц до сотни мегаватт.

В свою очередь, котельная техника за таким рывком не поспевала: наличие колосниковых решеток ограничивало мощность котлов по условию размера, обеспечивающего возможность равномерной подачи воздуха: не более чем 4 на 4 метра. В результате на каждую мощную турбины приходилось ставить десятки, если не сотни, котлов. Рецептом решения проблемы стало внедрение разработанного примерно в те же годы факельного сжигания топлива, но недостаточная мощность и надежность котлов заставляли все же иметь на каждую турбину несколько их единиц. В результате типичной компоновкой тогдашней ТЭЦ стала компоновка с поперечными связями – когда десяток-другой котлов одного давления работали на один паропровод, из которого питались несколько турбин. Ущербность решения была очевидна для всех специалистов, прежде всего по причине невозможности организации в подобных схемах промежуточного перегрева пара, что позволял только переход к блочной компоновке. Однако беда пришла с другой стороны: когда в пятидесятые-шестидесятые годы блоки-таки начали внедрять, то руководили этим люди, начавшие свою карьеру в довоенное время, и прекрасно помнившие, как им в молодости пришлось помучиться с ненадежными котлами. В результате, по их настоянию начали вводиться в эксплуатацию дубль-блоки, то есть, блоки, в которых на одну турбину работало два котла (корпуса котла). Обоснованием этому была возможность при отказе одного корпуса, работать на половинной нагрузке вторым. Как дальше увидит читатель, решение это принесло много проблем, отложив внедрение нормальных угольных моноблоков с котлами ТПП-312 лет на десять…

Начавшаяся в 1941 году война с фашистами принесла советской стране неисчислимые беды, в том числе, и основательно разрушив ее экономику. Однако рядовые энергетики и руководство отрасли сумели достойно ответить на этот вызов. В годы войны многие станции были эвакуированы из оккупированных районов на восток, создана новая база на Урале, обеспечено надежное электроснабжение свободной территории, в том числе, блокадного Ленинграда. И уже в 1946 году выработка электроэнергии в СССР достигла довоенного уровня. В тот же год началось и массовое внедрение оборудования на 100 атм (одновременно с подъемом температуры свежего пара до пятисот десяти градусов), определившего лицо отрасли на ближайшее десятилетие.

^{Послевоенный Киев. Местные "ватники", да и не только местные, а и со всей страны, восстанавливают город из руин, вопреки присущей украинцам одвічної тязі до свободи}

А в 1952 году произошло событие, которое должно было бы повернуть историю отечественной теплотехники на совершенно иной путь. Впервые не только с СССР, но и в Европе, было пущено оборудование на сверхвысокие параметры пара, 180 атм. Произошло оно на новой Черепетской ГРЭС, где был введен в работу уникальный дубль-блок с барабанными котлами ТП-240 мощностью 150 МВт. Пуск, разумеется, не прошел гладко – известная в узких кругах присказка «Нет повести печальнее на свете, чем повести о пуске в Черепете» появилась именно тогда. Однако судьба этого оборудования оказалась столь же печальной, как и котла Рамзина на ТЭЦ-9, а точнее – еще грустнее. Блок опередил свое время, и хотя до 1959 года было введено еще три таких единицы, больше оборудования на сверхвысокое давление в нашей стране не строилось. Советская наука так и не сумела решить все возникшие при эксплуатации вопросы, поэтому новые блоки остались «белыми слонами». Наверное, лучше было бы все-таки их решить – первая очередь Черепетской ГРЭС при всех проблемах успешно отработала до десятых годов, то есть, более пяти десятков лет, но отраслевое руководство решило внедрять предыдущую ступень давления – 140 атм (также как и 100 атм, названную «высоким давлением»). Котел же ТП-240, оказавшись прекрасным агрегатом, стал тупиковой ветвью эволюции.

Существенным стало то, что если оборудование 100 атм работало в схемах с поперечными связями, то 140 атм – и в составах блоков. Начало серии было положено в 1959 году пуском блока 200 МВт с прямоточным подольским котлом ПК-33-83СП на Южноуральской ГРЭС. Затем новые блоки типовой мощности 200 и реже 150 МВт начали расти по всей стране, как грибы. В частности, и в УССР, например, на введенных в эксплуатацию в шестидесятые годы блоках 200 МВт с котлом ТП-100 Бурштынской, Змиевской, Старобешевской ГРЭС.

^{Когда-то Бурштынскую ГРЭС строили всем Союзом. Ныне ее сотрудники выглядят так. Даже не знаю, что омерзительнее: рожи на фото, или набоб, которого они призывают посадить.}

Вновь, повторим, тогда время текло иначе, чем теперь, прогресс буквально поражал воображение. Если в 1950 году оборудование на 100 атм было самым современным и экономичным, то к концу десятилетия его выпуск был практически полностью прекращен, и даже новые блоки 140 атм, казалось, морально устаревали еще до окончания пуска. На повестку дня встал вопрос о необходимости ввода в эксплуатацию оборудования еще более высокого давления.

Логичным было бы начать строительство «черепетских» блоков на 180 атм, но после серьезной дискуссии было принято решение делать ставку на сверхкритическое давление. Решающим аргументом, помимо уменьшения удельного расхода топлива, стала сложность эксплуатации барабанных котлов в околокритической области в сравнении с прямоточными, даже при закритическом давлении. С высоты прошедших лет можно усомниться в верности решения, но оно было принято, и отрасль пошла по выбранному пути.

И вновь, сделаем отступление. Советская промышленность имела одну особенность, которую когда-то давно один летчик-фронтовик изложил автору следующими словами: ««Мессершмидт» против «Яка» – это как «Мерседес» против «Жигулей»». Нам кажется, что фраза совершенно верная – немецкая машина быстрее, красивее, надежнее, но советская – дешевле, ремонтопригоднее, проще и, самое главное, ее могут собирать девочки после школы-восьмилетки, да и в умелых руках – поставленные задачи решает. Такая же история была и в нашей энергетике, имевшей ряд преимуществ, которые и были использованы: светлые головы научных и конструкторских работников, дешевая рабочая сила, поддержка со стороны политического руководства. Однако были и слабости: низкая квалификация основной массы инженеров и особенно рабочих, применение отсталых технологий на производстве, неуверенность руководства в принятии решений. На практике выходило так – на переднем крае науки отечественные специалисты занимали самое достойное место: к концу семидесятых советская теория котлостроения оставила далеко позади и европейцев, и американцев, а вершиной инженерной мысли стали нормативные методы теплового, аэродинамического и гидравлического расчета котлов. Но реализация передовых идей затруднялась способностями промышленности, проблемы которой приходилось решать разного рода «рывками» и «мобилизацией». При этом, разумеется, появлялись такие планки, которые никаким рывком взять не выйдет, а требуется именно кропотливая квалифицированная работа (принцип «Ну ты же коммунист! И пулемет застрочил с новой силой», увы, действует лишь в известном анекдоте).

Первым симптомом стал отказ от давления 180 атм: оно могло быть реализовано на лучшей на тот момент станции Союза совместными усилиями едва ли не всех организаций советского МЭС, но для повсеместного применения не годилось. Внедрение же более низкой ступени, 140 атм, напротив, было проведено блестяще. Схожая история произошла и с переходом на сверхкритическое давление. По расчетам, максимальная экономичность в таких условиях соответствует блоку с двумя промперегревами и параметрам свежего пара 315 атм и 655 градусов (по советской классификации «ультрасверхкритическим»). Нужно сказать, что еще до войны в Энергетическом институте Академии наук была создана лаборатория пара высокого давления, которая потом развилась в целую межведомственную комиссию. Ее специалисты сумели просчитать параметры оборудования этого блока, сформулировав требования к промышленности, прежде всего, к свойствам металла, работающего при столь экстремальных условиях. Однако в пятидесятые годы выполнить их не смогли, что привело к решению снизить параметры пара до 240 атм и 560 градусов (в советской классификации именно они называются «сверхкритическими»), а уж после их освоения, перейти к ультрасверхкритике. Забегая вперед скажем, что этот вопрос так и не был решен: блоки на давление 315 атм есть много где: в США, Европе, странах Дальнего Востока, но только не в бывшем СССР.

^{Академик Стырикович - создатель науки о приручении пара сверхкритического давления. Многие ли знают его имя?}

Долгое время ответственным за прямоточные котлы в СССР был подольский завод (ЗиО), так что именно ему и было поручено осваивать выпуск новой техники. Первенцем стал образец ОП-60 для ВТИ на давление 300 атм, за которым были выпущены агрегаты на 400 атм – ПК-30 для ЦКТИ и ПК-31 для родного автору КПИ. На электростанции, а именно, Челябинской ТЭЦ, первым котлом СКД стал опытный ПК-12 давлением 250 атм на входе.

Для промышленного же использования было создано шестнадцать типов котлов, из которых восемь нашли себе место на украинских станциях. О них и поговорим далее, но и опять немного уйдем от основной канвы.

Несомненные успехи Советского Союза в практическом деле строительства мощных блоков СКД связаны с применением технологии «поточного строительства», позволившей в лучших примерах пускать на электростанциях второй и следующий блоки 300 МВт через девять месяцев после начала монтажа. Для сравнения – два гораздо более простых блока Черепетской ГРЭС, заложенных в 2007 году, были сданы в 2014 и 2015 гг. Внедрение же этой технологии связано с именами двух выдающихся специалистов – министра энергетики и электрификации Петра Степановича Непрожнего и его заместителя по капитальному строительству Федора Васильевича Сапожникова. Мы не будем подробно останавливаться на описании их трудовых подвигов. Это читатель и сам легко найдет в сети, если захочет. Разве что скажем, что все стройки электростанций с 1962 по 1985 года, о которых он прочтет ниже – это Непорожний и Сапожников.

^{Руководители советского Министерства электростанций Непорожний и Сапожников: настоящие эффективные менеджеры выглядят именно так}

Первыми советскими котлами СКД, пущенными для работы в составе блоков СКД, стали таганрогские котлы ТПП-110. Историческое событие произошло в 1963 году сразу на двух станциях – уже знакомой нам Черепетской и Приднепровской ГРЭС. Спустя два года подобный же пуск был проведен на Новочеркасской ГРЭС, а на Конаковской ГРЭС был пущен блок 300 МВт с подольским котлом ПК-41.

Компоновка всех установок выполнена по дубль-блочному варианту, что было обусловлено упоминавшимися выше психологическими причинами. При этом само решение имело одну чисто советскую странность.

Для ее объяснения придется отойти немного в сторону. Дело в том, что при пуске котла пар подается к турбинам не сразу, а лишь по достижении «толчковых» параметров. До того момента он должен быть выброшен помимо турбины. В силу его дороговизны он скидывается не в атмосферу, а в конденсатор, чтобы, охладившись там, вновь вернуться в цикл. Это положение верно для любого котла, работающего по любой схеме. При блочной же компоновке появляется еще одна особенность: до момента пуска турбины через промежуточный перегреватель пар не проходит, и он, соответственно, не охлаждается.

Решаются эти проблемы применением БРОУ (быстродействующих редукционно-охладительных установок) одной из двух возможных схем: однобайпасной или двухбайпасной (которые можно посмотреть на взятом в интернете рисуночке).

^{Подробности для любознательных: одно- и двухбайпасная схема пуска блока}

Очевидно, что каждая из схем имеет определенные плюсы и минусы. Однобайпасная схема проще и дешевле, но требует использования более дорогих сталей для промежуточного перегревателя: металл работает без охлаждения вплоть до момента пуска турбины (это долгие часы после растопки). Двухбайпасная схема, напротив, требует двух БРОУ, что дороже и сложнее в автоматизации (нужно одновременно регулировать сброс двух потоков пара), но позволяет облегчить условия работы промежуточного перегревателя (а бонусом позволяет еще и раньше толкнуть турбину через цилиндр среднего давления – пусковые параметры перед ЦСД очевидно достигаются раньше, чем перед ЦВД).

Ясно, что в советской системе хозяйствования был сделан выбор в пользу первого варианта: он дешевле и проще в реализации. Выбор этот, наверное, оправдан, и ирония на сей счет – едва ли уместна. Однако в самых первых проектах блоков СКД с котлами ТПП-110 и первых вариантах с котлами ПК-39 было принято решение, которое даже по советским меркам выглядело дико: пускать оборудование без БРОУ. В этом случае прогрев основного перегревателя идет через дренажи (тонкие трубки, подключенные в рассечку его элементов и на паропроводах к турбине). Очевидно, что скорость растопки в безбайпасной схеме получается совершенно неудовлетворительной (на Приднепровской ГРЭС пуск из холодного состояния мог и в лучшие годы занимать трое-четверо суток). В таких условиях (отсутствие охлаждения в течение десятков часов), промежуточный перегреватель, из какой стали его не делай, надежно работать не сможет. Решением стало внедрение дубль-блоков с несимметричной компоновкой: промежуточный пароперегреватель у них расположен в отдельном корпусе, который растапливается после толчка турбины. Конечно, назвать такое решение оптимальным сложно: эксплуатация блоков резко усложняется, надежность снижается, сроки пусков выходят за все разумные рамки. По этой причине котел ТПП-110 был изготовлен в количестве лишь шести штук (двенадцать корпусов), и в УССР применялся только на Приднепровской ГРЭС (блоки 11, 12).

Нужно сказать, что и таганрогский, и подольский заводы с самого начала выступали за строительство моноблоков, так что неудача с котлом ТПП-100 была вызвана не ошибками производителей. Но, при все том, хоть эксперимент и стал неудачным, но позволил наработать необходимый опыт. В частности,  его следствием стало внедрение уже симметричных дубль-блоков с котлами П-50 Подольского завода (единственные в Украине котлы этого производителя установлены на первых четырех блоках Криворожской ГРЭС в 1965-168 гг., кроме того, это оборудование стоит на блоках №1, 2 Каширской ГРЭС в РФ) и ТПП-210 (и его разновидности ТПП-210А). Блоки с котлами последнего типа имеются на уже поминавшихся Криворожской и Приднепровской, а также Трипольской и Змиевской ГРЭС. Самый «старый» – пущен в 1965 году на Приднепровской ГРЭС. Самый «новый» – в 1973 на Криворожской ГРЭС.

К началу семидесятых накопленный опыт эксплуатации моно- и дубль-блоков 150 и 200 МВт доказал, что преимуществ по надежности вторая схема не дает. Расплатой же за ее внедрение является увеличение стоимости, усложнение условий монтажа и эксплуатации. Неудачность дубль-блочной схемы стала очевидна для всех.

В этой связи в 1970 году таганрогским заводом был построен котел ТПП-312, ставший первым однокорпусным агрегатом СКД в СССР. В этот же период в топливном балансе произошел переход от тощих углей и антрацитов (на сжигание которых были рассчитаны ТПП-110, П-50 и ТПП-210) к газовому и длиннопламенному углю. Новый котел проектировался именно на это топливо. Пресловутая постмайданная «модернизация» станций, равно как и разговоры про ТЭС на антраците и газовом угле – имеет свои корни именно в том времени.

ТПП-312 (и его разновидность ТПП-312А) оказался на редкость удачным экземпляром, став едва ли не самым массовым угольным котлом блоков 300 МВт в стране. В УССР он был установлен на Запорожской, Углегорской, Ладыжинской и Зуевской ГРЭС. Все котлы смонтированы в первой половине семидесятых, кроме блоков Зуевской ГРЭС, установленных в 1982-1988 гг.

Собственно, именно станции с блоками 300 МВт, в состав которых входят котлы ТПП-210 и ТПП-312, и стоит рассматривать, говоря о современной украинской теплоэнергетике. Они мощнее и новее прочих, и, наряду со станциями, имеющими блоки 200 МВт (прежде всего, Старобешеская, Луганская и Бурштынская ГРЭС) определяют ее облик. Блоки же Приднепровской ГРЭС с котлами ТПП-110 и Криворожской ГРЭС с котлами П-50 – из учета можно исключать. В первом случае из-за изначальной родовой травмы, а во втором – из-за фактического скверного состояния, несмотря на все «модернизации», которые якобы провели «эффективные менеджеры» Питько и Шовгеля.

^{Запорожская ГРЭС: видна характерная особенность работы этой станции после визволення України від радянської влади - одной очередью}

Мы рассмотрели котлы четырех типов, и должны сказать, что осталось еще столько же. Однако читатель должен понимать, что на сей счет речь идет применительно к условиям Украины больше о курьезах, нежели о чем-то значимом.

Первым из них стали шестой и седьмой блоки Славянской ГРЭС с котлами ТПП-200 на антраците. Нужно честно признать, что столь неудачного проекта в советской энергетике едва ли можно найти (разве что блок 500 МВт Назаровской ГРЭС с котлом П-49). Политическому руководству страны были позарез нужны успехи, и ввод новых блоков 800 МВт вполне мог за них сойти. Однако даже более простые блоки 300 МВт в то время (рубеж шестидесятых-семидесятых) строились и эксплуатировались с проблемами: говоря откровенно, отрасль к внедрению СКД оказалась не готова, а уж «восьмисотка» и вовсе была не по зубам. Мало того, что ее строили с двухкорпусным котлом, так еще и турбины выполнили двухвальными. Фактически, речь шла о двух блоках с архисложными поперечными связями. Разумеется, ничего путного из этого не вышло, больше такого оборудования нигде не строилось, а опыт был признан резко отрицательным. Особенно же обидно то, что советское котлостроение чуть позже сумело создать прекрасный угольный котел для моноблока 800 МВт – П-67 (к сожалению, еще более замечательный агрегат ТПП-804, смонтированный на четырех блоках Пермской ГРЭС, так никогда на угле и не заработал), а Славянская ГРЭС остается памятником сделанным ошибкам. И можно только в очередной раз повторить, что эту станцию давно следовало бы безжалостно пустить под нож, предварительно решив проблему Николаевки (или, как модно сейчас говорить среди ее обитателей, Мыколайивци), для которой она является градообразующим предприятием. Впрочем, свою роль в пропаганде это оборудование сыграло – в литературе семидесятых факт пуска самых мощных блоков в Европе был «отработан» на все сто.

^{День бандеровской тряпки в Славянске: Донбасс порожняк не гонит}

Кроме рассмотренных выше пяти типов пылеугольных котлов для блоков 300 (ТПП-110, ТПП-210, П-50, ТПП-312) и 800 (ТПП-200) МВт, в Украине также нашли себе место три типа котлов СКД, спроектированных для сжигания газо-мазутного топлива. Все эти котлы были весьма успешны, однако их функция в современных условиях довольно-таки однотипна: основа сдыхающей на наших глазах городской электроэнергетики двух столиц, либо источник металлолома.

Первым из них стал котел ТГМП-314, ставший, вероятно, наиболее успешным котлом, изготовленным в СССР. Его проектирование велось, с одной стороны, с учетом опыта эксплуатации двухкорпусного котла ТГМП-114 (в Украине не встречавшегося), а, с другой, как своеобразного газо-мазутного варианта котла ТПП-312. В результате, как и в случае с пылеугольным прототипом, получился на редкость удачный экземпляр. Более того, можно сказать, что ТГМП-314 оказался именно «легкой версией» ТПП-312, будучи полностью с ним унифицированным по конструкции. Удачный образец нашел себе место не только на ГРЭС, как угольные котлы СКД, но и на многих ТЭЦ крупных городов Союза в составе теплофикационных блоков Т-250/300. В УССР его можно встретить на Киевской ТЭЦ-5 (где на двух блоках вполне исправно несется требуемая нагрузка) и Трипольской ГРЭС (где два блока медленно умирают, да как бы уже и не умерли).

Развитием семейства котлов ТГМП-314 (и ТПП-312) стал ряд агрегатов, работающих под наддувом, которые на украинских станциях (Киевская ТЭЦ-6 и Харьковская ТЭЦ-5) представлены котлами ТГМП-344. Изготовленные уже на излете Союза, эти изделия стали, пожалуй, вершиной советской котлостроительной мысли, так как были первыми советскими агрегатами (наряду с барабанным ТГМЕ-464), реально способными работать под наддувом. К сожалению, в связи с известными событиями, после 1991 года эта линия развиваться перестала.

^{Киевская ТЭЦ-6 - казалось бы, самая современная тепловая электростанция Украины - даже на фотографиях выглядит "неаппетитно"}

Наконец, последним из рассматриваемых котлов является котел для блока 800 МВт ТГМП-204. Его в какой-то мере можно назвать «двоюродным братцем» котла ТГМП-344, поскольку он, как и рассмотренный выше образец, был развитием котла ТГМП-324, относящегося к семейству котлов ТГМП-314. ТГМП-204 также предполагалось использовать для работы под наддувом, но основным топливом являлся мазут. Источником же его должны были стать советские нефтеперерабатывающие заводы, для которых мазут являлся побочным продуктом перегонки нефти. Линейка блоков 800 МВт с этими агрегатами была весьма многообещающей (например, крупнейшая советская ТЭС – Сургутская ГРЭС-2 – оборудована именно ими), и последними введенными котлами СКД на постсоветском пространстве (Талимарджанская и Нижневартовская ГРЭС) стали именно они. В Украине успели построить шесть таких блоков – по три на Углегорской и Запорожской ГРЭС. До 2005 года они исправно несли базовую нагрузку, но затем, в связи с газовым конфликтом, как и блоки с котлами ТГМП-314 Трипольской ГРЭС, также превратились в источник металлолома.

Вот мы и рассмотрели краткую историю котельного оборудования сверхкритического давления на украинских ТЭС. Несмотря на многие проблемы и сложности, она оказалась удачной, позволив энергетикам сперва советской республики, а, затем, и «независимой державы», решать все стоявшие перед ними проблемы. В заключение же необходимо сказать еще об одном аспекте, не самом важном, но промолчать о котором нельзя.

Мы планируем настоящей статьей закончить «подготовительный», начатый почти год назад, этап перед написанием очерка о тепловой энергетике Украины. Сложно сказать, насколько этот очерк найдет своего читателя, и насколько он вообще представляет для кого-то интерес (скорее, видимо, «нет», чем «да»), но небольшой анонс сделать хочется.

Одной из тем для обсуждения в нем станут перспективы этого направления генерации в Украине. Разумеется, там будет и более-менее подробное освещение, сейчас же скажем главное. Эпоха украинских, как и советских вообще, блоков СКД уходит в прошлое. Последние из них – восьмисотмегаваттные «мастодонты» с котлами ТГМП-204 №2 Нижневартовской ГРЭС и №1 Талимарджанской ТЭС – были сданы в 2003 и 2004 годах, соответственно (ну и, конечно, как еще не вспомнить удивительный пуск третьего блока Березовской ГРЭС с котлом П-67, формально проходящий по этому же списку, но, по понятным причинам, не упомянутый). В любом случае, к середине текущего века это оборудование повсеместно будет выведено из работы, хотя, конечно, отдельные установки кое-где останутся, воспринимаясь, вероятно, будущими поколениями примерно так же, как сейчас воспринимается, например, сохранившееся на отдельных станциях трофейное немецкое оборудование.

Что же придет ему на смену? Например, для случая РФ ответ известен – ставка сделана на парогазовые установки с преимущественно импортным оборудованием (а в газотурбинной части – так и только практически импортным, даже если не считать таковым поделки харьковского и николаевского заводов, а также машины Сименс, к которым в Санкт-Петербурге прикручивают заводские таблички с названием ГТЭ-160). Насколько это решение разумно – ответить, на самом деле, крайне непросто. С одной стороны, все очевидно: закупка критически важного высокотехнологического оборудования у двух западных поставщиков GE (включая Ансальдо, чьи машины поставлены на ТЭЦ-26 Мосэнерго) и Сименс – разумеется, светлых мыслей даже у руководства российского Минэнерго вызвать не может. И дело тут даже не в том, что за рубеж утекает валюта, причем в объемах, куда больших, чем поставленные услуги стоят на самом деле, но и в политических проблемах. Когда только было объявлено о том, что на новых крымских электростанциях будут установлены парогазовые установки Сименс, автор, в то время неплохо относившийся к РФ, крайне удивился: политические риски сего решения были столь очевидны, что, казалось, перевешивали любые технологические выгоды. Ныне же, спустя три года, можно сказать, что политика весьма здорово подпортила реализацию амбициозного проекта, и, хотя возникшие проблемы в ходе строительства, кажется, успешно преодолены, но очевидно, что в процессе эксплуатации и технического обслуживания станций они вновь возникнут, и их опять придется преодолевать с такими же усилиями. А ведь крымские сложности – это, на самом деле, лишь маленькая тень того, что может приключиться в случае, если Запад всерьез возьмется за российскую электрогенерацию.

Однако, с другой стороны, такое положение дел возникло не по злой воле «продавшихся чиновников». Еще в 2003 году в принятой правительством страны энергетической стратегии на период до 2020 года предполагалось увеличение доли угля в топливном балансе и создание российских ПГУ. Однако реальность оказалась иной: задачу создания конкурентоспособной газовой турбины рыбинский завод провалил (машины, поставленные на Ивановскую ГРЭС и ГРЭС-24, так толком и не заработали за почти полтора десятка лет различных модернизаций), а новые угольные блоки можно пересчитать по пальцам. К ним относятся три установки 225 МВт с барабанными котлами на Харанорской и Черепетской ГРЭС, а также блок СКД №9 с котлом ЦКС на Новочеркасской ГРЭС (во всех случаях котлы таганрогского завода). При этом нужно отметить, что установки эти – весьма и весьма неплохие (хотя новочеркасскую изрядно портит дрянная харьковская турбина), но их число очевидно не достаточно. Еще стоит вспомнить блок СКД №10 Троицкой ГРЭС, но качество проекта этой жемчужины китайской инженерной мысли вполне соответствует поминавшемуся выше качеству проекта Славянской ГРЭС. В такой ситуации внедрение импортных ПГУ, позволившее существенно обновить парк генерации, являлось, вполне вероятно, что и положительным явлением, несмотря на все побочные проблемы.

Однако в случае РФ, какая-никакая новая генерация все же в двухтысячные годы была построена, и теперь, по крайней мере, можно спорить о том, насколько она успешна. В Украине же ничего такого толком проведено не было (патріотична громадськість, конечно, вспомнит про действительно серьезные реконструкции ряда станций, но это все же не то). По этой причине проблема «старения» тепловой генерации стоит куда острее, и вопрос о том, что придет на смену – имеет не только академический характер.

Совершенно очевидно, что то оборудование, которое заместит собой нынешние ТЭС, станет последним заметным поколением теплоэнерегетических установок в стране. Положение дел ныне таково, что либо человечество в текущем столетии освоит альтернативные источники получения электричества, либо его ждет падение в пропасть, из которой, скорее всего, выхода уже не будет. Сложно сказать, что именно придет на смену углю и углеводородам – будет ли это управляемый термояд, научится ли человечество эффективно использовать воистину безграничную энергию океана, ветра и солнца, либо «выстрелит» нечто совсем новое, изучаемое сейчас лишь небольшим числом теоретиков, дать ответ мы не можем. Напомним лишь, что, когда в 1953 году пускались блоки свехвысокого давления на Черепетской ГРЭС, что казалось пределом мечтаний для многих инженеров, уже шло проектирование первой в мире Обнинской АЭС, чьи сестры буквально перевернули всю энергетику за два десятка лет.

Столь же сложно сказать, каков будет облик новых украинских ТЭС – отраслевое руководство сим вопросом не занимается, «замыливая» его тем, что иначе как маниловщиной назвать невозможно. Однако его точно не будут определять блоки СКД. Эти динозавры бесповоротно канут в Лету: условий для строительства таких станций в потребном количестве сейчас нет. Только советская страна с ее жесткой плановой экономикой и колоссальной мобилизационной мощью могла решать столь масштабные задачи. В рыночной же Украине нет даже своего котельного завода, а Турбоатом, хоть и имеет славную историю, но умирает, и отнюдь не медленно. Блоки СКД (как и атомные, между прочим) строились всей огромной страной, уж никак не занимавшей в мировом распределении труда место ниже второго (а по многим позициям и твердо стоявшей первой). Украина же с ее душевым ВВП (2205 долларов) стоящая выше Никарагуа, но все же ниже Вьетнама (2135 и 2327 вечнозеленых портретов Вашингтона, соответственно) – с такой задачей не справится, да она и не ставится. Даже куда более благополучной путинской России с ВВП в 8664 доллара (что, впрочем, меньше, чем у разгромленного перманентной войной Ливана, либо загадочного государства Палау) не удалось толком модернизировать советскую энергетику. Куда уж нынешней Країні мрій…

И, конечно, главное, чего не хватает осколкам СССР сейчас – это людей. И не просто людей, а того сорта, который обеспечил поточное строительство блоков СКД: тех, кто начав сознательную жизнь молодыми инженерами на стройках ГОЭЛРО, обеспечил нищей стране колоссальный рывок, затем бил фашистов на фронтах Великой войны, либо самоотверженно трудился в тылу, обеспечивая столь нужные мегаватты, а после Победы вновь вытащил СССР из руин, совершив поистине невероятное. Ну, и, конечно, нужны иные руководители – фигуры И.В. Сталина, Н.С. Хрущева и Л.И. Брежнева (а также и рангом пониже) – разумеется, спорны, и окончательная их характеристика будет дана не на нашем веку, но невозможно отрицать, что именно они и создавали условия для появления таких титанов как Непорожний и Сапожников, без которых никаких блоков СКД бы и не было. Впрочем, были и иные энергостроители того поколения, которых не грех упомянуть – Д.Г. Жимерин и Р.Г. Хенох, теоретики, обеспечившие соответствующую базу – М.А. Стырикович и В.А. Кириллин, государственные деятели Г.М. Кржижановский и М.Г. Первухин, а также еще множество ученых, строителей, монтажников, проектировщиков, наладчиков, заводчан и эксплуатационников, которые сейчас, пожалуй, и мало кому известны. Современная же Украина, возглавляемая стервятниками, жирующими на разворовывании оторванного куска Большой России, продуцирует, в основном, безмозглое быдло, предел мечтания которого – карьера чернорабочего у доброго пана (ну, или, чтобы быть объективным, малодушных эскапистов, как автор). И этому продукту едва ли удастся добиться чего-либо похожего на то, чего добились их предки.

^{Понятно, что таких фотографий можно наделать в любой стране мира, но эта все же уж очень показательна...}

Более того, при нынешней власти задача эта, повторимся, и не стоит: для хозяев кодлы, правящей в нынешней Украине – последняя является не более, чем заточкой, воткнутой в брюхо РФ. И судьба заточки их, разумеется, мало волнует. А что заточка насквозь ржавая, так это с точки зрения втыкания в брюхо – лишь дополнительный плюс. Поэтому модернизация украинской энергетики возможна лишь в том случае, если этот голем сдохнет (а, что он сделает это сам по себе – весьма сомнительно), а занимаемые им земли вновь станут тем, чем они были всегда – Югом России.

^{Еще меньше ста лет назад мысль о том, что Донбасс - не Россия, казалась абсурдной: Sic transit gloria mundi ...}

Как же тогда будет выглядеть типичная тамошняя ТЭС? Попробуем кратко описать, опираясь, скорее на интуицию, нежели на точный расчет, предавшись той же маниловщине, которой мы чуть выше упрекнули киевский паханат. Во-первых, топливом для нее будут не традиционные для Украины антрациты и тощие угли, либо менее традиционные, но распространенные на блоках с котлами ТПП-312 газовые и длиннопламенные угли, а бурые угли Украинского щита и иных месторождений. Дело в том, что легкодобываемый каменный уголь в Украине уже извлечен, причем давно: рентабельность западнодонбасских шахт не выдерживает никакой критики, и их следовало бы без излишней сентиментальности закрыть еще лет двадцать назад, как это было проделано в Восточном Донбассе (Ростовская область). Да, справочники показывают, что запасы каменного угля в Украине на порядок превышают запасы бурого, но, как говорится, «есть ложь, большая ложь и статистика». Во-первых, бурый уголь здесь никогда толком не добывался, иначе, чем на топливные брикеты для населения, соответственно, и разведка его толком не велась: практически наверняка, при соответствующих вложениях в геологию, будут обнаружены богатейшие запаса этого топлива. А, во-вторых, снова скажем, что пресловутую «S-образную» кривую можно встретить везде, и в украинской топливодобыче также: каменного угля осталось в недрах еще очень много, но извлекать его все труднее. Напротив, бурый уголь до сих пор может добываться без существенных затрат.

На новых станциях, скорее всего (опять-таки, читатель, мы мечтаем!), будут применяться котлы  ЦКС. Они имеют три важных преимущества. Во-первых, позволяют успешно сжигать топливо с ухудшенными показателями. Во-вторых, отказ от пылеприготовления позволит избежать применения сложных мельнично-транспортных механизмов, требующих больших затрат электроэнергии. Кроме того, применительно к взрыво- и пожароопасным бурым углям, это позволит еще и уменьшить риск серьезных аварий: взорвать или поджечь пыль куда проще, чем большие куски. Изготавливаться эти котлы будут в Таганроге, благо завод успешно справился с поставкой (пусть и по финской лицензии) такого оборудования на Новочеркасскую ГРЭС. Польза будет и предприятию: массовая отгрузка котлов ЦКС на новые станции позволит ему ожить от нынешнего коматозного состояния и наработать «референс» на таких агрегатах, которые в условиях «пика ресурсов» окажутся весьма востребованы в мире.

Параметры пара на этих котлах будут докритическими. Повышенная экономичность блоков СКД обратной стороной имеет повышение капитальных затрат из-за потребности в сталях дорогих классов и гораздо требовательнее к персоналу. Блоки с барабанными котлами показали, что, хотя их экономичность и ниже, но прочие плюсы способны нивелировать этот минус. Их мощность будет лежать в диапазоне 200-300 МВт, то есть, в таких установках энергетики встретят своих хороших знакомых (именно блоки мощностью 200 и 300 МВт были «становым хребтом» советской теплоэнергетики). Но это не будет очередным изданием типовых советских проектов ГРЭС-1200 и ГРЭС-2400, они останутся в прошлом. За основу будут взяты «продвинутые двухсотки», передовые блоки мощностью 210-225 МВт, вроде тех, что в двухтысячные годы были введены на Правобережной ТЭЦ-5 и уже поминавшихся Черепетской и Харанорской ГРЭС. Тем более, что ЛМЗ освоил выпуск турбин для них. Кроме того, будет учтен и опыт строительства блока 300 МВт с барабанным котлом, на просторах СССР неведомого, но построенного «Силовыми машинами» в середине двухтысячных для Вьетнама (ТЭС «Вонгби» с таганрогским котлом ТПЕ-318СО, который, к тому же, пускал горловский ОРГРЭС). Наиболее вероятной же мощностью станет 250 МВт, которую обеспечат молодые таганрогские конструкторы, взяв за основу котлы ТПЕ-223 и ТПЕ-215, и повысив им паропроизводительность. А питерские заводчане сумеют «раскачать» на 10% турбину К-225-140 до потребной мощности, и помогут наладить их выпуск на «Турбоатоме». Также таганрожцы при переходе к ЦКС не потеряют и маневренность ТПЕ-223, способного разгружаться на угле до невероятных 30% номинальной нагрузки.

При проектировании станций в целом, институты не повторят ошибок, приведших к появлению монстров вроде Старобешевской, Змиевской или Бурштынской ГРЭС с десятком блоков, эксплуатация которых превращается для инженеров в настоящую головоломку. Нет, станции мощностью 1000 МВт будут иметь по четыре одинаковых блока, не более. Идентичная же компоновка позволит, отработав замечания на головных образцах, потом «печь» их «как пирожки», ничем не хуже, чем во времена Сапожникова.

Поскольку после возвращения южнорусских земель в свое нормальное состояние ситуация там будет не лучше, чем во времена первого присоединения при Алексее Михайловиче, то потребность в электроэнергии будет меньше, чем даже сейчас. Думается, что максимальная потребная нагрузка станций составит не более 15 тыс. МВт, что при тридцатипроцентном резервировании соответствует 20 тыс. МВт установленной мощности. Ее структура не будет столь извращенной как сейчас, когда более половины электроэнергии вырабатывается на АЭС. Нет, она будет поделена примерно поровну между атомными, тепловыми и гидравлическими (в том числе ГАЭС) станциями, мощность каждой составляющей триады окажется примерно 7000 МВт. Появятся, конечно, и элементы «зеленой генерации», но, по крайней мере, на первом этапе, они будут носить характер скорее экспериментальный, призванный отработать технологию, так что в общий баланс мы их не зачисляем.

Значит ли это, что потребуется семь ГРЭС мощностью по 1000 МВт, чтобы обеспечить это условие? Нет. Дело в том, что часть этой мощности возьмут на себя ТЭЦ, расположенные в городах, и несущие важнейшую социальную нагрузку – теплофикацию. После того, как морок украинщины рассеется, Киев, вечный источник этой заразы, перестанет быть крупным городом, а превратится в музей истоков русской государственности вроде Ангкор-Вата. Но зато крупные русские города – Харьков, Одесса, Екатеринодар (разумеется, Екатеринослав - М.С.), Донецк – освободившись от ярма, заблистают новой силой. Туда будут стремиться, как жители небольших міст, жизнь в которых будет поначалу несносна, так и переселенцы из более суровых областей Великороссии, впечатленные, как и в прошлые века, благодатным климатом Новой Руси. И никто не позволить жечь в этих возрожденных полисах уголь: на четырех городских ТЭЦ будут стоять по две парогазовые установки, хотя бы хорошо известного в РФ типа Т-450. Так что, думается, минимум 3600 МВт мощности придется на их долю, а крупных ГРЭС потребуется также четыре. Интуитивно понятны и места их расположения, на площадках следующих нынешних станций:  Молдавской, Запорожской, Углегорской и Змиевской ГРЭС. Свяжут их между собой (а также с четырьмя крупными ТЭЦ, Южно-Украинской АЭС (2000 МВт), Запорожской АЭС (5000 МВт) и гидростанциями днепровского и днестровского каскадов) линии 750 кВ, основу которых составит приведенная в удовлетворительное состояние еще советская ВЛ Волжская ГЭС – Западная Украина.

Словом, вот такие пироги. А вероятность их приготовления может попытаться оценить каждый.